中小学创客教学的实践与探索

刘春开 凌慧

近年来，随着教育理念的变革，创客教育得到了广泛的认可。创客教育是创客文化与教育的结合，是基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导创造，鼓励分享，培养学生跨学科解决问题能力、动手实践能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。

山西省青少年机器人教育协会自2016年以来，以太原市第十二中学校和杏花岭区三桥小学为实验基地，全面开展创客教育教学活动，建立了自己的专家、教师研发团队，进行创客教育教学理论研究及教材开发，开创了山西省创客教育教学的先河。通过不断学习和实践，总结出创客教学的四个特点、五个内涵、六个环节。

一、创客教学的四个特点

1.教学管理特点。创客教学打乱学校原有的学习小组，男女生搭配三人为一组，五组为一队，以完成项目任务为目的，旨在培养学生团队合作的能力，使其在合作的过程中认识自我、提升自我、发展自我。同时，创设相对活跃的课堂氛围，让学生在轻松愉悦的环境中，积极参与实践项目，产生积极主动思考问题的驱动力。

2.教学模式特点。创客课程是真实的体验、创新、实践过程，是一种经验型课程，需要各类课程的铺垫和基础学习，比如3D打印、人工智能、机器人等；需要在理论上给予讲解和了解实际案例，比如无人机、汽车自动驾驶、医疗、交通红绿灯、生活中等等利用人工智能的实际案例，开阔学生视野，使学生能够充分发挥想象力。在确定活动制作项目的情况下，小组成员在制作活动中，需要团结合作，互相配合，增强团队意识，这也是创客课程教学模式的特点。

3.教学设计特点。在实际教学活动中，运用问题驱动教学法，组织学生进行创客活动。在教学设计的过程中，要注重通过设计让学生动手实践的步骤，引导学生一步步发现和提出问题、探究和解决问题，在此过程中让学生学会思考，培养学生严谨的科学态度和推理能力。

创客教学与传统课程的教学设计不同，它更注重学生实际操作的亲身体验，按照项目活动形式让学生自己设想、自己动手、自己修改、自己调整，完成创意物化。创客教学设计目标重在培养学生的自主创新精神、研究与实践能力，重在开发学生的创新潜能。实践中得来的知识尤为宝贵，唯有在实践中才能培养学生的真知灼见与创新精神。

4.教学手段特点。创客教学充分利用网络、多媒体教学手段，以学生为主体进行开放式教学，在评价过程中将项目评价和学生评价有机结合。创客教学尊重和发挥学生的个性特点，使学生真正感到他们是课堂的主体、是学习的主人，在这样的认知环境中培养学生独立思考的能力，促进学生创新思维的养成。

二、创客教学的五个内涵

创客教学课堂中，学生的活动过程基本是：项目—问题—假设—需求分析—器材选择—器材功能分析—思维导图—编程意向—撰写学案—成员角色分工—开始制作—出现偏差—进行修改—作品完成—小结归纳—反思。从整个过程看，学生的学习方式是自主学习，所学的内容是学科课程里没有的，学习形式是小组团队互助合作，在学习过程中需要充分地交流、沟通、分工、合作。所以，创客教学具有如下五个内涵。

1.知识外延。目前，中小学生的创客课程时间有限，绝大多数时间还是以語、数、外等课程为主，创客课程仅仅是在其他课程以外的一些知识学习和能力训练。也就是说，创客课程以学科课程为载体，包括人工智能、机器人、编程、STEAM等，是学科课程知识的外延，旨在丰富学生的知识面，让他们在创客实践中体验创新，同时结合自己的生活环境，了解和感受智慧生活、智慧服务、智慧城市。

2.思维拓展。创客教学是项目式的实操活动，学生在实操活动中分析问题、解决问题，从而培养创新思维。但是创新思维的开拓需要更开阔的视野，所以我们为学生提供了科普读物和实际案例的视频资料。科普读物有《我的科普MOOK》《物质科学》《技术与工程》《地球与宇宙》《地球科学》《人体科学》《动物科学》《植物科学》《动物世界》《动物的结构》《远古生命》等，学生在随手翻阅时就会产生很多与之相关联的问题，并对其产生兴趣。我们还为学生提供了人工智能的教学视频，包含交通、医疗、机械臂、无人机、救援、消防等等领域，激发学生的学习兴趣，培养学生的跨学科思维模式，从而实现学生的思维拓展。

