创客教育背景下创意电子课堂形式变革

李壮

我国推行创客教育的初衷是希望青少年通过体验创客式的经历，从小就接受创新思维的培养，实现具有中国特色的创客教育。创客教育兴起后，相关的社团活动也应运而生，如机器人、创意编程、3D打印等。部分学校基于社团活动，以比赛为突破口，对少部分学生进行精英化培训，通过比赛打开创客教育在本校的局面，这是一种较为直接有效的路径。但与此同时，要想真正推广这种教育方式，让更多学生受益，单单凭借少数的比赛和活动是无法实现的。课堂才是教师的主阵地，是学生日常获取知识最普遍的渠道，教师不应该忽视课堂教学，而应该从创客教育的核心理念出发，从学生的真实需要出发，在完成教学的同时设计并构建新型的课堂模式，以普惠大多数学生，提高他们的动手能力与创造力，让创客教育在学校健康发展。基于这样的目的，本文从教学理念、教学环境、学生评价三个方面介绍了创意电子课堂形式的转变。

教学观念的改变：从知识传授转变为以问题为导向

教师在设计课程时往往将讲清楚知识点作为第一位，而创客教育的目的则是希望学生能够运用所学知识创造性地解决生活中的问题。可见，单从知识传授的角度已经无法满足对学生能力的培养。在现代社会中，无论是从事科学研究还是创新创业，找到一个好的问题往往比解决问题更重要，为了培养未来的创新型人才，创客课程可以将一个好的问题作为出发点，站在解决问题的角度去设计教学环节。学生基于问题进行思考并形成解决方案，进而发现哪些知识的学习有助于问题的解决，然后通过教师的引导对知识内容进行自主探究，最终达成学习目标。

教学环境的改变：从“井田式”转变为功能区域划分

1.材料区

为了让学生能够在课堂中充分实现自己的想法，教师提供了丰富的造物工具，大多数以开源硬件和传感器为主。如图1所示，材料区内部的划分方式为“N+X”：“N”代表学生之前学过的传感器及相关硬件，可根据需要自行选择;“X”则代表本节课重点讲解的传感器，学生应重点使用。这样的设置有助于学生在学习新内容的同时，综合运用已学知识进行创造。例如，在《坐姿矫正器》这节课中，所有学生均使用了超声波传感器探测距离，而在“报警提示”这一功能的实现上，充分发挥了各自的想象，如LED灯闪烁提示、蜂鸣器报警提示、舵机带动警示牌旋转提示等。

2.自学区

创客教育更多地强调动手实践，在创造中学习。为了培养学生的自主学习能力，我们在课堂中设置了自学区，如上页图2所示。该区域提供了各类传感器的连接图、所用程序模塊以及测试方法，这些学习资源均以图文教程的方式呈现。为方便使用，我们使用二维码技术将其存储在互联网中，学生仅需要使用Pad扫描即可进行自学。通过二维码平台的数据统计，在《坐姿矫正器》这节课中，共有22名学生对超声波传感器的二维码进行扫描，有2名学生对LED灯的二维码进行扫描，这些数据在一定程度上反映了学生对不同知识的掌握情况。

3.操作区与分享区

在项目制作之前，教师通过课堂观察，每组选择一名具有领导力的学生作为组长，组员的分配则是从学生技能、性格等多方面综合考虑划分的。操作区的功能主要是为学生提供足够大的空间，让学生以小组为单位讨论并制作项目。分享区为学生提供了展示的空间，在完成项目后，每组要从作品创意、材料选择、制作过程、作品演示等多个方面进行介绍。在“矫正坐姿”这一主题下，学生共完成了三种不同风格与想法的坐姿矫正器。

①功能性较强的坐姿矫正器。该组利用超声波传感器探测人们在写字时是否低头，若传感器检测前方距离变小，则证明坐姿不正确，LED亮起，蜂鸣器报警。该组学生在课上完成基础功能后，还利用3D打印技术做成了最终产品，如图3所示。

②趣味性较强的坐姿矫正器。该组同样利用超声波传感器探测前方距离，当发现有人坐姿错误时，舵机旋转并带动舵机上“手掌形状”的纸壳转动，达到提醒的目的，如图4所示。

③场景性较强的坐姿矫正器。该组考虑到现在学生之间都是同桌两人一组，所以利用了两个超声波传感器进行探测，只要有一位学生低头就会报警，同时提醒两个人注意坐姿，如图5所示。

学生能够生发出如此丰富的想法与项目，正是由于教室区域的合理分配，提供了足够丰富的材料，从而激发了学生创造的欲望，达到培养学生创造力与动手能力的目的。

学生评价的改变：从语言性评价转变为多维度、数据化的评价

在课堂中，评价与分享是非常重要的两个环节。在多数课程中，考试往往是最常见的评价学生能力的方法，虽然部分教师也会关注发展性评价，但往往难以量化。为了让学生更清晰地认识自己本节课的表现，我校教师自主研发了创客项目在线平台，实现了发展性评价。每节课的小组作品均会上传至网站，通过该平台让教师、家长以及其他学生共同参与评价，帮助学生对项目进一步改进。该平台可获取大量的过程性数据，例如，学生项目每个阶段的完成时间、项目受欢迎程度的过程曲线、项目所用技术的更新、项目所获支持的虚拟金币等。通过数据挖掘的方式，可分析出学生针对一个问题是否有自己独特的想法，是否能够通过自主探究的方式正确使用传感器，是否在项目汇报时有清晰的逻辑表达等，从而以相对客观的方式评估学生的创造力、动手能力、学习能力以及表达能力。

通过各方面综合分析后我们发现，该创客课程的实践得到了学生较好的反馈。随着时间的推移，系统显示，学生更新项目的进度越来越频繁，所研究的问题越来越复杂，所应用的技术越来越丰富，所参与的创客活动次数呈递增趋势。在结果性评价中，通过项目答辩、作品虚拟售卖等方式，我们发现，学生的创新能力、实践能力以及表达能力均有显著提高。

新型的课堂形式不仅对学生提出了更高的要求，对教师来说更是一种挑战。在《坐姿矫正器》这节课的讲授中，教师需要做到三个把控：①对学生项目构思的把控。在学生项目经验较少的情况下，可能会出现其项目构思太简单或太难的情形，此时教师需要在学生想法的基础上进行调整，帮助其在符合自身知识技能水平的前提下完成项目。②对学习难点的把控。部分学生在自学时可能仍然无法正确使用器材进行创作，此时需要教师有效地引导学生解决疑难点。③对项目进度的把控。由于课堂时间有限，教师需要时刻关注各组项目的进展情况，避免学生在选择材料与外观设计上浪费大量时间，要将重点放在功能设计上，以达到解决问题的目的。

创客教育正处于蓬勃发展的阶段，创客教师应该紧跟时代的步伐，站在科学技术发展的最前沿，将创客教育的理念与数字化工具相融合，有意识地对自己的课堂进行改变，转化教与学的方式，努力为学生营造舒适良好的创造环境，为学生提供最优质的创客课堂。