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基于“创客空间”的创客教育推进策略与实践

时间:2022-05-07 09:00:11 浏览次数:

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'+j!d$iǒL@RL@F~�LV-iqbrnڶiז报告中明确提出,让“众多‘创客’脱颖而出”,而且在考察深圳柴火创客空间同时也指出“让众多‘创客’自由创业、能够成业”。近年热度越来高的创客运动,也逐渐引起教育界人士的思考与共鸣。2015年5月18日由中国教育报等机构发起,温州中学、温州实验中学、北京广渠门中学、深圳市第二高级中学、天津第14中学等35所学校组成的中国青少年创客教育联盟宣布成立。2015年9月1日教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作指导意见(征求意见稿)》提出了“有效利用信息技术推进‘众创空间’建设,探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。2015年9月8日科技部印发了《发展众创空间工作指引》的通知。2015年11月19日刘延东副总理在第二次全国教育信息化工作电视会议上讲话中提出“要抢抓新科技革命机遇,把握“互联网+”潮流,通过开放共享教育科技资源,为创客、众创等创新活动提供支持。……积极探索信息技术在创业大学、创客教育、微课堂等方面的应用,提升学生的信息素养和创新创业能力,促进学生全面发展。在创客运动席卷全球的影响下,创客教育已逐步进入中小学校,在中小学开展创客教育的进程中,逐渐涌现出了像谢作如、吴俊杰等一批从事创客教育活动的教育创客;一些学校成立了各种富有特色的创意坊、造物吧和创客空间;有些学校把开源电子制作、激光切割、智能机器人、3D打印技术、虚拟现实技术、无人机、可穿戴设备等作为创客教育的载体,让学生通过动手实践、问题探究、项目学习、活动体验、创新设计等作为创客学习手段,探索创客教育的新思维,寻找创客教育的新出路。但是,目前国内中小学开设创客教育还处在初期阶段,对如何创建创客空间、如何开展创客教育、开设什么创客课程、如何培养创客师资等一系列问题仍处在探索期。为引导本区域中小学校开展创客教育,笔者率先在广州市创建了一个“智创空间(ZC Space)”,建成了一问“智能机器人创客教育体验中心”,配置了一批丰富多样的创客教育软硬件资源,发明了“一种智能机器人创客教育工作台”,出版了一本创客教育与创新应用教材《智能机器人制作与程序设计》,提出以智能机器人设计制作、3D打印技术应用和Scratch与机器人融合作为创客教育“三剑客”,引入了“微课导学”教学模式,并基于“智创空间”面向教师开设创客教育继续教育课程、面向学生开展创客教育体验活动课程、面向家长开设创客教育亲子互动课程、面向学校组建创客教育协作联盟和面向社会开放创客教育科普基地等方式践行创客教育的推进策略,现把一些具体做法与大家分享,以抛砖引玉。

二、概念界定

(一)创客

“创客”(Maker)起源于美国,一般认为是指不以营利为目标,利用3D打印技术以及各种开源硬件,努力把各种创意转变为现实的人。创客以创新为核心理念,热衷于创意、设计、制造,有意愿、活力、热情和能力为自己,同时也为全体人类去创建一种更美好的生活。创客的共同特质是实践、创新、协作和分享。有学者将创客划分为三种类别:一是创意者,经过探索发现问题而提出创意,是创客中的精灵;二是设计者,将创意转化为可执行计划,是创客中的魔法师;三是实施者,将计划制造出最终成品,是创客中的剑客。

(二)创客教育与教育创客

创客教育的定义目前有多种,祝智庭等把创客教育分别从广义和狭义两个层次进行了解释。广义上创客教育应是一种以培育大众创客精神为导向的教育形态(Makespirit-Aimed Education)。狭义上的创客教育则应是一种以培养学习者,特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式(Makeliteracy-Aimed Education)。它包含正式学习,也包含贯穿学习者一生的非正式学习。谢作如、吴俊杰等对现阶段创客教育进行了重新定义:创客教育是创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导造物,鼓励分享,培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。创客教育的价值在于将传统知识、学习和教育实践与培养学生的创新精神与创新实践能力相结合,使教育由通常的“知、行”统一甚至于是单纯的“知”,进化为“知、行、创”的统一,是对传统教育理论和教育实践的时代性发展,能很好地培养具有创新能力的人,真正契合了创新型国家建设对数量极为庞大的创新人才的需求。

