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成都市金牛實驗中學(xué)校 梁文勇
【摘 要】
隨著創(chuàng)新時代的到來，創(chuàng)客精神與教育相遇，“創(chuàng)客教育”便誕生了。自2015年李克強總理在政府工作報告提出：“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”以后，“創(chuàng)客教育”不斷推進，現(xiàn)已走進校園、走進課堂，在教育實踐改革中不斷發(fā)展?？梢哉f，創(chuàng)客教育是集創(chuàng)新教育、體驗教育、項目學(xué)習(xí)等思想為一體，契合了學(xué)生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性。它主要以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺下，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識的STEAM課程，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客 教育 創(chuàng)客教育 學(xué)科 整合
自人類誕生以來，人類經(jīng)歷了五次信息技術(shù)革命。第一次信息技術(shù)革命是語言的產(chǎn)生；第二次信息技術(shù)革命是文字的發(fā)明；第三次信息技術(shù)革命是造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明；第四次信息技術(shù)革命是電報、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及應(yīng)用；第五次信息技術(shù)革命是電子計算機的普及使用和計算機與通信技術(shù)的結(jié)合。隨著時代的發(fā)展和變遷，人類已完全、熟練地掌握了電子計算機的相關(guān)操作，甚至還發(fā)明了機器人。
機器人的到來，意味著我們即將經(jīng)歷第六次革命——創(chuàng)客與新工業(yè)革命。它是由作者克里斯·安德森 (Chris Anderson) 在《創(chuàng)客:新工業(yè)革命 》這一書中提出的，核心是互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)融合在一起而引發(fā)的一場制造業(yè)革命。
作為初級中學(xué)的信息技術(shù)教師更應(yīng)該追隨潮流，與時俱進，跟上“機器人”的步伐。學(xué)校為學(xué)生提供了一間創(chuàng)客/機器人實驗室以及創(chuàng)客/3D打印室，孩子們的快樂學(xué)習(xí)從此開始。
一、什么是創(chuàng)客？創(chuàng)客教育對學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性
創(chuàng)客（Maker）“創(chuàng)”指創(chuàng)造，“客”指從事某種活動的人，“創(chuàng)客”本指勇于創(chuàng)新，努力將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實的人?！皠?chuàng)客”特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。在中國，“創(chuàng)客”與“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”聯(lián)系在了一起，特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。
作為新一代的學(xué)生來講也是必須掌握的一種技術(shù)。除了為今后自主創(chuàng)業(yè)提供了鋪墊，也為當(dāng)前的學(xué)習(xí)提供了輔助工具，實踐學(xué)習(xí)是當(dāng)前主流學(xué)習(xí)的一種方式，如何通過實踐來獲取知識，幫助學(xué)生對知識的理解是必不可少的。
二、創(chuàng)客教育進入課堂勢在必行
