“创客教育”与学科融合创新的育人实践

朱广樑

【摘 要】创客教育是实现信息化融合创新的重要途径。它既是实现在小学数学教学中创设“现实的、具有探索性的活动”的有效途径，又是促使教学方式变革的“润滑剂”和“催化剂”，小学数学课堂教学也是凸显“创客教育”中育人属性的良好载体。在实践中我們发现，“创客教育”存在关注“创造”忽视“育人”的两张皮现象。由此，本文从创客教育空间的建设，创客设备的选择，创客教育与小学数学教学融合的知识点的梳理，主题教学活动的设计等四个方面入手，提出解决以上问题的途径与方法，使之实现立德树人，五育并举的目的。

【关键词】创客教育;数学教学;融合创新;育人

【中图分类号】G434  【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2021）012-069-03.

从2018年2月起，党中央国务院先后印发的《教育信息化2.0行动计划》《中国教育现代化2035》等纲领性文件中，创客教育日益成为教学改革的潮流。对于数学课堂来说，“创客教育”既是实现在数学课堂中创设“现实的、具有探索性的数学活动”的有效途径，又是促使教学方式变革的“润滑剂”和“催化剂”。

然而，传统教学空间和教学设备与创客教育缺乏兼容性，制约创客教育与小学数学课堂教学的融合创新。教师对创客教育的认识理解不深，常常聚焦于“创客”的制造结果，忽视其作为“育人”的过程功能。笔者从空间重构、设备选择、梳理融合知识点、主题教学设计四个方面，进行“创客教育”理念下小学课堂教学融合创新的实践，取得了良好的效果。

建设轻创客空间，促使创客教育理念融合到常态课堂

现有的创客空间由于只关注硬件，忽视课程内容和资源的建设，很多成为学校“景点”。要使创客教育融合到数学教学的常态课堂中，必须把创客空间建设到每一个教室里。按照“学习→探究→互动→展示”的功能，进行规划布局，通过设定“主动学习区”“个性学习区”“探究学习区”“非正式学习区”等功能分区，教师可以根据教学的需求，把创客教育的设备聚合到常规教室里。

选择素材化装备，有利于小学学科课堂教学整合

适切的设备选择是创客教育有效融合到数学教学常态课堂的关键。为了解决小学生知识起点不高，动手能力不强，操作经验不足，注意力不能长时间专注等特点，学校可以以“两长两短能融合”的原则，选择合适的创客教育创新融合设备。即一是由教师根据特长选择;二是能满足学生长时间重复使用;三是学生制作作品周期短;四是学习设备功能周期短;五是能较好地与小学数学课堂教学融合。

基于以上原则，笔者对于创客教育设备的选择如下。

编程类：使用Arduino开源软硬件、Scratch编程与机器人、Sphero机器人。

智造类：3D打印设备（3D打印笔为主，3D打印机为辅）。

平板类：iPad。

科组集体备课，构建小学数学融合教学模式

创客教育与常态课堂教学融合，必须梳理和了解小学学科在不同学段的知识点。小学高年段中有关立体图形的教学与创客中的“3D打印”技术有着非常紧密的联系，我们可以根据课程标准整理出《数学》（五六年级下册）中能与“3D打印”技术融合的知识点，使融合教学精准发力。

1.五年级下册《观察物体（三）》

知识点：要从三个不同的角度观察物体，才能确定物体的具体形状。

融入策略：

（1）借助3Done软件中的图形，避免准备大量学具的麻烦。

（2）借助3Done软件中的堆叠图形功能，学生能通过旋转软件的画面，可以很直观观察到添加或减少正方体的情况，从而更好地建构“必须从三个不同方向观察才能确定立体图形的形状”这一知识。

2.五年级下册《长正方体》

知识点：长正方体的特征。

融入策略：

（1）利用3Done软件进行建模，避免制作实体模型需要准备材料的繁杂。

（2）借助3Done软件中的基本实体，学生能通过旋转画面，直观、清晰地观察到长、正方体顶点、棱以及面的情况，从而初步学会看立体图形的方法，熟知长、正方体的各个特征。

3.五年级下册《长方体表面积》

知识点：长方体表面积。

融入策略：

（1）利用3Done软件中的图形，通过旋转观察长、正方体的各个表面，感受、理解长、正方体的表面积定义。

（2）借助3Done软件中的基本实体功能，精确设定长、正方体的长、宽、高数据，通过旋转画面观察长、正方体的不同表面，计算、推理出长、正方体的表面积计算公式。

4.六年级下册《圆柱和圆锥》《圆锥特征》

知识点：圆柱特征、圆锥特征。

融入策略：

借助3Done软件中的基本实体功能，学生可以通过旋转界面，从不同角度观察圆柱、圆锥，掌握圆柱、圆锥的特征，与此同时，通过精确设定圆柱、圆锥半径、长度数据，了解圆柱、圆锥各部分的名称，掌握测量圆锥高的方法。

在对知识点进行整合的基础上，以杜威“做中学”的教育理念融合CDIO（近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO代表构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate）的设计理念，提炼出“3D打印”与数学课堂教学融合的教学模式。杜威强调，教育不仅要学生掌握知识，更重要的是在实际操作中领会知识的含义，他的“做中学”主要步骤是“五步”：“真实情境—发现问题—寻找资源—提出假设—检验想法”。这五步与CDIO的设计理念是一致的。尤其是数学的复习课，根据实际的需求，综合地运用已经学过的知识解决问题，更容易帮助学生建构一个知识的整体感，建立一种大数学观。

因此，我们总结出基于CDIO工程教育理念的3D打印与数学教学融合的教学模式（见图1）。

在这个教学模式中，教师以项目驱动的形式开展教学，学生的系统思维和综合思维被重视，整个教学活动充满了探究性、创造性及开放性。

主题教学活动，落实创客教育与小学学科教学融合

创客教育和数学教学融合的落实，要通过主题教学活动的方式来实现。以《数学》六年级几何图形总复习的主题教学为例（见图2），笔者设计了“为学弟学妹做学具”的主题教学活动。通过“真实情境—发现问题—寻找资源—提出假设—检验想法”五个步骤，调查四五年级学弟学妹对几何图形学具的需求，设计学具的形状、数量和颜色，综合运用知识借助“3D打印”解决问题，引导学生建构知识的整体性和体系性。

自2017年开展创客教育与学科教学融合的实践以来，我校师生通过各类课题研究、教学课例、430课程等形式积极参与到创客教育融合创新的实践中。除了上述“为学弟学妹做学具”的数学学科主题活动以外，还有融合长正方形周长知识的“数学+编程主题教学”——“循环指令的应用”以及数学、美术与创客融合的STEAM课——“走进沙面‘露德圣母堂”等。由学生组建的创客团队分别在2018年和2020年获得了广东省中小学生创客大赛一等奖和广东省机器人创意大赛一等奖的好成绩。

参考文献

韩子烨，丁黎明.创客教育实验室的发展建设思路探讨[J]. 黑龙江教育学院学报，2017（4）： 4.

李园园. 创客理念下的小学数学教学研究[J]. 数学大世界，2020（29）： 16.

张帅元. 创客理念在小学数学应用题教学中的运用例谈[J]. 数学学习与研究，2019（11）： 56.