創(chuàng)客教育-教學(xué)設(shè)計(jì)教案

“草根學(xué)?！比绾沃珠_展創(chuàng)客教育隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)再也無法只停留于應(yīng)試教育。對(duì)動(dòng)手能力、探究技術(shù)、操作技能的要求，與日俱增。今年李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告提到“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”。美國(guó)地平線報(bào)告2022年高等教育版中指出，在未來五年內(nèi)，美國(guó)高校學(xué)生有從知識(shí)的消費(fèi)者轉(zhuǎn)換為創(chuàng)造者的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)國(guó)外，對(duì)創(chuàng)客的培養(yǎng)都非常重視。創(chuàng)客教育近幾年發(fā)展如火如荼，但在基層學(xué)校出現(xiàn)的形勢(shì)卻是兩頭熱中間冷。一頭指的是上面領(lǐng)導(dǎo)專家挺重視，另一頭指的是下面學(xué)生挺喜歡，中間指的是除一部分感興趣的老師外，大部分老師冷眼旁觀，事不關(guān)己，高高掛起，另外還有一部分老師是搞不清創(chuàng)客教育到底是怎么回事。筆者認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要有以下兩個(gè)原因：①教育體制問題。應(yīng)試教育讓出身寒門的學(xué)子有了出頭的機(jī)會(huì)，但現(xiàn)行的教育造成學(xué)生不需要?jiǎng)趧?dòng)和技術(shù)，考試成績(jī)好就行。但是，全球一體要求我們把目光放遠(yuǎn)，現(xiàn)在和將來不再是國(guó)內(nèi)人的競(jìng)爭(zhēng)，我們更希望是學(xué)生能為成為一個(gè)健康全面的人。②“創(chuàng)客教育”過度包裝問題。草根教師沒有高深的理論，只把動(dòng)手能力的天性保留下來。但隨著創(chuàng)客教育這塊蛋糕越做越大，很多專家對(duì)創(chuàng)客教育進(jìn)行了深入研究，理論基礎(chǔ)逐漸扎實(shí)，但各種理論紛紛出現(xiàn)，讓很多理論基礎(chǔ)不太扎實(shí)的老師感到迷茫，甚至敬而遠(yuǎn)之。這也許是一線老師不太熱情的原因之一。那么，基層學(xué)校應(yīng)該如何著手開展創(chuàng)客教育呢?編程思維的建立讀書一個(gè)很重要的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、認(rèn)識(shí)規(guī)律。在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，利用編程控制物體運(yùn)動(dòng)將會(huì)成為主流，日常生活工作中離不開編程思維。所以作為創(chuàng)客教育的一條主線，必須要理解編程思維甚至要學(xué)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)編程，但計(jì)算機(jī)語言學(xué)習(xí)非常困難，為了讓普通教師和學(xué)生能夠掌握編程，創(chuàng)客制作出來的圖形化編程環(huán)境，不需要記住繁多復(fù)雜的命令，只要理解編程的思維，把自己的想法用積木式的圖形疊放在一起。這種編程模式降低了編程技術(shù)的門檻，讓普通的信息老師，半路出家的信息老師，科學(xué)、通用技術(shù)老師，及其他學(xué)科的老師和學(xué)生都能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速掌握編程，控制硬件，做出自己想做的作品。因此，如果你想?yún)⑴c創(chuàng)客教育，至少要掌握一門圖形化編程手段。