創(chuàng)客教育正在迅速升溫，各中小學(xué)也開展地如火如荼、熱火朝天。普遍認為創(chuàng)客教育在學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新實踐人才中起著不可估量的作用。創(chuàng)客教育是創(chuàng)客精神與教育的結(jié)晶，注重創(chuàng)新及實踐能力的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)者借助如開源硬件平臺（如Arduino）、智能控制套件（如機器人與程序設(shè)計）、圖形化編程軟件（如Scratch）、3D打印機、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模塊等工具，就能充分發(fā)揮自己的想象、好奇，認真、積極、主動地去動手完成自己感興趣的項目，進而獲得新技能和創(chuàng)造新事物。這與當(dāng)下推行的 “做中學(xué)、玩中學(xué)”、“以學(xué)生為中心”、“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的理念相吻合，進而越來越引起教育者的思考和共鳴，創(chuàng)客教育進入課堂勢在必行。
三、利用思維導(dǎo)圖理清知識結(jié)構(gòu)化
思維導(dǎo)圖是一種培養(yǎng)創(chuàng)新思維方式的工具，即利用一個關(guān)鍵詞從不同特性導(dǎo)出其他具有相關(guān)性的關(guān)鍵詞，引發(fā)其他關(guān)鍵詞的導(dǎo)出，按照發(fā)射性思維的特征，從主干到各分支的發(fā)散。對于每一分支可以使用不同的顏色標(biāo)識，線條的大小由粗到細，提示著由主干到枝葉的推導(dǎo)關(guān)系，思維導(dǎo)圖在表現(xiàn)形式上是樹狀發(fā)散結(jié)構(gòu)的。
教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生有意識地整合學(xué)科知識，將課堂與現(xiàn)實生活中的零散的事物聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生獨立自主地發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生從已有的知識水平和興趣愛好等實際情況出發(fā)，選擇可行的創(chuàng)客課題。在利用Scratch圖形化編程軟件教學(xué)過程中（如利用Scratch來編寫走迷宮的小程序），教師講解了“程序模塊”的相關(guān)知識以外，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖來建立“編程”的基本算法，如角色的行動方式、程序控制方式；規(guī)則的定義方式等。
走迷宮思維導(dǎo)圖
同樣，在機器人與程序設(shè)計教學(xué)中，學(xué)生搭建“反沖力小車”，也需要思維導(dǎo)圖來引領(lǐng)，包括小車結(jié)構(gòu)、動力、控制方式等。這樣可幫助學(xué)生來理清思路。
反沖力小車思維導(dǎo)圖
通過思維導(dǎo)圖可以讓學(xué)生理清思路，在創(chuàng)作一個作品時需要用到哪些條件，這些條件背后還需要哪些條件支撐，以此來培養(yǎng)他們對其他學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)化。把這些在創(chuàng)客教育中學(xué)到的基本技術(shù)交給學(xué)生，告知自己第一步做什么，第二步做什么，幫助他們在解答數(shù)理化題時思路清晰明了，這樣，在解題的過程中就會把問題迎刃而解，從而提升解題的正確率。
四、機器人進課堂，趣樂無窮。
信息技術(shù)智能化在近幾年飛速發(fā)展，最典型的就是機器人。機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。我們身邊有許許多多的機器人，雖然樣子不像人，但是工作方式卻和“人”差不多，例如現(xiàn)在的智能自動洗衣機就是一個典型的例子。
機器人除了在生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)或者從事危險的工作以外，它還可以走進教室，與同學(xué)們來個親密接觸，它用它自己的行動方式來告訴學(xué)生：“我就是機器人”。
