□唐進曄
創(chuàng)客由英文Maker 而來,譯意為創(chuàng)造者、制造者。2009 年前后,創(chuàng)客教育發(fā)端于國外的“車庫DIY”,逐漸與STEM 教育、機器人教育、人工智能編程教育等緊密相聯。2016 年,《教育信息化“十三五”規(guī)劃》正式提出,“積極探索信息技術在創(chuàng)客教育等新模式中的應用”。五年多來,廣東、上海、山東、北京、浙江、江蘇等地諸多中小學校積極推進創(chuàng)客教育,并且總結出一定的經驗做法,但目前尚未形成高度成熟的教育模式。由于在軟件系統(tǒng)、硬件技術、電子器件封裝、人工智能編程等方面的突出優(yōu)勢,信息技術教師逐步確立中小學校創(chuàng)客教育先行者和主力軍的角色定位,在推進學校創(chuàng)客教育過程中做出諸多積極探索,形成不少行之有效、可以借鑒的實踐策略與教育模式。
依據南京師范大學調研反饋,在推進創(chuàng)客教育的中小學校中,約90%的創(chuàng)客教師由信息技術教師擔任,承擔培養(yǎng)適應未來發(fā)展的大批“小創(chuàng)客”的重要職責。之所以需要堅定推進創(chuàng)客教育的職責擔當,主要基于如下方面的考量:
創(chuàng)客教育屬性的本質要求。創(chuàng)新創(chuàng)造是經濟社會發(fā)展的第一動力,亦是創(chuàng)客教育和素質教育的核心追求。概括而言,創(chuàng)客教育的基本導向就在于引導成年人和青少年不再做事物的消費者,而是要爭當事物的創(chuàng)造者。發(fā)明創(chuàng)新和創(chuàng)造不再是少數實驗室科研人員、軟硬件開發(fā)人員的特有行為,亦不再局限于發(fā)生在研究機構和高等院校,轉而具有更大可能、更多機會,由不同年齡、學科、專業(yè)、資歷等各類創(chuàng)客,在教室、家庭、車間等各種不同場合來完成。而創(chuàng)客并非天生,需要創(chuàng)客教師的正確引領與精心培養(yǎng)。在學校創(chuàng)客教育中,信息技術教師具有更大份額的職責擔當。
教育改革走勢的內在需求。20世紀40 年代,陶行知先生就提出,“六大解放”是創(chuàng)新創(chuàng)造的前提條件,是引領學生走上創(chuàng)新創(chuàng)造之路的重要指南。步入21 世紀的今天,走進以大數據、物聯網、人工智能、“互聯網+教育”為主要特征的信息化時代,迫切需要加快發(fā)揮技術優(yōu)勢,充分發(fā)展智能教育,謀劃推動信息技術與教育教學的常態(tài)化融合應用以及全方位創(chuàng)新,而創(chuàng)客教育是重大趨勢之一。若想讓學生成為創(chuàng)客,創(chuàng)客教師就必須先成為育人理念先進、知識結構合理、操作策略系統(tǒng)、創(chuàng)新素養(yǎng)一流的“領航創(chuàng)客”。
2016 年,中國電子學會隸屬的創(chuàng)客教育專門委員會針對“創(chuàng)客教育”強調“使用數字化工具造物”的基本要求,并就項目化學習、實操性DIY、智能化編程、跨學科解決問題等內容界定完整概念內涵,其中提到創(chuàng)意、制造、現實“三大”核心關鍵詞,分別指向創(chuàng)客教育的起點、過程和結果。因此,高質量地推進創(chuàng)客教育,至少需要更新如下三點科學理念:
起點方面:堅持創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力從娃娃抓起。中小學生所處的6—18 歲年齡段,是大腦發(fā)育和心智發(fā)展的奠基期,亦是創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力培養(yǎng)的黃金期。信息技術教師應該創(chuàng)設更多實驗實踐和創(chuàng)新創(chuàng)造的機會,引導學生總結經驗和教訓,不斷地催生與眾不同的創(chuàng)意,尋求將現實問題訴求于教育以及解決于動手的有效方法。