吴俊杰认为教育创客是有志于服务教育的创客,或者期望将创客的作品转换为课程的教师。创客精神的实质是持续实践、乐于分享、坚守创新,在教育领域中践行创客精神的实践者则被称为教育创客。

(三)创客空间

创客空间(Makerspace)源自英文“Maker”与“Space”的组合。常用的英文表达还包括“Hack-space”“Hacklab”等。令大众熟知的称谓还包括“众创空间”,它是包括创客空间在内的一类创新服务机构的总称。环境层面的创客空间是一种能共享所有资源,具备分享特质的氛围;精神层面的创客空间并非资源和空间本身,而是一种协作、分享、创造的人生理念;功能层面的创客空间能促进技能学习和人类知识创新。

(四)创客运动与创客学习

创客运动(Maker Movement)就是在全球范围内推广创客理念,培育创客文化,推动大众参与创客实践的一场创新运动;它包括创新探索的精神、动手实践的文化、开放共享的理念,以及对技术的极致钻研和对美好生活的不懈追求。

创客学习至今还没有一个正式的官方定义,但随着创客教育的理念已日趋成熟,笔者认为:创客学习是创客在创客空间里通过主动探索、动手实践、创新设计、跨界融合、问题导向、活动探究、项目体验等获取新知识的学习方式,创客在“玩”和“做”的过程中学习新知识,并在“做”和“学”的过程中得到升华和创新,进而把创意变为现实,创客为“做”和“创”而进行的自主学习,其核心理念是“玩中做”“做中学”“学中做”“做中创”。这种学习方式和传统教学不同,是创客教育时代的一种全新学习方式。互联网+教育的时代悄然来到,创客的学习方式也将发生改变,创客们利用互联网进行泛在学习、移动学习和碎片化学习,利用数字化工具进行自主探究、横跨学科学习新知识和新技能,通过社会创客空间、校园创客空间、社区创客空间进行体验学习,甚至延伸到家庭,开展家庭创客学习活动,让创客教育实现平民化和大众化。创客学习将会开启“人人皆学、处处能学、时时可学”的创客教育新时代。

(五)STEAM教育

STEAM教育前身为20世纪80年代美国人提出的STEM教育,包含四个学科:Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学),由奥巴马大力推进这种综合课程的实施,旨在从小培养学生动手、创新、综合运用科学知识的能力。随后,在原有四科的基础上加入了Art(艺术)学科,多个学科相融合从而得到STEAM教育。STEAM课程注重学习的过程动手体验,主张做中学、学中做,让学生在项目学习和活动体验中发现问题、分析问题和解决问题,最终达到心灵智造和手脑双全。

三、依托“智创空间”搭建创客教育平台

(一)创客空间与创客教育的关系

开展创客教育需要依托创客空间所提供的创客教师、创客课程、创客资源和创客环境,创客们通过创客学习、创意智造,利用线下实体空间、线上虚拟空间互动交融,在实践、创新、协作和分享的过程中,最终形成创客文化,从而培养创客们的动手实践能力、跨界探究能力、团队协作能力和创新设计能力。创客教育与创客空间关系模型图如右图1所示。

(二)构建“ZC Space创客教育模型”

“智创空间”由线下实体空间和线上虚拟空问两部分组成。线下空间是基于智能机器人创客教育体验中心而创建的实体创客空间;线上空间是由“智创空间”微信群、公众微信号和在线网络课程而组成的一个虚拟创客空间。“智创空问”开展创客教育的资源结构是由创客教育硬件资源、创客教育人力资源、创客教育教学资源和创客教育课程资源等内容构成,结合创客教育特征和创客教育理念,构建了“ZC Space创客教育模型”,如图2所示。

