基于素养提升的创客教育区域化实施探究*

熊善军 杨 磊

（1.镇江市丹徒区教师发展中心，江苏镇江，212028；2.镇江市支显宗学校，江苏镇江，212028）

国务院《新一代人工智能发展规划》对人工智能和创新提出了具体的规划和要求，2018 年《江苏省义务教育信息技术课程纲要》中以《新一代人工智能发展规划》为依据提出信息技术学科教学目标是提升学生的创新与应用能力，提高学生的计算思维能力，发展学生核心素养。当前《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（以下简称“双减”）政策落地，要求教师提供更丰富的育人途径促进学生全面发展，青少年信息科技创新活动也有了更广阔的舞台。丹徒区教师发展中心（以下简称区域），顺应时代教育的要求，通过信息技术名师工作室、STEM 工作坊，开展各类创客活动，取得了一定的成效，但面对区域教育整体发展的新要求，与先进地区相比，呈现教学资源不够聚合、师资队伍建设相对匮乏、评价机制不够完善等不足。为此，区域加强创客教育理论与实践研究，聚各校创客教育智慧，协同探索有效的基于学科素养提升的创客教育区域化实施方案。

一、区域内各学校创客教育活动的现状分析

创客教育是以实体空间、虚拟空间、文化空间三位一体的立体式学习空间为依托，以项目式学习的探究体验过程为导向，致力于在开放创新、实践共享的理念指导下，培养创新人才的新型教学模式，其最终目标是培养学生的创新能力、形成创客文化[1]。对当前区域学校开展创客教育活动现状进行客观分析与归纳，主要存在以下几种情况。一是师资力量薄弱。根据江苏省课程开设的建议和区域学校3～4 轨办学规模，每周信息技术课为12～16节，刚好是1 名信息技术教师的教学课时量，信息技术学科教学乃至于创客教育活动研讨与交流无法以学校为单位独自开展。二是活动设备缺失。区域学校随着智慧校园的创建，在互联网+教育的背景下创客教室作为建设指标之一，创建学校都进行了创客教室的建设，因为自主选择及设备更新等因素，各校的创客教学设施各不相同；而未创建的部分学校因信息技术课程开设需要，采购了品种繁多的开源硬件。对区域内各学校的创客硬件统计，品种达到数十种之多，而且数量层次不齐。三是创客活动难以持续。由于受到师资力量限制及设备缺失，部分学校还未开展创客教育，或者根据信息技术教材五年级编程模块，配备了部分教学使用的开源硬件，开展硬件拼装及程序编写的教学活动；而有创客教室的学校或是将设备束之高阁，或是简单的在社团活动、兴趣小组中进行了解性学习，无教材、教学体系、涉及学生少，不能很好地辐射到全体学生，难以提高学生信息素养及创新能力。

二、区域内各学校创客教育联动的优势分析

通过上述分析，“单兵作战、闭门造车”的创客教育模式具有明显的缺陷和诸多的问题，师资单薄、设备缺失、无统一创客教育系统的教材等成为创客教育活动发展的瓶颈。以“创客教育联盟”为关键字在百度搜索引擎上进行了检索，约有1 340 000个相关结果，可见全国创客教育发展模式及方向，以“联盟”为基础的创客教育活动能迅速消除师资、设备问题，同时加速各学校之间的创客学习交流活动，区域内各学校创客教育活动联动优势明显。

1.统筹各校硬件，发挥效益

从基础做起，以教材为本。按照区域内创客教育活动实施起步晚的现状，不能照搬其他地区创客教育活动内容，而是立足信息技术教材，以教材为基础，在苏教版信息技术教材五年级编程模块中涉及Arduino 开源硬件是教学需要的必配硬件。通过教学活动可以让学生认识理解开源硬件、熟悉搭建，为后续创新实践建立基础。根据学习创客机器人功能及符合学生生活实际考虑，以创客项目化的形式增加一些其他类的开源硬件。以项目化成果推进的方式，在学生已有的认知和经验基础上，开展项目化研究、成果显性展示，提升学生创新思维、动手创造能力。表1 为区域学校以教材为基础开展的部分实践项目。

表1 区域学校创客实践项目（部分）

2.聚集各校教师，集思广益

笔者所在区域，在教师发展中心引领下，搭建了两个平台，信息学科名师工作室、区域信息学科教研组，吸纳吸引有志于创客教育活动研究的兼职信息教师。采用线上线下的研修交流方式，对区域内创客教育活动如何开展进行深入分析，从各学校实际情况出发，统筹兼顾、博采众长，将最好的、最适合的创客教育活动方式自下而上，再自上而下地推展开来。通过培训，提升各校信息技术教师的创新思维，同时信息技术教师在互联网+教育的环境下，将创客教育与学科教学相融合，培养有理想、有担当、有本领的时代新人，为区域学校开展的“双减”活动提供创客教育方案支撑。

