基于国家课程实施创客教育

谢作如

在《创客教育为什么要强调“造”》一文中，我曾经提出“创客活动具有社会化、平民化、强调动手实践等特点，是面向大众的”。从这一点看，创客教育和以课外兴趣小组形式开展的科技创新活动是有区别的：一个是普惠教育，一个是精英教育。既然以普及全体作为目标，那创客教育必须要正儿八经地进入课堂，才有实现普惠的机会。2017年10月，教育部发布了《中小学综合实践活动课程指导纲要》（下面简称为《纲要》），第一次提出“创意物化”这一目标，将“设计制作”作为综合实践活动的重要活动形式，并明确提出“有条件的学校可以建设专用活动室或实践基地，如创客空间等”。《纲要》的发布为创客教育正式进入国家课程体系，在基础教育阶段全面实施综合实践课铺平了道路。

● 创客教育在《纲要》中的位置

《纲要》指出，综合实践活动是从学生的真实生活和发展需要出发，从生活情境中发现问题，转化为活动主题，通过探究、服务、制作、体验等方式，培养学生综合素质的跨学科实践性课程。这一定义突出了“真实生活”“跨学科实践性”等要素，和创客教育倡导的“基于兴趣，以造物为特征的跨学科学习”是一致的。

1.创意物化：综合实践活动的四大目标之一

综合实践活动课程的实施是希望学生能从个体生活、社会生活及与大自然的接触中获得丰富的实践经验，形成并逐步提升对自然、社会和自我之内在联系的整体认识。《纲要》中提出的综合实践活动学习目标分为价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面。

“创意当实现”是创客教育的第一驱动力，继承了来自全球性创客运动和创客文化中近乎信仰的精神的内核，“造物”一直是创客活动的主要形式和核心特征，也是创客教育的重要“产出”性评价指标。“创意物化”正是对创客教育“创意当实现”内核精神和“造物”实践的总结和提炼。《纲要》中将“创意物化”作为综合实践活动四大目标，自然而然地将创客空间、开源硬件、数字化工具等要素连接起来。值得关注的是，《纲要》中提出了“产品”这一概念，且要求高于我们熟悉的“作品”，可见综合实践活动将会引导更多的教师参与研究“基于产品的学习”这一新教学模式。

2.设计制作：综合实践活动的四大方式之一

根据综合实践活动课程的目标，学校和教师要基于学生发展的实际需求，设计活动主题和具体内容，并选择相应的活动方式。其中“创意物化”目标的实现，对应的是设计制作活动方式。

设计制作指学生运用各种工具、工艺（包括信息技术）进行设计，并动手操作，将自己的创意、方案付诸现实，转化为物品或作品的过程，如动漫制作、编程、陶艺创作等，它注重提高学生的技术意识、工程思维、动手操作能力等。在活动过程中，鼓励学生手脑并用，灵活掌握、融会贯通各类知识和技巧，提高学生的技术操作水平、知识迁移水平，体验工匠精神等，其关键要素包括创意设计、选择活动材料或工具、动手制作、交流展示物品或作品、反思与改进等。

综合实践活动方式的划分其实是相对的，不同活动要素可以彼此渗透、融合贯通。同样，设计制作活动方式承载的也并不仅仅是“创意物化”目标。因为设计制作往往是基于真实生活提出问题，最终解决问题并以“物化”的形式服务于生活，只要教学设计得当，价值体认、责任担当、问题解决等目标也能在设计制作的过程中得到一定程度的达成。

3.跨学科学习：推荐活动主题中的重要导向

为了更好地理解和落实综合实践活动的目标，《纲要》在附件中提供了160多个推荐主题活动。这些活动主题分别是以某一种活动方式为主来呈现的，但实际上还包含多种活动方式。虽然《纲要》对推荐的活动主题不做硬性规定，仅供学校选择参考，但这些活动主题都经过精心选择，很多主题能体现出跨学科的元素，如设计制作方向的推荐主题中具有明显的跨学科特色。

● 综合实践活动“设计制作”主题案例展示

在创客教育中，学生常常会同时采用各种技术来解决问题，这些技术中会涉及软件和硬件，是一项非常综合的学习活动。而无论是信息技术课程还是通用技术课程，在技术上都有着明显的界限，没有做到软硬兼施。《纲要》中定义的设计制作活动恰好融合了信息技术和劳动技术，与创客教育倡導的“跨界”非常一致。虽然，《纲要》的附件推荐的主题活动划分了信息技术和劳动技术方向，看起来是割裂的，但很多活动主题是相互融合的。例如，两个方向的推荐主题都涉及到3D打印、模型制作和单片机。又如，“二维三维的任意变换”主题要求“使用纸模型软件将三维建模软件生成的立体图案，转化成为二维的平面打印机可以打印的平面图纸，并且通过折纸粘贴等方式制作立体模型”。

