创客教育理念下中职《电子电路安装与调试》教学案例设计与实践

文/佛山市华材职业技术学校 梁伟君

一、创客、创客空间与创客运动

创客这个词取自英语中的“Maker”，原指“制造者”，现如今指的是那些遵从自己的内心，尊重自己的兴趣和爱好，尽全力利用身边的资源，努力将创意变为现实的人。创客的发展主要受数字制造技术、互联网技术、信息与通信技术这三种技术发展的影响。创客空间指的是创客们可以在此进行创客活动的场所，这里通常摆放创客工作时需要的一些设备，诸如电脑、3D打印机、各种工具、实验仪器等。我国著名学者祝智庭认为创客空间的定义是可以进行项目实践的实体空间，同时还包括那些以辅助实体空间为目的、为创客提供远程交流条件和丰富学习资源的虚拟空间。创客运动是随着“创客”一词的发展而应运而生的一个名词，它是鼓励人们利用身边可利用资源将创意转变为产品并进行分享、传播、迭代的一个过程。例如制作一个自己喜欢的功放电路板，把它包装起来，连上音源和扬声器，它便发出了悠扬的乐声。然后把这个功放机放到淘宝上去销售，也可以在朋友圈或发烧友论坛中进行经验交流，即完成了创意分享。信息和通信技术对创客发展的影响，孕育出了当下社会发展的新时代——“众创时代”，即“创新 2.0时代”。创客的发展也对传统教育模式特别是对专业课的课堂教学模式产生了冲击，试想，进行专业课教育的实训场室不就是一个广义的创客空间吗？学生的每一个学习过程不就是一次狭义的创客运动吗？我们的培养目标不就是让学生成为一个有创新能力的创客吗？

二、创客教育的内涵与特点

目前，国内外学术界对“创客教育”仍没有一个确切的定义，我国多数学者认为创客教育的概念是创客文化与当下教育文化相结合的一种教育理念。祝智庭教授认为创客教育的内涵实际上是综合 DIY 教育、体验教育等多种教育理念于一体的新型教育。创客教育也与体验教育中的“学生深度参与”的要求相符合，并且创客教育借鉴了项目式学习的模式，即以一个任务为中心，模拟真实的问题情境，让学生在通过自己思考、设计、动手的过程中学习，锻炼学生运用知识与技能解决问题的能力。郑燕林通过分析美国中小学创客教育，认为创客教育是“基于创造的学习”，发现美国中小学的创客教育有以下三种特征值得我们借鉴：整合性、开放性、专业性。

创客教育应用于专业课程应具有以下几个特点：(1)整合性。每一个设计案例都需要多学科知识综合运用来完成。(2)参与性。注重学习与创作过程中的体验与参与。(3)趣味性。通过亲身体验，让学生在创造的过程中收获快乐和知识。(4)团体协作性。创客课堂通常采用小组合作的形式来完成，通过小组互动，培养学生合作意识。(5)创新性。采用新颖的教学模式，并以“做中学”为主要学习方式。(6)创造性。激发自己独立思维和创意思维，解决问题。

三、创客教育理念下中职《电子电路安装与调试》教学案例设计

(一)创客教育融入中职课程《电子电路安装与调试》案例设计的理论基础

创客教育为专业课程教学理念与教学方法革新提供了试验的载体。基于学科整合的创客教育模式可以将知识与实践相结合，使教与学达到和谐的融合，从而提升知识原理的学习效果。《电子电路安装与调试》这个课程整合了原来的电子技术基础、电子技能、电子CAD、电子工艺四门专业课内容，由两大学习模块统领，分别是模拟电路部分的音频功率放大电路安装与调试及数字电路部分的时钟电路安装与调试。课程循序分解成若干实训项目，由简单到复杂，每个项目都包含新电路、新元件、新工艺，所有项目完成后就可叠加成一个完整的整机产品。同时每个项目又有其单独的延展性。

