中小学创客教育特色发展模式与推进机制研究<br/>——以武汉市青山区为例

中小学创客教育特色发展模式与推进机制研究
——以武汉市青山区为例

2022-12-27武汉市教育科学研究院

成才 2022年20期

■ 武汉市教育科学研究院王康

武汉市青山区教育局科技电教站贺玲张志峰

一、引言

随着开源软硬件、3D打印等技术的普及以及移动互联网技术应用的深入，以数字化造物为主要方式，以创新、实践、分享为主要特征的创客教育，已成为我国青少年科技创新教育的主要形式之一。创客教育的兴起已成为新时代创新教育的实践场。特别是人工智能、虚拟现实等新一代信息技术的发展，以及项目式学习、游戏化学习、STEAM跨学科学习等教育理念的更新，给创客教育再次注入了新的内容和新的发展动力。在以融合创新为特征的教育信息化2.0行动中，融合式发展正成为当前创客教育的发展方向。融合哪些内容、以什么方式融合等成为推进融合式创客教育发展的主要问题。国内相关学者与区域管理者对创客教育发展模式与路径开展了大量研究与实践，广州市通过自上而下和自下而上相融合的形式,以创客空间建设、创客教师培育、创客课程研发、创客文化营造为建设内容，大力推进创客教育；佛山市采取“定政策扶持、创空间特色、建活动展示、促课程普及、抓成效提升”五大内容的创客教育推进路径；武汉市通过顶层设计、联盟建设、师资培训、课程开发、活动推广等举措,初步探索出具有武汉特色的中小学创客教育新路径。广州市电教馆王同聚提出依托创客空间、创客教师、创客课程、创客学习、创客资源等进行相互融合与协同发展的意见。珠海赵枫提出中小学创客教育从区域统筹、政校企合作、创建支持服务体系等推进策略。

综上，目前我国在创客教育发展模式与路径等方面虽产生了一定研究成果，而在立德树人、核心素养、双减等政策与人工智能、增强现实等技术的双轮驱动下，面对新的发展阶段、新的发展理念、新的发展要求，当前创客教育发展还面临一系列挑战。因此，开展区域融合式创客教育发展模式的实践研究具有重要意义。

二、区域创客教育面临的问题

青山区是武汉市科创教育基础好的区域之一。该区通过对区域创客教育的调查分析发现，区域创客教育存在以下几个问题：

创客基础环境与资源配置不均衡。创客教育发展离不开教育装备经费的持续投入，需要建设创客空间与智造装备采购。而薄弱学校由于经费限制或者不足，无法进行批量的采购或建设，形成强校与弱校之间的差距，加剧资源分布不均衡。

创客师资的匮乏。创客教育活动作为实践性强、创新型高的教学活动，需要创客教师具有较高的学习能力和创新创造能力，当前符合要求的创客教师缺乏，并已成为创客教育发展中普遍存在的问题。

缺乏规范化系列化的创客课程。课堂是创客教育的主阵地，课程是支持创客课堂的核心内容。虽然部分学校开发了校本课程，但在设计上，课程不够规范严谨。还有部分学校与企业合作，有配套课程，但大多与设备器材捆绑，不具有普适性。课程与课程之间缺少关联性与层次性，从区域层面缺乏与学段相匹配的系列化课程。

三、区域融合式创客教育发展模式构建

基于以上问题，坚持融合、创新的教育信息化主旋律，坚持开放、融合、创新、共享的发展理念，聚焦学生的创新能力发展及数字素养提升，按照教学融合、学段融合、主体融合、要素融合等发展思路，青山区提出区域融合式创客教育的“12435”发展模式，如图所示。

区域融合式创客教育的“12435”发展模式

“12435”模式由里向外共5层，“1”是指一项宗旨，也是模式的内核，即坚持“立德树人，融合创新”；“2”是指教与学方式创新融合，即推动教学方式与学习方式的两重创新；“4”是指四个学段融合，即幼儿园、小学、初中、高中（职校）全覆盖，实现梯队式培育；“3”是指三方主体融合，即建立区校一体、社会力量参与的三方协同整体推进机制；“5”是指五维要素融合，即从空间、师资、课程、活动、成果五个维度支撑创客教育的发展。