目前國(guó)際比較流行和通用的圖形化編程環(huán)境是Scratch，它是美國(guó)麻省理工大學(xué)為6歲孩子從小培養(yǎng)編程思維所做出來的編程環(huán)境，既然6歲的小孩子都能掌握，所有參與創(chuàng)客教育的老師都應(yīng)該能掌握，不要認(rèn)為它太簡(jiǎn)單而不去掌握。大道至簡(jiǎn)，甚至其他科目的老師也可以學(xué)習(xí)一下這種編程思維，理解孩子的世界。對(duì)初高中的老師來說，要求要高一點(diǎn)，在掌握Scratch基礎(chǔ)上，最好能再掌握一門高級(jí)點(diǎn)的圖形化編程軟件，如AppInventor或Mixly等，凡是圖形化的軟件都不會(huì)太困難，如果再能掌握一門代碼形式的計(jì)算機(jī)語言就更好了。簡(jiǎn)單硬件的入門除了學(xué)好計(jì)算機(jī)語言，我們還需要計(jì)算機(jī)語言控制硬件，目前最容易上手的硬件是Arduino及其傳感器。Arduino被國(guó)際上稱為電子積木，使用不是太困難，它不但能夠用在學(xué)習(xí)上，而且能夠直接在實(shí)際生產(chǎn)工作中使用。如果掌握了它，那么目前創(chuàng)客教育的主線就把握住了。Arduino及其傳感器非常便宜，而且現(xiàn)在可用圖形化編程來控制它，結(jié)合起來，用編程控制Arduino硬件就形成一條創(chuàng)客教育的主線。它并不需要花多少錢。甚至不需要?jiǎng)?chuàng)客空間，花少量的錢，在機(jī)房上就可以開展創(chuàng)客教育。但是，目前很多公司為了賺錢，把Arduino改裝或包裝一下出售，為了不讓客戶發(fā)現(xiàn)秘密，必須要包裝好，藏著掖著，我們稱這樣的硬件是不開源的硬件，學(xué)其內(nèi)容尤如隔靴搔癢，不但浪費(fèi)錢，而且浪費(fèi)時(shí)間，本來許多老師動(dòng)手能力就不強(qiáng)，被商家一忽悠，就更加迷茫了。這樣魚龍混雜的市場(chǎng)對(duì)基層學(xué)校開展創(chuàng)客教育造成了一定的困擾。結(jié)構(gòu)件的延伸除圖形化編程、Arduino主板和各種傳感器外，還有作品結(jié)構(gòu)的問題。對(duì)于結(jié)構(gòu)件有這樣幾種選擇：一是利用生活中的器材，類似于科技創(chuàng)新比賽中的作品，缺點(diǎn)是系統(tǒng)性不強(qiáng)，對(duì)老師和學(xué)生要求比較高，這類作品是一種最象創(chuàng)客行為的創(chuàng)客作品，用實(shí)際生活中器材改造，做出來的作品千變?nèi)f化，我們可以用圖畫，陶泥，布頭、冰條棒、木材，鐵罐，塑料瓶，鋁型材等等器材制作出我們的創(chuàng)客作品，這種材料對(duì)出身通用技術(shù)和科學(xué)的老師更加熟悉，對(duì)信息技術(shù)出身的老師要求會(huì)高一點(diǎn);二是利用3d打印機(jī)或激光切割機(jī)等工具做機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種做法可能比第一種還要難，熟悉的技術(shù)工人都無法做好機(jī)械的整個(gè)體系，何況我們的老師和普通的學(xué)生，他要求除了平面繪畫外和3D建模外，還得知道很多機(jī)械和結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，這恰恰是在校老師所最缺乏的，所以使用3d打印機(jī)和激光切割機(jī)對(duì)大部分初入門的老師來說還只是一種概念，有興趣的老師可以先學(xué)一下autocad和3D建模簡(jiǎn)單軟件如草圖大師和123d等軟件，等稍有基礎(chǔ)再買設(shè)備不遲，另外你如果沒有那么多東西經(jīng)常要打印和切割的，網(wǎng)絡(luò)上有代工生產(chǎn)的，不貴。