1.硬件资源

“智创空间”开展创客教育的硬件资源包括1问智慧教室(室内配有1套高清智能录播系统、1台70寸智能交互LED平板电脑、38台电脑、1套智能中控系统、1套音响系统、1套千兆有线与无线网络接入设备)、100多套各种机器人、10台3D打印机、2台3D扫描仪和各种电工组合工具。活动场地分为智能机器人设计制作实验区、Scratch与机器人融合实验区、机器人任务展示活动区、3D打印技术应用体验区,各个实验区分别设计和配置了功能独特的智能机器人创客教育工作台、3D打印技术创客教育工作台、创客创意作品展示台和各种机器人项目训练竞技场地等,这些为开展创客教育提供了功能齐全的硬件环境。

2.人力资源

“智创空间”开展创客教育的人力资源包括线上空间与线下空间两部分。线上空间人才资源由6个微信群和1个公众微信号组成,5个微信群的成员分别来自全国、广东省和广州市1000多位从事教育信息化和创客教育的知名专家教授、中小学教师和企业工程师等;线下空问人才资源是由“智创空间”创客教育初创团队、创客教育专家、中小学教师、学生和学生家长等组成。通过线上空间与线下空间相互交融,形成了一支较为强大的创客教育团队,创客们通过“智创空间”微信群进行网上互动、交流,通过线下空间(智能机器人创客教育体验中心)进行动手体验和实践创新,并把通过创客学习所取得的创客教育的心得和教学成果及时通过微信群和公众微信号与大家分享。为顺应“互联网+”时代教育发展需要,为教育者实现创客梦,让教育培养创客;为创客们实现教育梦,让创客丰富教育。智创空间已初步形成了一个为本区域开展创客教育和STEAM教育的实践场,为中小学创客教育搭建了一个协作、交流和分享的展示平台。

3.教学资源

笔者作为“智创空間”创始人,开发了一系列创客教育教学资源,为“智创空间”开展创客教育奠定了基础。撰写了“智创空间”建设方案——市财政投资教育信息化项目“广州市智能机器人创客教育体验中心建设方案”;编著出版了一本创客教育教材——《智能机器人制作与程序设计》,设计了创客教育初期阶段的教学内容—创客教育“三剑客;引入了适用于创客教育的教学模式——“微课导学”教学模式;开发了一批创客教育的教学教具——基于Scratcch与机器人融合的电子琴与电子爵士鼓;设计发明了一批创客教室教学设备——智能机器人创客教育工作台和3D打印技术应用工作台;开发了一批创客教育网络课程等,这些创客教育资源均由笔者自主设计研发,均具有自主知识产权。

4.课程资源

当前创客教育的课程载体很多,如Scratch创意编程、Arduino创意电子、Lego创意机器人、3D创意打印等。如果没有系统的创客教育课程,只有片段式的创客体验活动,创客教育很难持续前行。为此,笔者与“智创空间”创客教育团队已经开发完成了“智能机器人制作与程序设计”“3D打印技术创新设计与应用”“Scratch与机器人融合创新设计”和“App Invertor移动设备程序开发”等几门创客教育课程,正着手开发“虚拟现实技术应用”“无人机(空中机器人)技术应用”和“可穿戴设备技术应用”等创客教育课程,以丰富创客教育资源。课程实施通过教师继续教育培养、短期专题培训、创客教育活动体验和社区创客教育普及等形式向学校、社会和社区开放,以扩大创客教育受益面,向教师、学生、家长、学校和社会传播创客教育理念。

