文 | 吳清泉
在全球創客運動和“大眾創業、萬眾創新”戰略的推動下，創客教育已成為推動經濟轉型、教育變革和社會發展的驅動力。筆者以“Arduino創意機器人之傳感器總動員”課程為例，通過“學—仿—研—創—享”， 從教學目標、教學內容、教學方法和教學評價四個要素構建面向創客式教育的中學信息技術教學模式，做了創新探索，期待為創客教育提供新思路和新方法。
創客一詞最早由《連線》雜志前主編Chris Anderson提出，是指熱衷于創意、設計和制造并以創新滿足人們需求的人群。創客教育的意義體現在運用先進的理念與方式改造教育。教師開展“協同探究”“項目合作”等方式的教學，使每個學生在課程學習中找到樂趣，進而激發學生的創造潛能。創客教育的特征及其對中學信息技術教學有以下幾方面的啟示。
創客教育與傳統教育的差別之一就是創客教育能打破學科壁壘，強調結合多學科知識去理解問題、解決問題。創客教育理念指導下的信息技術學科教學目標和教學內容不再局限于某一學科知識，而要將多學科、多角度知識點串聯起來因材施教，培養創新型人才。
創客教育使學習、研究和創造形成一個迭代式的良性循環，持續提升學生的創新、創造力。學校和教師結合信息技術學科強調動手及實踐的特點，在真實情境中手腦并用，讓學生在實踐中學習、模仿中探索、研究中創造，逐步提升實踐能力并發展創新精神和創造力。
課程的內容和活動設計常常圍繞復雜的現實問題展開。教學方式多為項目式學習。教師應鼓勵學生基于興趣組成項目小組，開展協助探究，發揮自主能動性，共同解決問題，完成學習任務。
共享精神是創客精神的重要組成部分，也是創客教育的特征之一。教師基于創客理念，讓學生參與分享與交流，積極踴躍地表達想法，讓學生碰撞思維并產生創新的火花。
目前，國內關于創客教育的模式、創客課程的教學模式的研究層出不窮。在綜合前人研究和實踐的基礎上，楊現民對比創客課程和傳統課程后指出兩者在四個維度上存在差異：課程目標定位、內容組織結構、開展方式和評價方式。筆者基于創客教育理念，從教學目標、教學內容、教學方法和教學評價四個要素構建中學信息技術教學新模式（如圖1）。
圖1 信息技術教學新模式
創客教育的目標是培養學生高階思維能力。根據布盧姆教育目標分類中對學習目標的分類，其中分析、評價、創造屬于高階思維能力。信息技術教學強調對學生信息素養的培養。筆者認為基于創客教育的中學信息技術學科教學應注重溝通交流與協作能力、查找與鑒別信息能力、動手實踐與問題解決能力以及創新思維與創造能力的培養，并以此為出發點，進行教學內容、教學方法的設計并做教學評價。
筆者基于創客教育理念，參考創客基礎課程和目前的信息技術學科教學內容，將實踐環節與有限的教學空間做有效整合，設計富有創意、帶有挑戰性的活動，讓學生在實踐過程中更好地學習和掌握教學內容。筆者設計了“學—仿—研—創—享”的迭代步驟（如圖2），借由系列的學習活動，通過反復的知識習得、動手操作、信息處理、學習思考、組織規劃、溝通表達、團隊合作和自我管理等行為的訓練促進學生主動學習、解決問題、創新創造。
圖2 迭代步驟
在創客教育評價體系中使用評價量規，能夠記錄學生創作作品的過程、能力發展的變化以及在創作過程中暴露的問題。評價量規不應只在展示成果階段使用。教學評價貫穿整個教學過程，因此不僅要注重結果性評價，還要關注學生在“學—仿—研—創—享”過程中的表現，將形成性評價和總結性評價相結合。此外，應該采用多元化的方式評價，在評價過程中，除了教師外，還有學生、家長等參與，多角度評價學生的學習效果。
當前，創客教育正成為促進學生由知識消費者向創造者轉變的重要力量。依托信息技術課堂開展“人工智能”“3D打印”“開源硬件開發”教學已成趨勢。筆者以學校建設“創客空間”為契機，成立了信息技術學科的創客興趣小組，堅持創客教育理念，創新教學模式，開展了為期一學年的創客課程實踐。下面以“Arduino創意機器人之傳感器總動員”為例，闡述新模式在教學中的應用。
教學目標是教學內容和活動設計的方向，是教學評價的出發點和歸宿。創客教育不同于傳統的學習，它不僅關注理論知識的掌握和操作技能的提高，而且關注對解決問題的能力、創新能力以及協助交流能力的培養。
在本課程“傳感器總動員”中，教學目標圍繞創新和創意能力、探究和實踐能力、協助和溝通能力展開。主要內容為：了解不同傳感器的類型及用途；掌握不同傳感器的使用方法；掌握積木式開源平臺的使用；掌握創客項目制作的一般過程；根據指定主題提出創造性的解決方案；根據設計，實現原型；較好地實現小組成員及小組之間協助溝通和交流；能夠評價項目成果優劣。
教學按照“學—仿—研—創—享”的迭代步驟進行。下面，以“傳感器總動員”為例介紹教學內容與方法。
1. 學
【教學內容與活動】“學”強調學生理論知識的習得，教師可將傳感器的關鍵性知識制作成微課供學生學習。這一階段可分為兩部分：教師引導和學生探究。教師引導：教師針對四位數碼管的知識進行講解，包含其特點、使用方法及注意事項；與此相對應的編程知識（重復執行命令）。