3.开展创客活动，智慧碰撞

创客教育往往指向现实问题的解决，是一种问题导向式教育，让学生发现现实问题，寻求创意的解决方法并通过努力使之变成现实[2]。理论需要实践、研究需要论证，创客教育开展的形式、内容的研究最终需回归到学生创客活动中去。学生在创客教育中有哪些收获？动手实践能力和创新能力有多大的提高？区域内各校联动组织的创客展示交流活动平台就为学生搭建展示的舞台。在创客活动中，学生分享自己项目化的成果，和其他学校的学生进行创客经验的交流，回答其他学生的疑惑问题。从创客活动中，学生之间的创客智慧又进行了一次碰撞，均有感悟和收获。

三、区域内各学校创客教育联动的策略研究

近年来，区域创客教育活动在教师发展中心及区域信息技术名师工作室的统一协调下，开展创客教育联动活动，经过不断的摸索与实践，从硬件的选配到教师培训再到创客教育活动的推进，多措并举，扎实有效的推动创客学习，并逐渐形成一定特色。

1.做好培训，抓住“引路人”

创客教育活动的主体是学生，关键是教师。教师的水平决定了学生创客思维的上限，作为创客教育活动的引导者，需要为学生创客活动开启一扇门，而开门的钥匙就是培训。

（1）思想统一，达成共识

区域名师工作室，STEM 工作坊组织信息技术骨干教师，经过充分地研究教材，达成了区域共识。苏教版小学信息技术教材以项目设计为基础，通过学生硬件拼装、软件编程开展教学及学习活动。Arduino 开源硬件种类丰富，具有开放接口，程序搭建自由，单个或者是组合能形成不同的项目，将开源硬件带入到学生学习中，既是对课程纲要及教材的要求体现，也可以看到开源硬件学习与实践能体现学生的创新理念，丰富学生的实践内容。这就为开展创客教育教师培训指明了方向。在培训开始之前，区域学科中心组成员先讨论学习，依据区内教师实际制定培训方案及培训内容，并将培训内容分解到每一次集中教研活动中去，确立开源硬件应用在信息学科教学中的重要地位。这些培训包含了教材的教学设计、开源硬件的使用培训、创客教育案例、开源硬件教学展示研讨课等等。通过对全区教师进行应用培训，提高了教师的软硬件使用能力及课堂教学能力。

（2）归类分层，逐步提升

Arduino 开源硬件的使用看似简单，实则复杂，每一个端口使用杜邦线连接不同就会出现不同效果或者错误。也许因为一次错误的连线，会使得教师们花费大量的时间而功败垂成，并导致教师们畏难怕做。通过调查分析，区域内教师对开源硬件的认知普遍是零起点，教师的业务需求和培训期望包括：技能培训、课程技巧培训。技能培训在不清楚设备的使用方法的时候，摸索如何使用要消耗老师很多时间，而老师们除了教学任务还有学校的其他事务，没有时间花费在设备调试上，因此技能培训主要是让老师学会使用新设备，利用设备进行教学。课程技巧培训：由Arduino 开源硬件实践经验的老师通过上研讨课、对教材内容及课堂情况进行分析总结，将自己实际经验与参培老师分享交流，让老师们能感悟创客教育课程，结合自身的实际情况，设计符合自身实际情况的课堂教学。

（3）注重延伸，点面开花

重视教师良好思维品质的培养，帮助信息技术教师提升教学技能、专业能力、理论素养是信息技术教师专业成长与落实“双减”行动中重要关切。通过区域研修活动对信息技术教师进行培训，挖掘区域内信息学科教师潜力，给区域内创客先行者展示的机会，让他们成为创客活动的中坚力量，并对自己的所得所思进行分享。这既是对培训的延伸，又是先行者的收获展示，更能带动和激励区域内信息学科教师行动起来。同时参训教师将培训收获带回学校，组织学校兼职信息技术教师参加培训，由点到面，全面开花，组建起本校的创客活动教育团队，集团队智慧落实到信息技术课堂教学及学生创客活动中去。

2.立足课堂，用好“主阵地”