四、区域融合式创客教育的实践

基于区域融合式创客教育“12435”发展模式，青山区经过一年多的应用推广与实践，取得了一定经验与成效。

（一）“12435”发展模式的推广应用

一是落实立德树人根本任务。青山创客教育遵循发展模式的内核目标，把立德树人作为价值追求，把融合创新作为实现方法，不仅在理念、思想上有融合创新，更要在实践、技术、方式上融合创新。

二是注重教与学方式双轮创新驱动。青山区创客教育在整体推进中注重教学方式和学习方式的创新。从单学科教学走向跨学科教学，从活动式教学走向项目化教学，从单一的小组合作学习走向持续深入的探究合作学习。青山区努力探索实践，试点先行，在吉林街小学、红钢城小学、新沟桥小学、四十九高中等试点学校率先创新教学模式，将人工智能、创客教育、STEAM深度融合，开展项目式学习，倡导个性化学习，充分给予孩子们展示自我的机会，形成以学习者为中心的课堂，探索出了“学问·智慧课堂”教学模式、虚实融合环境下的创新课堂教学模式、主体间性智慧课堂教学模式等，并且在全区进行展示，作为示范引领，辐射全区其他学校，极大地促进了创客教育的发展。

三是加强政校企三方主体协同。青山区教育局进行顶层设计，统筹安排，同时引入企业、科技公司、高等院校等多方社会力量积极参与，技术引领，资源供给，学校一校一案，制定符合自己学校的实施方案，并精准落实，三方协同推进，有效形成合力，为推动区域创客教育深入开展提供有利支撑。

四是实现基础教育学段全覆盖。在幼儿园、小学、初中、高中及职校全面积极推进创客教育。在目标、内容、形式、能力、素养等方面各有侧重点，从幼儿园感知体验到小学、初中动手实践，再到高中高阶思维、创新能力的培养，形成了全学段覆盖，整体提升学生信息素养。同时，搭建学生成长平台，建立“小初高”一体化的学生发展共同体。

五是扎实做好五维要素支撑。青山区从空间、师资、课程、活动、成果五个维度支撑创客教育的发展，探索符合青山区域特点的创客教育科学路径和方法。

（二）“12435”发展模式的应用成效

一是学校创客空间各具特色。青山区学校创客空间的建设遵循“三结合”原则，即普惠性与个性化相结合、有效性与发展性相结合、融合性和独立性相结合，重点建设3D打印工作室、机器人工作室、特色创客空间、人工智能实验室、智慧教室等。在创客空间建设项目中采用遴选和评比的方式，发现和培育一批特色项目，如武钢实验学校的红房子创客教育基地、红钢城小学的动漫创客教育基地、四十九高中的生物创新实践基地、钢城二小的“乐芽乐伢”微农场零碳空间、新沟桥小学的东湖创客空间、工业科技学校的3D高水平实训基地、PLC自动化实训室等，既能满足普惠式教学，又能开展个性化活动，为学校创客教育的常态化开展创造良好的条件。

二是共建共享的创客师资培育体系基本形成。师资是创客教育发展的第一资源，是创客教育良好发展的关键影响因素。青山区创客教师团队的培养注重三个层面：技术与技能层面、课程与教学层面、思想与理论层面。创客教师在熟练掌握各种技术技能的同时，还需具备课程开发与教学设计能力，并拥有创客教育的核心思想和理论体系。为培养综合型创客师资队伍，青山区构建了多维度立体培训体系，既在横向维度开设普适课程，营造人人皆创客的氛围；又在纵向维度开设特色课程，培养创客明星导师。课程涉及3D创意设计及AI仿真平台应用、人工智能教学实验平台及实践、无人机编程课程、开源硬件编程实训、机器人项目培训、创客创意设计与制造、项目式教学的设计思路等一系列适合教学、竞赛的科目。在本区域内，还尝试以区内中职校为实验校，培养创客实习生，分配到区内兄弟学校，作为普通创客师资的补充，通过生产力再转化试点，将职校实习生作为可能的生产力转化为现实的生产力，以达到有效解决创客师资短缺问题的目的。该区中职校是青山区第一所开设普惠式大班教学的学校，将创客课程融入到计算机专业常规课程中。通过实践探索出一条以中职校为支点，辐射区内各学段学校，大班普惠式与社团精英式教育相结合，实现共建共享的创客教育实践新路径。青山区创客师资培训亦已形成鲜明特色和培训体系，分层分类实施、线上线下结合、多种资源整合、多方协同培养。为推广创客教育普惠发展，促进创客教育特色发展提供保障。