在案例项目设计过程中，主要有以下理论依据：

1.创客教育、STEAM教育和创新教育

STEAM 教育是美国于 1986 年率先提出的一种教育理念，是以学科整合为基础的一种新型教学模式。STEAM教学模式有利于学生突破学科与学科之间的限制，将所学知识综合起来处理复杂情境中的问题，既有利于学习者对知识点消化和吸收，又有利于学习者学以致用，体现学生综合运用知识能力。

创新教育是在新时代背景下对教育目标与培养理念重新定位——以创新意识为基础，以创新思维与创新技能为核心，促进学生专业能力及专业素养协调发展从而促进教育全局性、结构性的革新。我国教育发展的最终目标是实现创新教育，以培养学生的创新思维和能力。但这一目标的实现，要靠STEAM 教育和创客教育的相互融合。我国学者杨现民认为，创新教育、创客教育和 STEAM 教育可以形象地比喻为“飞机”模型，“机体”为“创新教育”，是我们教育最终要实现的目标，而 STEAM 教育和创客教育分别为“两个机翼”，是落实创新教育的具体方法和主要途径。

2.“做中学”

美国教育学家杜威提出的“做中学”思想指的是将所学理论知识与实践应用联系起来，从真实的实践体验中收获知识和技能。学生在教师创设的学习情景中主观思想与客观事物相互碰撞升华，通过实践行动掌握具体知识与使用方法以践行理论联系实际的教育理念。而创客教育鼓励学生将创意与动手操作融合起来，强调通过体验与实践的创作过程内化学科知识与工具使用方法在过程中提升创作、学习的能力，发现实践的乐趣，这正好符合了“做中学”的思想理念。

3.基于项目的学习

基于项目的学习是以真实的情景或产品为引领，通过学生主动探索与问题解决过程学习知识技能的一种动态学习方法。创客教育以项目式学习为贯通创新教育与“做中学”教育理念的实践载体，学生依据自身需求，以团队协作的方式实施项目任务，在创客项目实践过程中深化知识学习、完善知识体系架构。项目式学习融于创客教育在本课程中是以学科内容与真实产品为项目主题，以开源资源库为抓手，使学生个体创新视角确立项目切入点、细化项目设计方案，在小组协作的实践体验过程中形成具有个性特色与应用价值的创客成品。

(二)创客教育融入中职课程《电子电路安装与调试》案例设计的教学环节

创客教育理念下的教学环节，实际上是教师在开展整个创客学习过程中对整个进程的一个逻辑设想及设计，教学环节的设计来源于对自身和对学生情况的充分了解，对整个创客过程的进行及效果起着举足轻重的作用。

中职课程《电子电路安装与调试》案例设计的教学环节基本由以下几个方面构成。(见图1)

图1

(三)创客教育融入中职课程《电子电路安装与调试》具体项目案例(见表1)

表1 《项目四 交通灯9秒倒计时电路》教学过程设计

(续表1)

(四)本案例实施效果

1.学生学习兴趣的分析

课后用访谈形式进行了关于学科课程整合创客教育教学方法的满意度调查，通过对访谈的15名学生的数据进行分析统计发现，有近 87%的学生表示对于创客教育理念下的学习氛围表示满意，喜欢这种可以自主探究、同学间相互讨论的学习方法。80%的学生认为该方法可以使枯燥无味的电子理论学习在创客过程中生动活泼起来，减少学习过程中的压力感。即使不擅长电子制作的同学亦能在小组讨论分工中承担画图、PPT制作、查阅资料等自己更为感兴趣的角色，基本上做到课中无闲人，人人有所事事。从各组学生的汇报PPT中也可看出学生对于这个项目的实践过程是兴奋而感兴趣的。

2.学生专业学习能力分析

在课后对15名学生进行的关于学科课程整合创客教育教学方法的满意度访谈中，几乎全部的学生认为创客教育理念更能提高学习者的学习效率。全班七个小组的学生在完成项目后都进行了成果分享，图2是第四组本案例成果分享。

从案例分享的PPT可以看出学生通过这种学习模式能有效进行自主探究学习，会依据个体实际情况不同，从实际需要出发以个体的思维模式构建知识体系框架，这样学生的知识更全面，知识结构更完整，知识掌握更牢固。学生在知识记忆与理解、学科技能与文化方面显著提升，形成求真探索、实事求是的专业素养。