信息技术课堂是提升学生信息素养的主阵地。学生创客能力不是一蹴而就的，需要积累，通过课堂学习不断积累开源硬件的使用经验，在已有经验的基础上进行创客活动。区域内信息课堂未使用开源硬件时，课堂教学就受到诸多限制，有关开源硬件章节无法实施，学生也就无法接触了解开源硬件。对教材的处理仅仅停留在软件编程上，区域学校通过配置开源硬件，软硬件结合将创客活动延伸到课堂。苏教版五年级信息教材14 课用到了声音传感器，15 课用到了光敏传感器，16 课用到了滑杆传感器，17 课用到了摇杆传感器，18 课用到了超声波传感器。通过培训，教师已经掌握硬件的使用方法，结合编程单元教材，在信息技术课堂中开展教学活动，教材的执行情况得到提高。学生也从教材项目实例中了解了各传感器的使用方法，为后期自主创客活动打下了基础。创客活动的推进要依靠教师，只有教师熟练掌握了，才有能力去指导学生。开源硬件的课堂教学有效开展能使得教师的专业能力提升，在推进开源硬件应用过程中，教师确定了两个优先：使用开源硬件教学的教研展示课优先、信息优质课评比等第评判优先，通过这样的激励策略鼓励教师使用开源硬件。

3.开展活动，搭好“大舞台”

信息技术教学的最终目的是提升学生的信息素养。教师可以给学生一个展示的舞台，这个舞台就是创客展示活动。区域内各学校在教师发展中心的组织下参加区域学校“创客嘉年华”活动。创客展示活动教师采取了这样的方式：作品展示，活动开始前，自由展示交流各自作品，小选手通过PPT 向大家进行作品创意介绍、硬件的搭建方法、程序脚本的编制、作品效果的演示，这是创意的展示及学生综合素养的体现；思维碰撞，汇报结束后，其他小选手对展示小选手进行提问，有表扬及改进方法的交流、有质疑创意实用性的争辩，这是创意的一次升华。创客活动中教师看到选手由胆怯变得自信，看到选手舌战群儒，相信每个参赛选手对此次活动终生难忘，也彻底激发了他们的创客欲望，变“要我学”为“我要学”，也相信这些小选手回校后将是创客活动的星星之火。

4.依托项目，开展创客联动实践

（1）项目设置

各校根据学校实际，从小学四年级开始组建信息学科兴趣小组（社团活动），开展编程类、机器人（人工智能）、3D 打印类等方向项目学习。课程可以开设软件课程和硬件课程两种类型。软件课程以学生为中心，构建符合学生认知水平的矩阵式知识体系，培养学生的计算思维、逻辑思维及创造性思维；硬件课程以人机交互、自然语言理解、知识图谱、生物特征识别等技术为中心，通过项目式教学，让学生在实践中加深知识理解、拓展学习边界。学习内容分基础和提高两类。基础内容以学校开展的编程、机器人、创客等兴趣小组形式进行；提高部分以区青少年活动中心周末开展的非学科类培训（含编程、创客活动）进行。学校根据师资和硬件条件开展创客项目，见表2。

表2 区域创客实践项目设置

（2）创客现场挑战项目实例

秋天到了，果园里的苹果在阳光的照射下终于成熟了。请利用手边的设备，如声音传感器、超声波传感器、光线传感器、滑杆、摇杆、arduino 开源板、杜邦线等（可自由添加其他传感器，如RGB 灯、蜂鸣器等），软硬件结合进行创客实践，完成果实成熟、收获果实、保卫果实、庆祝等任务，具体见表3。参赛团队根据主题自主挑选材料，完成挑战，时间2 小时。

表3 现场挑战项目

四、区域内各学校创客教育联动思考与展望

综合实践活动课是我国当前课程改革中提出的一种新的课程形态，多元化的综合实践活动的开展是贯彻“双减”的重要举措之一。创客教育强调学生运用所学知识，通过实践体验，增强探索精神和创新意识，对于学校开展综合实践活动课程具有重要的促进意义[3]。区域已经在创客教育活动上迈出了坚实的一步，但如何持之以恒、做得更好，可以从以下方面下功夫。一是创客教育活动课程化。创客课程建设是对课堂教学的具体要求，也是顺利实施的重要保障。因为没有完整的创客教育课程体系，所以要进行创客教育就必须将零散的创客活动整合起来，每一次的教研活动上课老师的优秀创客活动、每一个优秀的学生创客作品、乃至于每个学校创客社团的优秀活动内容等都可以拿来分享，分门别类形成一套区域内有特色的创客活动材料，在不断的实践活动中提炼，逐步形成符合区域实际共用的创客课程。二是创客竞赛活动的优化。保留每次创客竞赛活动优秀做法，例如学生创意的讲解、创客展示后辩论等，在这些前提下，进一步丰富，把创客竞赛活动做得更有趣，比如提供同等材料，宣布创作主题，让他们尽情创造，然后守擂攻擂开展交流，把竞赛变成学生乐于参加的盛会，从而推动区域内学校创客活动优质、均衡发展。