三是用積木做結(jié)構(gòu)件，現(xiàn)行常見的積木有樂高類、螃蟹王國(guó)類、扁平洞洞板類(如龍?jiān)椒e木等)，其中龍?jiān)椒e木實(shí)際上是一種玩具，學(xué)生非常喜歡，可以作為機(jī)械結(jié)構(gòu)，甚至可以做出機(jī)器人，另外可以把第一種和第二種的方式結(jié)合到這種方式中，因?yàn)辇堅(jiān)綑C(jī)器人是一種洞洞板結(jié)構(gòu)，可以把生活生產(chǎn)中的材料，3d打印機(jī)制作出來的零件，用螺絲安裝到積木上，作為目前創(chuàng)客教育初級(jí)階段的機(jī)械結(jié)構(gòu)的器材非常合適，它的缺點(diǎn)在于如果使用的人多了，會(huì)出現(xiàn)視覺疲勞，特別是讓評(píng)委產(chǎn)生千篇一律的感覺，但作為教學(xué)和作品原型及吸引學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)客之門它挺合適，因?yàn)樗鼘?duì)老師和學(xué)生的要求非常低，另外還在于它便宜，誰都可以玩起。百花齊放，形散神聚掌握了圖形化編程，微控制Arduino板，傳感器和機(jī)械結(jié)構(gòu)以后，創(chuàng)客教育的主體就出來了，它是創(chuàng)客教育的主干，一棵大樹除了主干外，還得有枝枝葉葉，才能形成豐富多彩的創(chuàng)客教育，但不管怎么樣，我們必須先要掌握主線，這才不會(huì)讓開展創(chuàng)客教育的老師感到迷茫，創(chuàng)客作品是千變?nèi)f化的，但教育必須要有系統(tǒng)性，先有規(guī)矩，才能成方圓，就象書法作品，創(chuàng)作不是亂涂亂畫，哪怕狂草也有其中主線，不然只能成為涂鴉。在這條主線中，我們要學(xué)會(huì)編程，學(xué)會(huì)動(dòng)手，學(xué)會(huì)機(jī)械，在動(dòng)手動(dòng)腦中，產(chǎn)生創(chuàng)意，因此在創(chuàng)客教育初期，筆者認(rèn)為能夠掌握編程控制硬件，作出創(chuàng)客作品已經(jīng)非常不容易了，隨著入門后對(duì)作品和思維的提高，逐漸提升到藝術(shù)和工程上來，合科教育的模式已經(jīng)出現(xiàn)并不斷地被發(fā)展。其中信息技術(shù)老師是最年青和最有活力的一門學(xué)科，有條件并應(yīng)該走在創(chuàng)客教育的最前列。設(shè)立特色課程抓住主線，根據(jù)自己的特長(zhǎng)來安排自己的課程，如果能滲透到常規(guī)教學(xué)中是最好的，如果不行，可以安排興趣小組活動(dòng)。有條件建設(shè)創(chuàng)客空間當(dāng)然好。沒有條件在機(jī)房中開展活動(dòng)也并不low。在做完教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，給學(xué)生多一些感興趣的動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)，創(chuàng)客作品就象給學(xué)生閱讀名著一樣開闊了眼界，增長(zhǎng)了見識(shí)，創(chuàng)客的器材讓學(xué)生對(duì)日常生活中的高科技產(chǎn)品不再陌生。唯一要注意的是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要重視，其實(shí)基層中小學(xué)老師開展創(chuàng)客教育很多都是無償奉獻(xiàn)的，如果還要老師自己出錢買器材，參與的老師將會(huì)更少。雖然創(chuàng)客教育可以不需要投入很多的錢，但必須要細(xì)水長(zhǎng)流，持續(xù)少量投入購(gòu)買作品所需器材，一次性買齊是不可取的，是一種浪費(fèi)的行為，因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)和創(chuàng)作的過程中要用到不同的器材才能作出千變?nèi)f化、與眾不同的作品。創(chuàng)客教育的思考創(chuàng)客是一個(gè)有分享精神的群體，創(chuàng)客教育也一樣，需要一個(gè)團(tuán)體，在這個(gè)團(tuán)體中，大家相互分享學(xué)習(xí)體會(huì)，相互的比賽不再是傳統(tǒng)意義上的競(jìng)爭(zhēng)，而是通過交流，提高自己，創(chuàng)客發(fā)展不是在同一條線上的，它是