四、“智创空间”开展创客教育的推进策略

(一)面向教师开设创客教育继续教育课程

祝智庭等指出,中国推广创客教育首先面临两个实际问题之一就是:“教师不知道如何开展创客教育。”因为创客教育是一门新兴学科,大学还没有开设创客教育专业,目前从事创客教育的教师也从来没有系统地学习过创客教育课程,都是依靠自己的兴趣爱好,边自学边指导学生开展创客教育。但在创客教育初期需要有专门的培训机构担当起这份职责,面向教师开设创客教育继续教育培训课程,指导教师寻求创客教育之路。为此,广州市电化教育馆作为广州市中小学教师继续教育培训基地,自2015年3月率先在广州市为中小学教师开设了“智能机器人制作与程序设计创客教育课程”的面授课程培训和“创客项目——Scratch与机器人融合”专题项目培训,授课内容包括创客教育“三剑客”的全部内容,授课方式采用“微课导学”和面授实操相结合,每人一台计算机、2人共用一台机器人、3人共用一台3D打印机,要求参训教师通过分组协作、动手实践、项目学习、任务驱动、成果展示、现场评价等几个环节完成每一次课的教学任务。因为针对这些教学内容,从前参训教师很少接触,他们带着强烈好奇心和兴趣感全心投入到对新知识的学习和探究中,充分调动了参训教师主动学习和探究新知的积极性,通过做中学、学中做和做中创,真正体验了创客课程与其他学科课程内在区别,提升了参训教师的动手实践能力、创新设计能力,掌握了指导学生开展创客教育的理论知识和实操技能,开发设计了Scratch与机器人融合的智能交通系统、电子钢琴、电子爵士鼓和智慧校园控制系统等多个创客作品,收到了较好的培训效果。到目前为止,已培训教师421人,为广州市中小学校和中等职业学校培训了一批创客教师,为部分学校解决了创客师资匮乏的难题。

(二)面向学生开设创客教育体验活动课程

中小学开展创客教育无论是创建创客空间、研发创客课程、开发创客资源、提供创客环境,还是培训创客教师、开展创客学习、形成创客文化等,其最终受益对象应该是中小学生,最终目的应该是培养学生创客,使之成为国家创新型人才。为此,“智创空间”以中小学生为研究对象,根据中小学生年龄段不同,分层开设了创客教育体验活动课程,例如针对小学3-6年级学生开设了“Scratch创意编程”体验课程,利用Scratch积木式图形化编程软件进行动画、故事和游戏情境设计和创意编程,简单易学、视听觉效果好、动画形象生动;而对中学生则开设“Scratch与机器人融合创意智造”体验课程,在Scratch软件创意编程的基础上,又加入了与机器人硬件的互动融合,通过Scratch软件编程实现电脑屏幕动画角色在线控制机器人、机器人在线控制电脑屏幕动画和机器人离线单独动行等,实现了虚实结合、软硬交互,通过创意设计制造出“所思即所得”的创客作品。同时在开设“3D打印技术创新应用”课程时,针对不同年龄段的学生也进行分层设计教学内容,如在设计3D建模课程内容时,要求小学生学习掌握3D扫描仪建模即可,而对中学生则要学习掌握3D设计软件(如3Done软件)进行3D模型设计制作。目前又从美国引进了6套虚拟现实和增强现实(VR+AR)技术设备在“智创空间”建成了一个VR+AR体验中心(国内只在广州、北京、上海建成了三个体验中心),代理公司已对美国开发的STEAM教育课程进行了汉化,通过让中小学生体验虚拟和增强现技术进行人机交互,给学生带来终极的沉浸式学习体验,从而激发学生的学习兴趣。利用這些创客课程对不同年龄段的学生进行分层教学体验,让每个学生都找到自己的兴趣点和立足点,通过创客教育体验课程的开设,让学生感受到开展创客教育的必要性和重要性。近一年来,“智创空间”创客教育团队已组织了越秀区云山小学、越秀区育才小学、海珠区赤岗小学和广州市聚德中学、广东碧桂园学校等共有150人次中小学生参加了创客教育体验活动,每周为16位小学生开设一次创客教育体验课程进行实验,取得了较好的教学效果。通过面向中小学生开设创教育体验课程,有助于培养学生的动手实践能力、科学探究能力、空间想象能力、创新思维能力、综合应用能力和团队协作能力,为推进中小学创客教育和STEAM教育积累了一定的实践经验。

