创客教育点亮偏远薄弱县域农村创新教育

徐德亮

与现有教育“重知识、轻实践”的现象相比，创客教育告诉我们的不仅是“是什么”，也包含“怎么做”。课堂里，教师给出一个具体的“产品”目标，组织学生利用手里的材料进行模型构建，利用软件工具去设计、测量，结合电脑编程来实现目标，这是一个完整的流程。孩子们一直缺少这样的完整的过程和内容体验。实践能加深学生对知识的理解，将中小学基本上彼此独立的各学科知识和技能建立联系，引导孩子们将创意和想法变成“实物”，这是创客教育给教育带来的新元素。特别是偏远、贫困地区的孩子，也都能同样享受创新教育带来的乐趣，使他们“脑洞大开”。

2015年9月，笔者在黑龙江省克山县创建了“孩子很忙”创客空间。这是一个由闲置教室改造成的创客空间，是自下而上地结合学生的创意建立起来的。墙面是孩子们画的创意彩绘，两组由旧木板做的简易收纳柜，两组由可移动桌椅拼接的大工作台，为孩子们随时动手操作提供了便利。在创客空间里，孩子们开展了各种好玩的创客项目，从一块开源的硬件板和一些简易的传感器开始。一个免费的编程软件，芯片、旧电线、电路板、木块、铝片、画笔等小工具和一台组装的千元3D打印机，利用这些工具就可以拼装设计一些简易的物件。在创客空间，孩子们从最初的一窍不通、模仿老师，到两学期下来，熟练操作，自主创作。现在孩子们在家里利用业余时间也在画小图纸，网上查资料，鼓捣小物件。线上的校园小创客微信群、QQ群也十分活跃。经历一年多时间努力，克山县乡镇学校创建的创客空间（坊）总数达到学校总数的40%以上，在校园里能感受到浓浓的创客“味道”。

如何在偏远县域和农村开展创客教育，并引导学生创造性地去制作，在开放、思考、交流、分享的氛围下接触前沿技术，激发孩子们的创造潜力？下面，笔者就偏远薄弱地区创客教育相关问题谈些个人的粗浅认识，以求教于创客教育界同仁。

创客教育引入偏远薄弱地区面临的难题

创客教育走进偏远薄弱地区县域、农村校园，能够有效推动教育均衡发展。但万事开头难，笔者认为，偏远薄弱地区开展创客教育面临的难题主要有以下三个方面。

首先，偏远薄弱地区学校的教师对创客教育感到很迷茫，这是基层教师对创客教育“不热情”的主要原因。

其次，缺乏相应的师资。因为没有相应的培训，无将可使，无才可用，偏远薄弱地区学校校长感到无从下手。

再次，经费投入严重缺乏。经费的投入让偏远地区学校望而却步。

在偏远薄弱地区中小学开展创客教育的策略

1. 鼓励感兴趣的教师组成小团队

促进创客教育与基础教育的各学科融合，偏远薄弱地区开展创客教育，师资可以采用教师混搭共同参与，双师或三师同堂授课，用各种有趣的小科学项目吸引学生投入到创客活动中。围绕所教知识，学生做一个个制作，如“智能书包”“智能保温桶”“智能穿戴”，当然也需要教师给予学生时间去探索实践。他们边学边做，边做边创。开展兴趣小组，教师、学生从模仿起步，模仿项目学习、小组协作、反复尝试，经历失败和错误，最后解决问题，总结经验，分享提升。笔者和创客教师将淘汰的旧液晶电视进行改装，设计了触控校园数字图书馆。教师参与造型设计、焊接、切割、拼装、电子元件组装，并加入了WiFi摄像头，实现了留守儿童爱心互联、全息、VR体验和家长电子调查问卷等功能。