3.能力培养。创客教学重在培养学生的动手能力。创客学习动手项目较多，必须在教师的引导下自己动手才能完成。在动手实践的过程中，学生不仅要理解项目的需求，还要和小组成员亲力亲为地完成项目，在此过程中遇到的大大小小的问题都需要自己去分析、解决。也就是说，必须手脑并用、合作完成作品。不同的作品要求不同，也涉及到不同学科的知识，所以在一次一次的创作和历练中，学生自然而然会在动手、思维、创新能力方面得到很好的提升。

4.潜能激发。创客教学能激发学生的创新思维与意识，使学生学会从生活经验中寻找问题，实现知识迁移，为学生埋下创新的种子。同时由于创客教学注重过程性评价，学生互评、反思的过程也是学习、交流、互动的一种有效方式，能够促进其思维发展。

例如，学生接到制作一个智能垃圾桶的项目任务后，先通过小组协商，进行需求分析，制定整体创作方案，确定做垃圾桶的原材料以及开启垃圾桶盖的方式（如红外线识别、摄像识别、声控等），进而确定使用的材料和舵机及感应硬件，设计打开垃圾桶的框架结构，从而绘制思维导图。随后小组成员分工创作，编程并测试，合作完成。

通过这样模式的实践活动，学生能在这个小小的团队中找到自己的位置，可以提出自己的思路和想法，独立完成部分任务，合作完成小组项目。在这个过程中，学生能够充分发挥自己的长处，产生自主学习的自信，体验创作成功的喜悦，激发出创新的潜能。

5.蓄势创新。学生通过系列的实践活动，能够经历更多的创作过程，积累更多的创作经验，学习更多的跨学科知识，掌握更多的制作技巧。不仅能够学会解决问题的思维方法，还能激发创新的潜在能力，为日后的创新应用积聚了能量。

三、创客教学的六个环节

1.社团建立。社团由对创客教学内容有着极强兴趣的学生组成，10～20人为一个社团，开展小组实操教学活动。每周进行一课时的创客教学。

2.社团课程。在创客空间的平台上，开设金工、木工、纸工、结构搭建、机器人、3D打印、STEAM项目、无人机、人工智能等课程，学生完成各类项目任务。

3.教学规划。社团教学活动要有长期规划和课程教学计划，对课程目标、课程内容、时间安排、活动任务、具体要求、活动安全等设定具体要求。每一节课的课程设计以完成项目任务（或竞赛）为目的，如掌握结构搭建方法、电子知识、物理知识、编程实践知识以及使用相关工具的技能等。

4.教学方法。在社团教学中，教师是一个引领者、关键时刻的帮扶者。在创客教学活动中，教师综合运用项目学习法、任务驱动法、合作学习法、问题教学法，充分发挥学生的主体性、主动性和创造性，让学生手动、心动、神动。对学生在活动中出现的问题，教师不是直接指出原因，而是进行启发式的询问，追寻学生的思维过程，让学生自己发现问题、自己解决问题。

5.能力训练。创客教学要求教师清楚每节课的教学目标，具体课程具体要求，如，了解搭建结构的总体设计、功能、稳定性等；又如，掌握项目制作材料的选用、下料、加工、组建等工序。让学生自己构思设计，撰写设计方案，进行方案可行性的研讨，提出合理化建议，逐步修改，完成制作。总而言之，培养学生的创新意识和综合实践能力，开拓其创新思维，激发其创新潜能，為培养创新型人才奠定良好的基础。

6.竞赛活动。创客、机器人、人工智能等活动备受社会重视，每年都会有由各个组织举办的竞赛活动。竞赛能够为学生提供作品展示和学习交流平台，能够对学生创新思维产生刺激与强化，整个比赛的过程与感受是学生继续学习的动力源泉。

我们将继续在创客教育教学的实践与探索中砥砺前行，在课程开发、教师培训、教学指导、课题研究等方面总结经验，为创客教育教学提供更多成熟的案例与经验，为推广STEAM教育和培养STEAM人才做出更多的努力。

（作者单位：山西省青少年机器人教育协会）