過程方面:堅持價值引領重于技能訓練。創(chuàng)客教育重在應用新技術、新產品,但傳遞給學生創(chuàng)客更重要的不僅僅是技術與產品,而是蘊含的以創(chuàng)新、開源、分享、合作為主要成分的價值觀與方法論,強調事業(yè)的成功更多地取決于創(chuàng)新而非守舊,以及個人的進步更多地取決于分享而非占有。比如,Arduino 電路設計圖向外界免費開源,既是為了規(guī)范生產程序或標準,更是為了倡導按照個性需求加以改進。
結果方面:堅持“學中做、仿中學”向“做中學、創(chuàng)中學”轉變。教育家陶行知強調,“教學做是一件事,不是三件事”,“不在做的方面下功夫,教則不成為教,學也不成為學”。創(chuàng)客教育的指導思想恰恰在于由“學中做”轉向“做中學”、由“循規(guī)學”轉向“自主學”、由“親自做”轉向“一起做”。無論是客觀實在的物質發(fā)明,還是意識形態(tài)的理念創(chuàng)新,都可以通過創(chuàng)意思維、動手制造和創(chuàng)新實踐的結果,檢驗學生創(chuàng)客對所學知識技能的理解水平與應用效率。
在推進創(chuàng)客教育過程中,教師往往擔當引發(fā)創(chuàng)意設計、布置學習任務、調控制造進程、整理創(chuàng)客資源和匯總創(chuàng)新成果等多種角色定位??梢哉f,創(chuàng)客教育對創(chuàng)客教師提出更高工作要求,需要大數據計算、人工智能編程、機器人仿生學、藝術審美、機械制造等諸多知識與技能的支持,由此就需要信息技術、勞動技術、藝術、數學等從事創(chuàng)客教育的教師,尤其是信息技術教師,加強理論學習、廣泛實踐訓練,增強自我一專多能、跨界融合以及與創(chuàng)客教育高度匹配的綜合素養(yǎng)。作為創(chuàng)客教育的組織者與推動者,創(chuàng)客教師的創(chuàng)客素養(yǎng)具有高度的多元性、融合性和綜合性,至少需要包括如下方面:
多元的知識技能結構。創(chuàng)客教育與STEM 教育緊密相聯,自然少不了數學、技術、工程、科學的知識儲備。學生在爭當創(chuàng)客過程中,能否實現巧妙創(chuàng)意,熟練應用數字化工具,制造想象中的所想物件,同時尚需借助物理、化學和美術等學科知識。唯有不斷充電、終身學習,豐富知識積累、增強技能指數,才能讓學生信服,并且由喜歡創(chuàng)客教師轉而喜愛創(chuàng)客課程。
過硬的信息化應用能力。使用Scratch 軟件編程以及控制Arduino電子開源平臺,是當前中小學創(chuàng)客教育的基本樣態(tài)與主流方向。復雜甚至高階一些的創(chuàng)客教育,亦會應用Scratch 傳感器板、Nova 智能小車、App Inventor 圖形化編程軟件、3Done 設計與繪圖軟件,以及掌握創(chuàng)客機床、3D 打印機、激光切割機等使用辦法。
必要的活動組織能力。學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能否順利、高效完成,不僅需要教師知識和技術等方面的指導,還需要依靠教師情感和意志等方面的幫助,比如創(chuàng)意的啟發(fā)、人文的關懷等。因此,創(chuàng)客學校很有必要組織創(chuàng)客教師,通過聆聽專家引導的理論講座、觀看優(yōu)秀教師創(chuàng)客的實況錄像、觀摩示范性創(chuàng)客教育學校的經驗做法、留心創(chuàng)客空間的資源搜集,以及聚焦技巧應用的實例分析等辦法,不斷地提升自身的創(chuàng)客素養(yǎng)。