2. 掌握简易编程控制物件

创客教育具有电子化、数字化、工程化、智能化和艺术化特征，中小学物理、信息技术、科学等学科教师，以及擅长手工制作的教师，都可以通过短时间的学习，通过掌握一门门槛很低的图形化编程软件来控制硬件。在玩的过程中慢慢加入编程，玩是为了提起学生兴趣，在这一过程中逐渐增加难度，将编程、动漫造型和手工制作相结合来玩。可视化编程软件不但免费，而且可以直接控制硬件。如积木编程软件Scratch、mBlock等软件，这些软件提供强大、丰富的可视化编程功能，将图形堆放在一起，像搭积木一样简单，就可以控制硬件做出作品。编程门槛的降低，有利于普通教师在短时间内掌握编程。只要教会孩子一些基本的程序结构方法，他们便会创造出很多令人惊喜的作品。

3. 组装千元3D打印机

很多学校管理者认为创客教育一定要和3D打印、机器人设备等挂钩。其实，创客就是要把创意变成现实，回归到育人的本质，和课程结合。学校不必被硬件“绑架”，而应从学生的兴趣和实际需求出发，利用他们生活中已有条件以及随手可以找到的材料，从小制作、小创意、小发明、小种植、小养殖等这些“微创造”开始。开展创客项目的最终目的就是“做中学”，我们完全可以制定有效的学习计划，有序开展学习，自己動手打造低成本的“草根”创客教育。从创意到“智”造，让学生创造力得以可视化地呈现。学生在制作过程中，往往需要定制许多小零件，这些零件往往不容易获得，这个时候3D打印机将会是个很好的帮手。前几年的3D打印机动辄要上万元，令很多学校望而却步。随着技术的日渐成熟，现在一些组装型桌面级千元3D打印机已经可以打印出较高质量的物品。学习组装一台3D打印机，可以让学生们在有限的条件下解决问题。有条件的学校购买一台组装3D打印机，就可以将学生分小组开展教学了。笔者带领小学高年级学生组装完成的第二台900元的3D打印机，已经开始在创客空间“造物”了。

教师要尽量选择学生容易上手的建模软件，比如免费的Sketchup（草图大师）。指导教师将软件学习的难点部分制作成微课，通过微课导学来提高实操课的教学效率和教学质量。孩子们反复观摩，几节课下来，在适当辅导下，就可以独立制作模型和打印物件了。

孩子学会用技术解决问题的思维，知道自己可以借助技术手段探索并改变世界。孩子的小想法落地实现，实现从虚拟建模到学习成果的物化。

4. 结构件选材

创客活动一般与信息技术及其产品关系密切，比如，需要采用开源软硬件，目前网上几十元能买到开源硬件，如Arduino板和各种几元到十几元钱的传感器。这些相对低廉的电子元件器材，加上身边可利用的资源和工具，就可以完成学生的创客项目。比如，制作“智能水产养殖箱”，教师用超声波传感器来测量水箱是否缺水，缺水时可以开启水泵对鱼缸补充水；用温度传感器和LED显示屏，可以提示水温；用定时传感器完成智能换水。这个项目可以延伸，如在鱼缸上制作一个定时投食器，控制马达和齿轮传动，实现定时为鱼缸投食。这些创客作品可以用旧的铝线、木条、冰棍杆做成骨架，一个矿泉水瓶做成存储器，用卡纸做成卡通鱼的外型。通过简易的积木编程控制电机和传感器，做出一个好玩、有趣、智能的创客作品。这个开放式的创客项目涉及电路、材料、编程、焊接和掌握稳定性等多层次综合学习体验。