(三)面向家长开设创客教育亲子互动课程

创客教育应从学生和家长的实际需求出发,为学生和家长之间架起感情联系与心灵沟通的桥梁,把创客教育延申到家庭和社会。为此,“智创空间”面向家长开设了创客教育亲子互动课程,定期组织学生和家长一起到智能机器人创客教育体验中心开展创客教育的亲子活动,让学生和家长共同参与,一起制作一个机器人、打印一个3D模型、编写一个Scratch程序、体验一次虚拟和增强现实技术应用等。通过创客教育亲子体验活动,让家长亲自参与到孩子的创客教育活动中,了解孩子的心理需求、发现孩子的爱好特长、培养孩子的学习兴趣,引导孩子根据自己的特点健康成长,找到合适的学习方法,让创客教育能给学生带来心灵的震撼,帮助学生走上科技创新之路。“智创空间”已组织了3期共120多人参加了创客教育亲子体验活动,活动结束后对参加活动的情况进行了问卷调查,满意度达100%,96%的家长和孩子愿意再次参加这类活动。

(四)面向学校组建创客教育协作联盟

由中国教育报牵头成立的中国青少年创客教育联盟已运作近一年时间,根据他们所取得的成功经验和遇到的问题,“智创空问”制订了广州市青少年创客教育联盟的发展规划,在中国教育报等單位的指导下,拟成立广州市青少年创客教育联盟,首批将吸收50所中小学校和中等职业学校作为联盟成员单位,共同探索创客教育发展之路,协同开展创客教育教学研究、课程开发、资源建设和人才培养等,为本区域创客教育的良性发展和推广普及打下坚实的基础

(五)面向社会开放创客教育科普基地

“智创空间”创建近一年来,作为创客教育科普基地面向社会社会开放,一直践行“实践、创新、协作和分享”的创客精神,通过线下空间与线上空间联动,立足本市,放眼世界,迎接八方来客,共同探讨创客教育和STEAM教育的新思路、新方面、新理念、新模式。线下空间“智能机器人创客教育体验中心”至今已先后接待了来自日本、香港、北京、新疆、西安、贵州、成都、广东21个地级市的专家和学者共计600多人到“智创空间”参观学习;线上空间通过“智创空问”公众微信号和6个全国、省、市“智创空间”微信群(共计1000多人)定期推送开展创新教育的最新动态、创客课程和创客资源。通过线下、线上空间相互融合,形成了一个立体化、全方位的创客教育科普基地,为全国中小学校推广普及创客教育和STEAM教育起到了引领和示范作用。

(六)面向欠发达地区开展创客教育普及活动

笔者作为广东省中小学新一轮“百千万人才培养工程”名教师培养对象受广东省教育厅和华南师范大学基础教育培训与研究委托分别到贵州省册亨县和广东省汕头市、汕尾市、揭阳市、阳春市、云浮市新兴县、梅州市五华县等欠发达地区支教和普及创客教育。为了让欠发达地区和山区的师生也能跟上互联网+创客时代的新潮流,分别作了8场创客教育科普专题讲座,为2000多位校长、教师和中小学生推广普及创客教育和STEAM教育,使乡村孩子们开启创新智慧的火花,让山区孩子们能与高科技进行亲密接触,共同实现城乡两地的创客教育梦。为偏远乡村学校助力,为创客教育和STEAM教育圆梦。

五、结束语

创客教育与创客空间、创客运动和创客文化紧密相连,创客空间通过创客运动培植创客文化,创客空间开展创客教育培养教育创客。在互联网+创客教育背景下,创客空问的良性发展需要通过线下空间和线上空间进行虚实结合、优势互补、纵横拓展、开放共融、协作分享。“智创空间”以教育创客“三剑客”为载体,通过面向教师、学生、家长、学校、社会采用不同方式探索创客教育的推进策略,为中小学开展创客教育探索出了一套新型创客教育模式,构建了一种“ZC Space创客教育模型”,遵循“集众人智、汇创客流、搭分享台、结创新果”的创客教育理念,勇于实践、开拓创新,经过一年多的探索实验,取得了一定的成效。同时也看到全国各地的创客大伽们都在积极创造条件,根据不同的受众对象创建了校园创客空间、社会创客空间、社区创客空间和家庭创客空间等丰富多彩的创客空间,让学生在各类创客空间中主动学习、协作探究和创新设计,从而培养中小学生的创新能力和创新意识,通过各种创客空间来普及创客教育和STEAM教育,最终实现人人创客、创意智造,大众创业、万众创新的总目标,为建设创新型国家培养一批创新型人才。

收稿日期:2016年3月18日

责任编辑:宋灵青

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