3.学生创新思维发展分析

本例项目四是采用创客教育理念进行设计的第四个实践项目，图3展示的是同一组同学在前期实践项目中的成果分享PPT。

图3

从前后两个项目分享的情况可以看出：通过创客教育协同创作的实践过程，在一次次的实践与分享中，这个小组的同学逐渐走出了仿创阶段，不单纯模仿重复，而是有了自己的见解与思维逻辑，实现了对学习对象从感性认知到理性认知的本质转化，学生们能以科学的思维角度来审视、辨别及规划自己的学习过程，完成自己的学习目标，开始具有创新思维的意识以及知识分分享传播中一种以人为本的概念。

4.学生的专业评价能力发展分析

基于学科课程整合创客教育的评价设计，应秉承以学习结果为主导的过程性评价理念以观察、交流、访谈等多样化途径对学生课堂表现、创作过程、技术作品的多元化评价原则。而就学生间的小组互评来看，随着每个项目的反复实践，学生对作品的评价方式趋于实用，评价能力更为成熟。例如早期的小组互评，学生会侧重于电子工艺、电路效果等常规课堂评价内容，后期随着每次“多想一点多行一步”的小组互评及课堂反思活动，学生渐渐提出：如果这个产品的推广对象是外国人呢？如果这个项目用于投标呢？随着这些设想的不断提出，便产生了越来越详细的小组互评规则，是否有英文的说明书，是否有较实用的工艺文件及装调文件，是否有常见故障的检修流程，都成为小组间互评时的加分项目，学生对作品的评价不断趋向真实性及实用性。

(五)反思及努力方向

何克抗教授在《论创客教育与创新教育》中强调有中国特色的创客教育必须与现有教育体系融为一体，使创客教育真正成为我国整个创新教育体系的有机组成部分。在现阶段我们迈出了前进的第一步，也真实地感受到创客式教育融入专业课程的良好效果，但作为实施者，笔者有以下几个方面的感想。

1.专业教师要切实提高自身知识水平及专业素养。一个项目的顺利实施其实是教师的统筹引导起决定作用，这就要求教师要对综合的各个课程都深入了解，有良好的专业知识水平及动力能力，乐于探索接受新鲜事物，胸有沟壑才能自如地把这些知识点调度建构形成一个新的整体引导学生参与其中。

2.要在不断的实践过程中逐步丰富完善资源库。搜索引擎及网络是一个无边的海洋，资源丰富，但它需要学生的知识底蕴及甄别能力，所以在日常教学中，资源库更具针对性及实用性。而在资源库建设时我们要注意资源的细致、有序组合，例如在《项目四 交通灯9秒倒计时电路》的资源库中，要用诸如74LS190等在用元件的资料，也应该提供代换件的资料及代换办法指导；有整体的电路原理描述也要有分别的555振荡电路、计数电路、译码电路的相关知识；甚至在学生需要时在资源库中还能检索到电阻读数方法、DXP2004元件库等相关内容，这个依赖于在实践过程中的不断观察与完善。

3.要加强教师团队的合作。课程的整合新项目的设定都需要一个专业的教学团队来合作完成，一人计短二人计长，专业老师间多沟通交流，多合作创作，创客运动，由称做起才能带动整体的创作创新之风。

4.要有目的地转变学生电子产品只用于娱乐的观念。电子产品使图书馆成为掌中宝，使沟通交流实时实效，但这样强大的资源竟不能在课堂上成为教育一个强有力的助力是一件非常遗憾的事。我们在课室门口设置了手机柜，要求学生进入前缴纳手机，但是在创客课堂我们不作此要求，我们引导学生全程使用手机作为工具，记录工作过程，连接学习平台，搜索资源库，合理交流。也许有越轨的学生，但是栏杆不能阻挡所有落水者，我们不因噎废食，提高课堂吸引力，加强引导，让手机每天有一小时服务于学习，也许对于既仇视又喜欢手机的我们来说，都是一种新的尝试。