學生探究體現在按照前期學習安排，學生以小組為單位自主學習不同傳感器的知識（如舵機、超聲波傳感器、傾斜角傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器、霍爾傳感器、三軸加速度傳感器等），并充當小老師將所了解的相關傳感器知識（含特點、使用方法、注意事項及對應編程知識）向同伴講解（每組講解時間20分鐘）。
【教學方法】搭腳手架，引導自主探究。
【設計意圖】引導學生學習相關的傳感器知識，培養學生對創意設計的興趣。
2. 仿
【教學內容與活動】“仿”體現在學生以模仿的方式完成一項簡單的作品設計，協助學生將知識和技能主動內化。在此階段，教師需向學生呈現模仿型任務資料，包括任務介紹、任務功能、實現路徑及操作技能講解等。
如在講解四位數碼管時，教師拋出任務：制作并應用“智能指示器”，即利用該傳感器和編程中重復執行命令制作一部適用于廚房蒸煮嚴格控制時間的倒計時器。完成該任務的過程中，教師側重講解智能指示器實現的功能、制作思路和制作流程。
【教學方法】任務驅動，模仿設計。
【設計意圖】通過模仿加深學生對所學知識的了解和應用；維持創新熱情，培養學生的操作技能，提高學生的實踐能力。
3. 研
【教學內容與活動】“研”建立在“學”與“仿”的基礎上，目的是引導學生針對主題運用發散性思維自由聯想，以萌發具有創新性的想法。教師（小老師）在演示模仿任務結束時，布置一道與講解的傳感器相關的研討題目（題目以劣構性問題為主），讓學生以小組為單位交流討論、頭腦風暴。
如：A小組在講解超聲波傳感器知識后，給其他學生演示了模仿任務——距離檢測儀的使用。學生通過模仿后基本掌握了超聲波傳感器的特點及使用方法。隨后，A小組學生提出了研討題目：距離檢測儀除了用于檢測車輛追尾外，還能用于其他領域嗎？學生通過發散思維自由聯想，認為超聲波傳感器在檢測等待紅綠燈車輛數、檢測學生學習時與桌子距離、檢測拐杖前方障礙物等方面都能發揮作用。
【教學方法】頭腦風暴，交流討論。
【設計意圖】鼓勵學生發散思維自由聯想，以萌發具有創新性的想法；引導學生觀察學習和生活，嘗試發現問題。
4. 創
【教學內容與活動】“創”是學生實現創意。在創意形成后，學生需要對所制作的作品進行分析與設計，將問題列出來，逐項解決。
例如：B小組打算用超聲波傳感器制作一只智能紅綠燈，即通過超聲波傳感器檢測當前等待綠燈車輛數，如車輛數超過一定范圍則將數據返回給紅綠燈控制端，由控制端按比例延長綠燈時間。根據設想，B小組提出以下3個問題：（1）除了超聲波傳感器外，還需要哪些傳感器？（2）控制端之間通過何種方式通信？（3）實際應用中超聲波傳感器的放置位置及個數情況如何？B小組學生根據問題，與同伴探討、向教師請教、利用互聯網收集資料甚至向社會上的創客空間尋求幫助，實現跨界合作，并完成了作品。
【教學方法】協助探究，發現與解決問題。
【設計意圖】鼓勵學生開動腦筋積極思考，有創造性地列出問題和提出解決問題的角度和思路；在解決問題的過程中學會自主探究、分工協助、跨界合作。
5. 享
【教學內容與活動】“享”的階段是借助工具或平臺分享學習成果、展示作品和交流心得階段。在此階段，教師通過生動有趣的方式讓學生展示作品，觀看和評價其他小組的作品。如：本課程“傳感器總動員”在分享階段的活動名為“造物拍賣會”。以拍賣會的形式讓學生介紹和展示作品，并以虛擬價格“價高者”的方式作為評價作品的其中一項指標。通過模擬真實的拍賣場景，展示和評價作品外，還能促使學生思考和認清創造的價值和意義，激發學生創造的興趣，引發學生進行價值評估和思考。
【教學方法】模擬情景。
【設計意圖】通過分享讓學生回憶創作思路、表達創意想法、探討創造技能，有利于學生反思能力提高，培養溝通交流能力，擴大學習影響力。
教師應基于信息技術學科核心素養考查學生在創新思維和操作實踐等方面的能力。教學評價要做到多元化和多維度，重點關注：（1）對學生探究過程、完成任務情況的評價；（2）對學生學習態度、合作學習能力的評價。為此，筆者制作了表格對作品創作、小組教學和分享等方面進行評價（見表1），并按照每個小組在每項指標中獲得的等級比例最終確認小組等級。
表1 教學評價
筆者通過分析創客教育的內涵和特征，結合信息技術學科的教學需求，提出基于“學—仿—研—創—享”迭代學習步驟的教學模式，并在課堂上實踐應用，取得一定成效。學生通過主動學習和小組協作探究完成項目，提高了編程、溝通協助、和創新創意等方面的能力。
（作者系廣東省惠州大亞灣經濟技術開發區第一中學教師）
文章來源：《中小學數字化教學》2019年第3期，文章有刪改
責任編輯：祝元志
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