創(chuàng)客教育具有豐富的內涵,“知、行、創(chuàng)”統(tǒng)一是創(chuàng)客教育的題中之義。在堅定職責擔當、更新育人理念、完善素養(yǎng)結構之后,信息技術教師很有必要立足創(chuàng)客教育引領者與帶路人的角色,改進自身行為模式,助推創(chuàng)客教育高質量發(fā)展。主要需要從如下方面努力:
明晰課程方案。相對于學科教育,創(chuàng)客教育雖然相對松散,但絕非漫無目的、毫無章程,離不開課程方案、教育目標的約束和規(guī)范。創(chuàng)客學校和信息技術教師應該結合幼兒、小學、初中等不同年齡學生的心理認知特點,引進或開發(fā)開源系列、創(chuàng)客系列、積木系列、仿生系列等不同方面的校本課程。比如,針對6—10 歲小的學生,可以設置初級機器人、初級電子積木、Scratch 軟件編程、認識和使用傳感器等課程,其中包括陀螺儀、光強、巡線、麥克風、超聲波、蜂鳴器等諸多類型傳感器的課程內容;針對11—16 歲學生,可以設置無人機、移動機械車、Scratch 機器人、3Done 建模到打印、創(chuàng)客電機家族等課程,其中包括530 編碼電機、190 編碼電機、編碼電機驅動、手抓電機線、編碼電機線等使用方法與注意事項等課程內容??傮w上來看,課程方案體現動力入門、控制入門、智能編程、機械制造、仿生創(chuàng)造的進階序列,而教育目標遵循由淺入深、由簡到繁、由仿轉創(chuàng)的梯次結構。
應用數字化工具。依據學校規(guī)模大小和可用財力投入,爭取學校大力支持,建設創(chuàng)客教室、創(chuàng)新實驗室、數字化比特教室,以及互聯網領域上的創(chuàng)客中心、創(chuàng)客社區(qū)或創(chuàng)客空間,由此為創(chuàng)客教育提供活動場所;區(qū)分普及、賽事“兩大”類型,購置Scratch 傳感器板、Nduino Pro 控制器、機械手臂、齊德機械師GBOT、微型數控機床CNC 等硬件,改進或開發(fā)Nova 智能小車、Arduino IDE 軟件、“好好搭搭”在線編程、物聯網學習模塊等軟件,為創(chuàng)客教育提供設施保障。與此同時,信息技術教師需要采取接受專家指導、學習使用說明、自我實踐探索等辦法,做到對創(chuàng)客教育場所和設施的全面了解與熟練應用。
推行項目學習法。區(qū)別于其他學科的試題解答,創(chuàng)客教育往往經歷創(chuàng)意產生、整理思維、制定計劃、動手操作、試錯糾錯、完成計劃、創(chuàng)新成果落地等系列復雜過程,因此,實施項目式學習與創(chuàng)造顯得尤為重要。依靠組建創(chuàng)客課題組、強化團隊內部的協作和團隊之間的競爭,通過碰撞思想、共享資源、互通信息、聯合制造、線上咨詢、遠程即時交流等辦法,完成特定學習項目。深層次的思考、高強度的操作和較長時間內的持續(xù)性投入,是衡量創(chuàng)客學習項目質量高低的核心指標,比如,永動能量蒸汽機、長眼鏡的風扇、能聽會說的溫度計、象棋機器人等學習項目,吸引中小學生創(chuàng)客團隊短則幾周、長達一學期的創(chuàng)新探索,激活眾多小創(chuàng)客們挖掘潛能、發(fā)展特長、開拓未來的創(chuàng)新創(chuàng)造夢想。
隨著信息化和智能化時代的加速演變與不斷轉型,創(chuàng)客教育必然會成為教育改革發(fā)展的重要推動力量與主導方向走勢。信息技術教師應當在學校創(chuàng)客教育大潮中勇挑重擔、積極作為,促進信息技術與創(chuàng)客教育的深度融合,從而為培養(yǎng)當今中小學生 (未來中國公民)的思想力與創(chuàng)造力,以及尚技重器和精益求精的工匠精神,傾盡一份自己的力量。