機器人在課堂教學(xué)中的應(yīng)用雖然不是很廣泛，但是在某個特定的學(xué)科還是可以推廣的，比如體育學(xué)科。學(xué)生的模仿能力特別強，如果能讓學(xué)生模仿人形機器人做廣播操，豈不是一舉兩得，教師把動作指令通過編程平臺傳輸給機器人，機器人按照規(guī)定動作做廣播操，學(xué)生通過模仿機器人的動作來進行學(xué)習(xí)可能會更有趣；而體育老師則需要監(jiān)督、檢查學(xué)生的動作是否規(guī)范即可，如此一來，學(xué)生通過自主探究，獲得了相應(yīng)的知識與技能；教師也可以輕松、有趣地上體育課，讓傳統(tǒng)的體育課堂變?yōu)閯?chuàng)客體育課堂。
五、3D打印與學(xué)科結(jié)合，在學(xué)習(xí)中找到樂趣。
3D打印即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
學(xué)生正在學(xué)習(xí)3D建模與打印技術(shù)
對于初級中學(xué)的學(xué)生來講，常態(tài)化信息技術(shù)教學(xué)中的3D打印只是體驗式學(xué)習(xí)，通過體驗式學(xué)習(xí)來了解3D打印的基本原理和技術(shù)，把這一技術(shù)與其他學(xué)科相整合，可輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到樂趣，讓他們在“玩中學(xué)”，從而通過自己的動手、動腦來獲取學(xué)科知識。
1、與地理學(xué)科相整合
學(xué)生利用3D打印與地理學(xué)科結(jié)合，通過信息技術(shù)課上學(xué)到的3D建模，可設(shè)計出地理模型，如山脈、地形、地球儀等，如在青少年3D軟件--3D One中設(shè)計出中國行政區(qū)地圖，利用創(chuàng)客教育課以及合作成長小組來打印每一個行政區(qū)域，再在地理課上來“玩拼圖”游戲，把這一技術(shù)運用到地理課上，使學(xué)生通過動手來了解和掌握相關(guān)的地理知識，把書本上枯燥的知識點轉(zhuǎn)換為實踐活動，很直觀地記憶了地理知識，同時，提升了他們對書本知識的升華。
用3D建模軟件3D One設(shè)計的地理模型
2、與歷史學(xué)科相整合
在創(chuàng)客教育課上，學(xué)生可打印出古代的陶藝作品，同時對這些陶藝作品進行講解，通過作品介紹，使學(xué)生更直觀地了解這件作品的年代、創(chuàng)作背景等；再如，《秦始皇統(tǒng)一貨幣》這一節(jié)內(nèi)容，學(xué)生完全可以通過自己的設(shè)計打印出古代的錢幣，再跟現(xiàn)代錢幣進行對比，再利用歷史課進行“物物交換、貨幣交換”的游戲，使學(xué)生進一步了解這部分內(nèi)容知識。
3、與生物學(xué)科相整合
生物課上的顯微鏡是必要的實驗器具，而考試中顯微鏡的知識點也是必考內(nèi)容，如何讓學(xué)生更直觀、深刻地掌握顯微鏡知識呢？教師可利用合作成長小組，讓每個組的組員都參與進來，帶著生物教材走進3D打印室，每人設(shè)計一塊顯微鏡的零部件，最后再進行組裝，這樣親手操作以后，不就更直觀、更深刻嗎？
還可以利用青少年3D軟件3D One設(shè)計一個小花盆，每組選一個喜歡的花盆來種植植物，通過種植植物比賽，來觀察植物生長的環(huán)境、因素等，提升了學(xué)生對生物知識的了解。
4、與美術(shù)學(xué)科相整合
美術(shù)學(xué)科主要培養(yǎng)學(xué)生圖像識讀、美術(shù)表現(xiàn)、審美態(tài)度、創(chuàng)新能力、文化理解等，通過美術(shù)創(chuàng)意與3D結(jié)合，可創(chuàng)造出很多精美的作品，如果能將紙上的作品用3D建模做出來，再打印出來，那這件作品一定會與眾不同；另外，即便是普通的作品，也可以通過描繪、涂色等美工技術(shù)讓它更具有欣賞價值。
5、與數(shù)學(xué)學(xué)科相整合
高中學(xué)習(xí)的立體幾何是非常抽象的，有了3D設(shè)計軟件，數(shù)學(xué)課就可以轉(zhuǎn)移到3D教室進行，通過3D軟件，讓學(xué)生自己動手操作建立模型，把抽象的圖形變?yōu)閷崒嵲谠诘奈矬w，解題的過程迎刃而解。除此之外，學(xué)生還對坐標(biāo)系、對稱圖形、三維視圖等都有了解。
3D打印在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用
6、與英語學(xué)科相整合
