创客教育理念下的通用技术教学模式构建与实践

摘要：时代的进步离不开教育的改革创新，而教育革新首先要从转变理念开始。近年来，创客教育逐步走进中小学校，成为中小学教育改革的新热点。本文基于通用技术学科背景，深度结合创客教育理念，提出创客理念下通用技术教学模式，并以“自动浇花装置”为例进行实践，验证其可行性，为一线教师开展通用技术实践教学提供了有效的理论指导。

关键词：创客教育;通用技术;教学模式

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）17-0000-03

创客的概念起源于英文Maker和Hacker，通常指运用科技将脑海中所想到的创意加以实践，并乐于分享经验的人。也有观点认为，每一个进行或参与创造的人都可以被称为“创客”。[1]近年来，教育人士把创客理念引入校园，创客教育已成为中小学教育创新、教学变革潮流中热烈讨论的一部分，学生利用简单、易用的数字技术，自己动手设计、制作作品，即将创意转变为现实作品。创客教育联结了“想”与“做”的过程，帮助人们找到答案并解决问题，这个过程间接诱发新的创意与发明，是中小学生创新能力培养的重要途径。

《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》（以下简称《课标》）中提出要着力培养学生必备的学科核心素养，避免单一、机械化的技能学习，提倡开发贴近学生生活、满足学生不同发展需求的课程，培养学生整合知识、应用和物化的能力。[2]《课标》明确将技术意识、创新设计、图样表达、工程思维、物化能力作为技术素养的五个目标，这些目标同时也映射了创客教育的理念。笔者希望将创客教育与通用技术课程深度融合，借鉴创客教育的先进理念和教学方法，促进通用技术课堂教学水平的提高。

● 模式构建

《课标》明确提出，通用技术教学采用主题学习、项目式学习等整合学习方式，强化基于技术实践的情境学习。通用技术学科项目学习以学科概念和原理为中心，旨在使学生在真实的世界中借助多种资源开展任务探究活动，通过自主学习、小组协作等方式建构知识，培养能力，解决实际问题。笔者将创客教育理念和设计型学习的模式相融合，对通用技术项目式学习的基本过程进行细化，构建了基于创客教育理念的通用技术项目教学模式。

创客教育视角下通用技术教学模式构建的理论基础是建构主义和项目式教学。建构主义认为，学生要想完成对知识的意义建构，最佳方式是到真实环境中去感悟和体会，在与情境的互动中完成知识建构，而不是仅仅听取别人的经验介绍和讲解。项目式教学依托教师的有效指导，学生由被动学习变为主动学习，积极主动地去探索和尝试，促进知识和能力的培养，以及协调沟通能力和团队合作意识的养成。项目式教学是以“实践”为基础的学习活动，体现了建构主义教与学的理念。

创客教育视角下通用技术教学模式以项目式学习方式呈现，以实践能力为出发点，以现实题目为探究对象，立足于真实世界中的问题教学。学生在完成项目任务的过程中探索知识，形成技术意识，发展系统与工程思维能力。教学实施过程为创设情境、布置任务，问题导引、新知探究，形成方案、制作作品，展示交流、多元评价，反思总结、拓展提升。

● 教学探索

笔者采用以跨学科项目学习为载体的通用技术教学的新思路对信息技术选择性必修“开源硬件项目设计”模块和通用技术“电子控制模块”“智能家居应用设计”模块进行了信息技术和通用技术学科核心素养的整合，设计了若干教学案例，案例设计遵循由浅入深、由易到难的原则。每个案例都指向生活中的真实情境，关注当前的技术发展趋势。

教学案例以提高生活质量、问题解决、联系学生实际生活环境、有利于培养学生兴趣等为设计理念，在学习过程中，每2～3位学生组成一个小组，在有限的时间内完成规定的学习任务，并根据亲身经历，讲解制作作品过程中的心得体会及获得的知识和能力。下面以“自动浇花装置”为例展示教学实施过程（时间为90分钟），如下图所示。

