基于Scratch程序和Arduino硬件平台的小学创客课程开发与实践

刘永能

摘 要：李克强总理在2015年《政府工作报告》中提出“大众创业、万众创新”，这是站在国家层面提出了创新的必要性;随后教育部发布了中国学生发展六大核心素养，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，其中实践创新很好的诠释了创新教育的重要性;2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确指出在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。因此我校以培养具有传统精神的现代人为目标，切实落实创客教育，并作为学校的亮点工程来打造。本论文根据本校在创客教育实践过程遇到的问题，针对相关的人、才、物进行分析，探讨创客教育落地生根的解决办法。

关键词：创客教育;实践创新;核心素养

李克强总理在2015年《政府工作报告》中提出“大众创业、万众创新”，这是站在国家层面提出了创新的必要性。因此，大众纷纷加入创客队伍，掀起了创业的热潮。在这样一个大背景的前提下，国内部分学校已经开始创客教育的尝试，他们自建校内创客空间，主要通过课外社团的形式组织创客活动。同样，我校也在鱼洞二小集团的高度重视下，展开了创客教育。通过动手操作、协同探究、项目合作等多种基于创造的学习方式，使每个孩子都将在课程学习中找到乐趣，激发自身的创造潜能。

一、发现的问题

通过两年的创客教育实践，我们遇到了很多问题，具体表现在以下几个方面：

（一）师资问题

创客教育的核心是创造，它涉及不同的学科知识，但其本身不强调学科。因此，创客教育并不是某一人就能承担的，它需要各个学科相互配合。就从目前情况来看，很多教师对创客教育不了解，也没有整体的培训，很难融入创客教育中来，所以教师问题不解决，严重影响创客教育的发展。在没有师资的情况下谈创客教育，完全就是空谈。

（二）课程问题

国家没有相应的教学大纲，也没有具体的实施办法，只能靠教师自己去开发课程，这对于创客老师又是一个高难度的挑战。纵观国内大多数创客空间和创客教育先行校， 大部分都在介绍机器人、3D打印、激光雕刻、IT技术或者是软件编程这些东西。我校也试着引进别人的教程进行教学，事实上很难实施，因此不根据学校实际情况解决课程问题，创客教育也是一句空话而已。

（三）创客空间建设及相关问题

很多人都认为，只要有了创客空间，创客教育就会形成，我不否定这样的说法，建设好创客空间一定程度上说，可以解决部分创客教育问题，但是它也有很多局限性。我校与公司合作建好了一个500平米的创客空间，下面就以我校为例说一说创客空间相关问题：

1.创客空间中的创客课程问题

创客空间建好之后，公司就提供了10节相关的创客课程，当然这只是我们学校。这10节课程紧紧围绕公司提供的硬件进行设计，对学生来说，操作也较方便，上课的效果也比较好。但这10节课程并不能满足学生日益增长的求知欲，怎么办呢？又找公司合作，又得投入很多经费，对于一个小学校来说，根本无法承受这么大的开支。

2.创客空间中的创客教学硬件问题

创客课程改变，创客教学硬件也随着改变，这样一来，又只能找到合作公司谈教学硬件问题，又得投入经费，这样周而复始的循环，更让学校吃不消。

3.创客工具更新问题

创客除了教学硬件、教学课程外，还有最重要的是创客工具，学生要把自己的创意变成现实，必须使用相关的工具才行，很多时间由于工具不好用，让学生放弃了自己的想法。创客工具也存在更新问题等。

二、解决办法

以上就是我校在创客实践中出现的一些问题，当然还有一些问题，比如：创客空间的布置、学生交流平台的搭建、整个校园的氛围营造等，在这里就不详细叙述。下面针对以上问题说说我校的解决办法，具体如下：

（一）教师问题的解决方案

创客教育的实施，教师是关键。我校为了落实好创客教育，在教师培训上下了很大的功夫。在创客教育开始实践的初期，学校领导不但高度重视还亲自己参与创客教育的研究，组建了一支创客教育实施团队。同时团队成员通过自学、参加培训、分析整理其它学校的先进做法等，现已经成为我校创客教育的先行者。虽然这些教师在某种程度上还达不到创客教育的教师标准，但我们相信，只要努力一定会把本校的创客教育做得更好。

（二）课程问题的解决方案

创客教育并没有统一的课程，纵观市面上的创客课程，大部分都是以自己的教学硬件作为基础进行开发，引入别人的课程就得买别人的教学硬件，大部份的教学硬件是相当昂贵的，如果要让学生人手一台，不管是学校投入，还是家长自己投入都需要很多的资金，这也制约了创客教育的发展。因此要想把创客教育落实，必须得根据本校的实际情况进行创客课程的编写，购买教学硬件是必不可少的，但怎样才能花最少的钱办最好的事并且还能达到预期的效果呢？创客教育教师团队想尽了办法，最终我们自己开发创客教育教学软件，自己在淘宝上购买相应的元器件，多次调整修改，研究出了小学阶段的教学大纲。

三年级（虚拟到虚拟），学习内容为Scratch程序设计，达成目标让学生逐渐变为学习创客，即为学习而创，学生利用创客学习来构建世界的初步形象，认识世界，从而促进自己的学习;四年级（现实到虚拟），学习内容为Scratch程序设计、Arduino相关硬件、结构设计，达成目标让学生成为学习创客;五年级（现实到现实），学习内容为Scratch程序设计、Arduino相关硬件、3D打印、结构设计，达成目标让学生成为发明创客，即为生活而创，学生利用创客学习解决自己生活中遇到的问题;六年级（现实到现实），Scratch程序设计、Arduino相关硬件、3D打印、结构设计、MIT App Inventor2手机编程，达成目标让学生成为生活創客，即为社会而创，学生可以参与到社会生活和社会事件当中，利用创客学习改善社会生活。

根据上面的创客教育课程体系，我们已经开发出部分三、四、五、六年级的创客教育地方教材，现以我们的课程有以上特点：

1.根据我校实际情况，研究出自己的课程体系结构，更有针对性。

2.根据我校的实际情况，对Scratch教学软件进行了二次开发，完全兼容淘宝上的开源硬件，大大降低了学生的学习成本。

（三）创客空间建设问题的解决方案

创客空间建设一定要以“为我所用”为原则，高大上的产品可以有，但一定得注意配备必要的创客使用工具。根据学生的年龄段的不同，使用的工具也不相同;根据创客课程的不断丰富，也要增添一些必要教学设施设备。总之，创客空间的建设也不可能是一步到位，只能从学校实际出发，逐步完善。

我校经过了以兴趣班的形式开展创客教育到现在全校推广，虽然有了一些基础，但创客教育并不是我们所想象的那么简单，学生的求知欲在不断增加，要想满足学生的要求，还得继续努力。正如我们现在的课程一样，短时间内，能为我校创客教育所用，长远来看，现在顶尖科技不断推陈出新，人工智能机器人、无人机等都会列入我们创客教育的教学内容，所以创客教育本来就没有固定的教法，只有不继摸索才能适应现代的创客教育。

参考文献：

[1]《 人民日报 》《中国学生发展核心素养》发布，2016年09月14日12版.

[2] 冯京和. 创STEAM课程体系 造开放创客空间——浅谈学校创客教育特色的发展[J]. 基础教育参考， 2017（16）：33-36.

[3] 何克抗，论创客教育与创新教育（2016年第4期）.