記單詞是學(xué)生感覺最困難的事，因為每個單詞更抽象。如果能用3D打印把26個英文字母或者音標(biāo)打印出來，利用英語角、英語活動課等時間來玩“拼音標(biāo) 記單詞”的游戲豈不更有趣？2-4個人一組，兩個2人拼音標(biāo)、一個人說單詞、一個人說中文，幾輪一換，四個同學(xué)同時記住好幾個單詞，真是又有趣有好玩。
3D打印英語學(xué)科的應(yīng)用
7、與物理學(xué)科相整合
物理學(xué)科很重要的一部分就是動手實驗，然而，實驗室提供的實驗器材是有限的。如斜面小車滑行距離的實驗，如果小組內(nèi)的每個學(xué)生設(shè)計一個不同高度的斜面，讓小車自由滑行（甚至連小車都可以設(shè)計和打?。瑏碛^察小車的行動軌跡。這樣，通過自己的設(shè)計，學(xué)生自己就可以得出相應(yīng)的結(jié)論：斜面小車滑行除了跟斜面高度有關(guān)，還跟小車的質(zhì)量有關(guān)等等，教師從旁協(xié)助即可；再比如，學(xué)生在機器人實驗課或者3D打印課上設(shè)計的智能臺燈，如果不加上電路的控制，那也只是“裝飾品”，如果學(xué)習(xí)了“電路知識”，把它運用到其中，就不僅僅是“裝飾品”而且還是一件完美的作品。
3D打印創(chuàng)意燈與杠桿
8、與化學(xué)學(xué)科相整合
化學(xué)實驗中的化學(xué)藥品雖然不能用3D打印的材料來進行，但是學(xué)生可以通過3D One軟件來設(shè)計化學(xué)實驗的器材裝置，如果說這些裝置只能在實驗室才能做的話，那就錯了，因為只要在電腦上安裝了3D建模軟件，學(xué)生利用創(chuàng)客教育技術(shù)也可以設(shè)計出實驗裝置，（如制取氧氣的裝置和制取氫氣的裝置），在電腦上模擬安裝以后，到了實驗室在進行實驗就很容易得心應(yīng)手啦！
3D打印結(jié)構(gòu)模型
9、與語文學(xué)科相整合
前面所講的學(xué)科大多數(shù)都是理科學(xué)科，和天天與“文字、語言”打交道的語文學(xué)科來講，好像沒什么可以整合的，其實它與語文學(xué)科也分不開哦！學(xué)生創(chuàng)作的每一件優(yōu)秀創(chuàng)客作品都需要去認真賞析，賞析作品除了具備基本的知識以外，還應(yīng)該具備語文知識，用語言來準(zhǔn)確地描述作品的“優(yōu)與劣”，如何評價作品的優(yōu)與劣，這需要用語言來進行描述。而現(xiàn)在的學(xué)生看到一件精致的作品會說：“哇，好漂亮！”；看到一件不如意或者不喜歡的作品會說：“哇！好丑！”這樣的評價可不行，因為他們評價作品的時候抓不到重點，如果說利用創(chuàng)客教育課來指導(dǎo)學(xué)生“如何通過評價作品”，那么學(xué)生的收獲一定是滿滿的。
創(chuàng)客就是要按自己的想法去做，有了想法把它實現(xiàn)才叫創(chuàng)客。至于別人的作品做得丑與美，沒辦法來定義，我們只能用學(xué)習(xí)的眼光去看待問題。如果能發(fā)現(xiàn)問題，并指出問題，提出更好地建議，這才是收獲與成長。把這個作品賞析的方法教給學(xué)生，再通過語文老師的指導(dǎo)，學(xué)生一定會正確地看待問題、提出自己的想法，包括一道數(shù)學(xué)題，為什么錯？錯在哪里？如何修改？這樣才是真正的提升自己。
總之，創(chuàng)客教育不僅僅是一門技術(shù)，更多地是要運用于生活與學(xué)習(xí)中，這樣的學(xué)習(xí)才是有意義的學(xué)習(xí)。蘇霍姆林斯基曾說：“手是思想的鏡子，是智力才能發(fā)展的刺激物，是意識的偉大培養(yǎng)者，是指揮的創(chuàng)造者?！弊寣W(xué)生在“玩中學(xué)”會得到很多的樂趣，不僅開闊眼界，而且還促使學(xué)生為了解決問題而學(xué)習(xí)，這才是當(dāng)下真正能達到“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的學(xué)習(xí)方式。相信每一位教師和學(xué)生通過自己的努力，在創(chuàng)客教育中不斷實踐，定會學(xué)業(yè)有成，也會在創(chuàng)客教育的道路上越走越遠，越走越好！
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更新時間：2018-01-05
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