三是区域创客课程初具规模。青山区着力打造个性化课程，逐步形成趣味化、模块化、项目化、立体化的特点，课程内容贴近生活，来源于真实的生活情境，富有趣味性，课程包含多个模块分类，有创意编程类、创客动漫类、3D打印类、机器人类、开源硬件类、人工智能类等。校本课程以项目式学习方式呈现，并整合多个学科、融合多种技术，如掌控板与创客行课程、北斗系列特色课程、激光切割与单片机编程、3D打印及设计课程、定格动画课程、智能物联网课程、PBL创客造物课程、大疆无人机编程课程、RC车模课程等，形成类型丰富的中小学创客教育课程。注重立体建设阶梯式创客课程群，以基础课程为基石，激发学生兴趣；以拓展课程为支架，培养实践能力和高阶思维；以创新课程为引领，培养创新意识、创新思维、创新能力和创新品格，促进成果转化。同时促进中小学与高校、社会等创客教育资源多元协同建设，形成类型丰富的中小学创客教育课程，为学校创客教育普及推广提供课程支撑。

四是多元化活动持续丰富。青山区持续开展多元化的创客教育实践活动，为学生搭建活动平台，鼓励学生参加全国省市各级各类的竞赛及活动，如NOIP全国青少年信息学奥林匹克联赛、NOC全国中小学信息技术创新与实践大赛、全国学生信息素养提升实践活动、武汉市创客直通车活动、少年创客中国行荆楚论坛、中国互联网+创新创业大赛等。今年4月承办武汉市中小学“创客教育直通车”活动，在疫情防控的情况下，以线上线下结合的形式，首次通过直播方式在武汉教育电视台（含云平台）、中庆云平台同步线上直播，展示武汉市中小学创客教育成果，交流区域创客教育发展经验，培养学生创新精神，推广校园创新文化，创造了30万人在线同步观看网络直播的记录，增强了武汉市在全国创客教育的影响力。为增加创客实践的机会，青山区还积极拓宽渠道，结合地区实际和学生实际，自主开展丰富多彩的创客活动，如中小学创客夏令营、创客高校体验营、工业研学、生态研学、创客嘉年华、科技节、艺术节、创客马拉松等活动，并与华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学、哈尔滨工业大学等高校建立合作关系，开展参观、学习、实践等活动。学生在多样化的创客教育实践活动中体验乐趣，发挥无限想象，激发创造潜能，增进情感交流，加强协同合作。

五是创新人才培育孵化机制不断健全。青山区在培育创客教育成果的过程中注重创新和特色相结合，区域内有着浓厚的科技创新发明氛围，武汉市工业科技学校作为该区属唯一职校显得尤其突出，制定了以职校为龙头，带动区内整体创客教育发展的策略，将创客教育与创新发明结合，促进校企合作，实现成果转化，共同构建产学研联盟的创新机制，为创客教育深入开展提供多种途径；在小初高创客教育共同体的实践中，创客联盟校送教送学到对口学校，实现师资共享，资源互通，课程交融，极大促进薄弱学校的发展；建立以武钢三中信息学奥赛基地为中心、辐射全区、培养学生计算思维的体系，实现金牌教练共享，优质生源共建，推动小初高编程教育普及化到特色化发展等一系列创新举措。同时与区域特色紧密结合，注重多元融合育人，培育创新精神，培养能力素养。青山区已探索形成：武钢三中的信息学奥赛引领学科竞赛，助力编程教育普及化发展；四十九高中的特色机器人教育为学生升学出口创造更多的可能；新沟桥小学基于虚实融合场景下的智慧课堂，让学生在课堂中沉浸式体验、自主式探究；红钢城小学创客动漫特色课程将动漫制作与创意设计结合起来；钢城四中北斗导航实验校将学科知识贯穿其中；钢都中学基于人工智能背景下多学科融合的创新课堂，将美术、地理等学科与人工智能课程相结合；工业科技学校带动产学研结合，促进创新教育成果转化；武钢实验学校作为区内优质生源初中学校，积极开展创客教育、人工智能教育、STEAM教育，以红房子创客教育基地为载体大力开展科技体验开放活动，全面提升学生信息素养；科技幼儿园将创客教育与学校办学理念结合，与校园文化融合，围绕自主设计的吉祥物“水精灵”，开展丰富多彩的水科技环保主题活动等一批有特色、有影响的创新教育成果，呈现出一校一特色、一校一品牌的区域特点。