《纲要》强调了教学预设与生成的关系，担心“以单一、僵化、固定的模式去约束所有班级、社团的具体活动过程，会剥夺学生自主选择的空间”。因而，《纲要》编写者明确提出了综合实践活动不提倡编写教材，这也是出于对学生“创造性”的发展考虑。但正如马斯洛提出的“当手里只有一把锤子的时候，所有的问题看起来都是钉子”。学生只有不断掌握一些新的造物工具，如3D打印机、开源硬件、CNC等，才能有新的“设计”创意，“制作”出更多的“产品”。因而，教师在设计“设计制作”活动的时候，可以参照“探究-体验-应用”的模式来安排学习环节，以达到更好的学习效果，具体的活动设计可以参考下面的两个案例。

1.案例展示：程序世界中的多彩花园

借助计算机程序画图，其实也可以理解为用“绘图”的方式来学习编程，这是一种很好的寓教于乐的教学方式。因为对于儿童来说，“画画”比“文字处理”更具有活力，能充分发挥自己的想象进行创作。绘画属于艺术范畴，但是用程序绘画不仅需要熟练的计算机编程知识，还需要扎实的数学知识，如坐标、角度、曲线方程、正弦函数等。绘制的图形可以使用图像处理软件，结合文字编辑软件进行二次编辑。当图案绘出后再打印出来，学生进行上色，可以创造出类似秘密花园的填色书作品。

根据使用工具和绘图要求的不同，“程序世界中的多彩花园”主题可以在小学高年级和初中阶段使用。可以选择的工具很多，小学高年级可以使用Scratch，初中可以使用Scratch、Processing和Matlab。其中，小学的设计可以参考图1。

2.案例展示：用计算机做科学实验

计算机已经成为重要的科学实验工具，同时实验也是信息技术学科一种新的教学组织形式。在实验过程中，探究活动围绕着信息的获取、存储、分析、表达，不仅培养了学生的信息素养和计算思维，还培养了他们跨学科解决问题的能力。例如，学生用计算机研究日常生活中已有数据之间的规律，掌握一些数据分析软件的基本用法；也可以用计算机程序获取传感器实时采集的信息，并对这些数据进行分析以验证之前的假设，甚至发现新的规律；还可以通过网络资源获取大数据，初步感受大数据时代研究和决策的方法。教师可以鼓励学生将实验报告写成专业的科学论文，以提高探究真实问题、发现新规律的能力，从数据的角度重新理解科学探究的一般过程，建立一种更大格局的科学观。

小学高年级和初中阶段都可以利用一些数字工具，如Arduino、micro：bit之类的开源硬件做科学实验。教学的开展不需要专用的教学环境，但需要准备一些教具，如能够采集外界数据的传感器和相关的实验设备，小学和初中可以根据学生的认知发展设计不同的主题，也鼓励教师自制教具自主设计实验。其中，初中的活动设计可以参考图2。

● 承载创客教育的综合实践活动实施建议

据调研，虽然在国家课程设置中小学和初中阶段并没有信息技术课程，但考虑信息技术对数字土著的重要性，绝大多数地区结合当地实际，还是单独开设了这一学科。从2005年开始，很多信息技术教师都在期待国家能够出台义务教育阶段的信息技术课程标准。《纲要》发布后，义务教育阶段的信息技术学科归属已经尘埃落定，综合实践活动成为义务教育阶段实施信息技术教育的重要阵地。《纲要》中特意提出，“要充分發挥信息技术对于各类活动的支持作用，有效促进问题解决、交流协作、成果展示与分享等”。

从2011年民间创客教育社群“猫友汇”成立开始，一些信息技术教师有意无意地进入了STEM、STEAM、创客教育的队伍，并逐步成为创客教育的骨干力量。在创客教育的新阶段，信息技术教师要抓住《纲要》发布的契机，利用创客教育丰富多样的装备载体和活动形式实施综合实践活动课程的“设计制作”教学。这样不仅可以解决综合实践活动的师资问题，还可以提高综合实践活动的跨学科水准和学习的深度。在创客教育开源、分享理念的支持下，综合实践活动的课程资源也有望得到一定程度的缓解。总之，创客教育和综合实践活动的联姻，有利于基础教育国家课程各学科之间的深度融合，有利于新课改和新高考方案的实施，有利于综合性、创新性人才的培养，长远看更是一件利国利民的大好事。