学生还可以利用身边的小物件进行改造，如陶泥、纸板、塑料管、木头、竹筷、秸秆、芦苇秆、金属罐（线）、金属片等材料。教师给予孩子一定的指导，让学生结合日常生活中的灵感，制作出创客作品。比如，“智慧农业”项目中，制作一个可穿戴的智能马甲。在手工纸膜上装上传感器、电路、马达等材料，做成智能马甲。马甲上的光线传感器控制闪烁的LED灯，提示夜间车辆避让，保护早出晚归的农户安全。用多个偏心马达实现智能马甲的按摩颈椎功能，马甲背部的数块太阳能板为安装的硬件传感器提供必要电能，同时运用温度传感器可以为马甲加温。孩子们又为智能马甲增加了语音点歌功能，用以缓解棚室农户重复工作的疲劳。整个项目调动了孩子爱动手、善动脑的天性。对于偏远薄弱县域、农村学校来说，这些材料、工具使得开展创客实践和探索变得更加容易。只有这样，创客教育才不是少数人的活动，人人有创意，生生有项目，才能使学生从传统的“知识学习者”转变成“知识生产者”。

如何实现创客教育在偏远薄弱地区的“本土化”

首先，偏远薄弱地区的中小学开展创客教育的起点要低，建议鼓励学生以项目为导向，使项目小型化。选择难度适中的、符合孩子实际的学习和实践，让学生更容易掌握和获得成就感。开展一些接地气的、学生摸得着和易于实践的创客项目，更有利于偏远薄弱地区的孩子掌握。在创客空间里，教师和学生一样，都是探索者，一起思考、反思、改進。在偏远地区学校开展创客培训，起初笔者担心技术难掌握，软件学习方面，学生们确实难以在一两次的演示操作中学会，后来笔者调整了学习周期，加大了入门阶段和实践阶段的时间长度。学生进入下一阶段学习时就会信心倍增。

其次，全民、终身学习时代已经到来，教师要充分利用线上的学习资源提升专业技能。创客教育对于偏远地区中小学来说是一个新的领域，教师的角色也将被重塑，教师应具有不断学习的能力，除了掌握必要的技能，还要有科学精神，分步有序地开展学习。短期培训和视频学习能为初期开展的创客教育提供帮助，但不能解决所有问题。经历理论、实践，继续研究，教师在工作中要带着问题，采取行动研究的方式补充专业技能。

互联网最显著的特征是开放和免费，偏远薄弱地区教师运用信息技术手段，可为解决中小学创客教育各种问题提供机会。将搜索引擎作为学科融合的利器，借用网上资源为创客教育打开一扇门。现如今，网上免费软件比较多，教师和学生可以参与网上在线创客空间的活动，比如作品展示、学习、交流，分享创作成果。笔者在开展创客教育的初期就经常通过网络寻找免费资源，通过加入创客爱好者微信群、QQ群，学习创客分享的资料、作品，请教相关问题；线下动手体验和实践。

再次，要将创客课程纳入校本课程。课程的建立是为学生服务的，学校借助校本课程推进创客教育，将创客教学纳入地方课程体系，才能使创客教育得到课时上的保障。学生每周一次的兴趣小组活动，可以考虑小学一至三年级每周1节，三至六年级每周2节，初中每周2～3节，将学生的创客课程成绩纳入综合素质评价，将学校创客教育纳入学校综合评估考核范畴。

最后，建议开放创客空间。创客空间可以像图书阅览室一样全天开放，不局限于课堂的时间。每天中午，利用时间换空间的方式，让更多的学生参与创客活动。小创客们通过“传帮带”互相激发，在课堂上学习与学科相关的基础知识、技能。教师要留给学生更多的自己动手时间，管理上可以考虑建立小创客自我监督的管理机制。此外，笔者还定期邀请一些热爱技术的家长、老工匠、老艺人进校园为孩子们讲解、演示“小机械”和“小电子”的原理。利用五金件和旧材料设计制作了小型压弯折弯工具，小型钻孔工具，小型曲线切割工具等，并将这些工具设计到一个操作平台中，使学生操作学习更便捷。

创新教育落地于偏远薄弱农村地区学校，将是创客教育进一步发展的重要方向。未来，我们将不断探索，让创客教育真正走进中小学校园，并扎根和普及，探索让创客教育更好地融入课程，让同一片蓝天下的孩子都能从创客教育中受益，让创新教育的光芒洒满校园的每一个角落。

（作者单位：黑龙江齐齐哈尔市教育教学研究院）