1.创设情境、布置任务

在核心素养背景下，课堂教学倡导创设富有现实意义的学习情境，从而激发学生主动学习的意愿。首先，教师创设任务情境：在家中的阳台、办公室的窗边，我们总爱放上几株盆栽，它可以美化环境，改善空气质量，还能够增添大自然的气息，提高艺术性与观赏性。但是，盆栽需要照顾和保养，其中定时浇水、定量浇水便是让人头痛的问题，水浇得多了，盆栽会出现烂根坏死的现象，水浇少了，便会造成盆栽的干枯甚至早死，若有相关设备对浇水进行把控，便可省去许多麻烦。于是，教师布置本节课任务——设计制作一个自动浇花装置。

2.问题导引、新知探究

教学方法主要采用任务驱动法，鼓励学生通过探究、交流合作、亲自实践等方式进行学习。教师在教学中仅作为把握学生作品方向的参与者，具体方案设计由小组讨论确定。教师根据任务设定提出问题：“如何实现浇花时机的把控？”学生经过讨论后（教师启发引导）总结归纳出用土壤湿度传感器来解决问题。其工作原理是：当侦测到湿度低于盆栽最低需求土壤湿度时便自动对其浇水，土壤湿度控制在适宜的范围内，保证盆栽对水的要求。学生在教师的指导下，探究土壤传感器的用法和选择结构程序设计。

3.形成方案、制作作品

学生根据讨论结果，列出需要使用的器件清单，并制订出设计方案。各小组根据设计方案，选择合适的器件进行硬件搭建和程序编码。下面以一个小组方案为例进行说明。该小组方案将自动浇花装置设置为2个模块，即浇花模块、土壤湿度监控模块。浇花模块由电磁继电器与水泵构成，用于浇花;土壤湿度监控模块由湿度传感器构成，用于实时监控土壤湿度。浇花模块与土壤湿度模块的组合，实现了最基本的自动浇花装置的功能。根据上述功能，学生把Python开发板、土壤湿度传感器、水泵进行连接。在学习的过程中，学生可以参考配套的微课资源或知识链接。

在学生作品形成的过程中，教师应加强师生之间的沟通交流，发挥学生在学习过程中的主体地位，真正做到以生为本。在本课的教学过程中，部分小组想了解土壤湿度传感器的工作原理，教师结合编程代码的讲解，使学生完成作品设计方案的想法更加清晰。各小组在完成任务过程中，经常会遇到传感器无法正常工作，如硬件连接之间错误、程序编码错误等问题。教师可以提供适当的学习支架，鼓励学生自主解决问题，以发展学生的自主学习能力，落实核心素养的培养。

4.展示交流、多元评价

作品展示環节提供了教师与学生、学生与学生之间交流互动、共同学习的平台，帮助学生发现自我，并且学会欣赏别人。作品制作结束后，学生以小组为单位，依次展示自己的作品，交流学习和制作中的心得体会，并对作品进行评价以及给予相应的意见或者修改建议。评价过程中既有结果评价，又有过程评价，既有同伴互评，也有教师点评。

5.反思总结、拓展提升

教师组织学生进行课堂讨论，从项目任务分析、拟定的项目解决方案、实施情况及所形成的作品等方面进行反思总结。学生课后可以对作品进一步修改完善。例如，可以利用网络模块将自动浇花装置与网络连接，使用户能够对浇花装置进行远程监控，引入物联网模块后，在后台对浇花数据进行采集和管理，分析何时浇花等。教师要鼓励学生敢于提出问题，并积极解决问题，在实践中不断进步和创新。

● 小结

创客教育理念指导下的通用技术实践教学，以学生为中心，将创客教育理念融入到通用技术实践教学的一般模式中，提升了学生的学科核心素养，也为通用技术实践教学提供了新思路。有效的通用技术教学模式能让学生主动参与活动，乐于探究，通过动手操作将创意转变成真实的作品，注重在创造中学习，在快乐中学习。本文提出的创客理念下通用技术教学模式还处于初级阶段，学生适合什么样的创客教学方法，还有待于更多的通用技术教师去探索。

参考文献：

[1]安德森·克里斯.创客：新工业革命[M].北京：中信出版社，2012.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中通用技术课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

作者简介：赵洋（1975.07—），男，安徽亳州人，中学高级教师。