创客教育背景下的中小学创客课程开发模式研究

创客教育背景下的中小学创客课程开发模式研究 创客教育背景下的中小学创客课程开发模 式研究 中小学创客课程发展历程 如今,创客运动之风已经席卷全球,创客教育在我国已悄然兴起并得到了初步发展。国内诸多学者已经对创客教育的理论与实践进行了深入的研究与探讨。祝智庭教授等提出了创客教育是在融合信息技术的基础上,同时突出了体验教育、项目学习法、创新教育和DIY理念的思想。[1]另外,他们还强调了“如何突破传统课程的壁垒”,依然是创客教育面临的挑战。[2]郑燕林等认为创客教育是一种“基于创造的学习”,是让学习者融入创造情境,进行创造的过程。[3]杨现民等在前两者的基础上提出可以从两个方面解读创客教育,一方面是“创客的教育”,目的是培养创客人才,可以通过开设专门的课程,建立创客空间及配备专业教师等进行实施。另一方面是“创客式教育”,目的是用创客的理念和方式去改变教育,在各学科教学中融入“动手操作、实践体验”的创客理念。[4]傅骞等直接认为创客教育是综合性的课程,一种为解决中小学教育体制中创新技能训练的综合课程。[5]然而,无论学者们如何定义创客教育,创客教育所提倡的创新和创造 的理念是不变的。并且,课程开发已经成为创客教育研究者和一线实践者所关注的领域,相信开设专门的创客课程将会成为有效开展创客教育的必要手段 在实践层面,北京、上海、广州、温州、常州等城市纷纷通过建设创客空间、举办创客大赛、成立创客俱乐部、召开相关研讨会、组建创客教育联盟等活动,促进创客教育在国内的发展,并成为创客教育的领跑者。与此同时,有很多一线教育者投身于创客教育的研究。例如,北京景山学校的吴俊杰老师以及浙江省温州中学的谢作如老师等,他们带领各自的团队对创客教育做了大量的研究和推广。温州中学不仅建立了创客空间,还开设了一系列创客教育课程,如《Scratch多媒体编程》《机器人》《我做主编》等 课程终究是学校开展教学的基础之一,创客教育要想在中小学生根发芽也同样需要以课程为载体。但目前,在我国的课程设置中,由于已有信息技术和通用技术课程,从而导致创客类课程找不到合适的位置。[6]并且,创客教育的课程载体有很多,如3D打印、Scratch编程、乐高机器人、创意电子、App Inventer等,其中创意电子又可分为Arduino、Raspberry Pi、Pcduino等。然而,将这些课程按学生发展的需求划分等级,并使其能针对创客教育的发展,还需进行准确的课程开发并付诸实践。由以上分析可知,我国中小学创客课程的开发仍然存在较多难题 创客课程的八大特性 创客课程是由低阶到高阶的一系列课程的组合,并依托于各种技术载体,而非简单的知识罗列,它更强调人文同知识的结合。理想的创客课程并非一门课程,它应是代表着创客分支下各类科技课程的集合,它能够,?激发学生的学习兴趣和提高学习动机,?培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力,?使学生使用多学科知识解决问题、内化知识,?提高学生的信息素养和创新意识,?提高学生的动手操作能力,?培养学生的分享意识 祝智庭等[7]在Sylvia Libow Martinez和Gary S.Stage 的一个好的创客课题,Maker Project,所需的八个要素框架下,综合多个方面的资料总结出好的创客课题应该具有课题的切身性、课题的复杂性、充足的资源、互动和合作、高强度、合理的时间安排、分享教育、新颖性等八个要点。本研究在此基础上总结出创客课程应具有的八个方面特性,如下表所示 ,1,基于项目。在课程中,设计以解决生活中贴近学生的实际问题为主线的协作项目,学生们通过小组合作的方式共同解决问题、习得知识。项目学习是一个长期的过程,方式多样,灵活度高 ,2,课程的整合性。学校课程的一个关键是,“重点不在于习得孤立的、碎片化的、僵化的、垄断的知识,而在于 建构通用的、综合的、灵活度高的、分享的知识”。[8]尽管创客教育本身不会直接传授给学生一些最基本的知识,但是在创造的过程中往往需要跨越多个学科,学生有机会运用到包含数学、物理、化学、地理、信息技术、通用技术,甚至艺术等一系列学科知识,完全打破学科界限,促进学科知识的融会贯通 ,3,做中学。卢梭提出[9],“要提供学生问题使其自己解决,不要教学生任何事情,他自己就能学习,不需要教学生科学,让他自己发现”。知识不是用传统课堂的灌溉式强加给学生的,学习是一个主动的过程,在科技引领的创客课程中,教师角色应是[10]学习环境的设计者、人力资源的管理者、学生学习的调控者以及实践质量的提升者 ,4,多样性。资源的获取方式灵活多变。随着信息化时代的到来,网络为我们的学习、调查研究等带来了极大的便利。加之开源精神的推动,越来越多的学者、创客及科技爱好者通过网络共享资源,这使得人们有机会获取更多的资源。在对Raspberry Pi课程进行开发的过程中,研究者会借鉴一些网站、论坛如树莓派官网、树莓派中文官网、树莓派论坛、果壳网、电子发烧友等的相关 ,5,合理性。创客课程资源相对零散,要避免简单的知识点罗列,可使知识形成模块化,既有条理又便于拼接。同时,创客课程应具备完整的能够引导学生发现问题、提出问 题、分析问题、解决问题的过程 ,6,创意度。从课程自身来说,内容的组织应区别于传统教材知识点的汇集,做到具有一定的创意,选题新颖,足以激发学生的学习兴趣。从学生角度来说,创客课程是将学生培养成为创新人才的一种手段,旨在提高学生的创新能力,突出“创造”的重要性 ,7,合作交流能力。在小组协作解决问题的过程中,同学间互换想法产生合作交流。在想法不一致、进展不顺利的情况下,需要相互间及时沟通。在网络查找资源的过程中,学生可以与网络上的创客爱好者形成交流 ,8,分享精神。现在的学生普遍被认为是自私的一代,教师要向学生传递一种同他人分享的精神,让学生乐于分享自己的知识、资源及成果等。 “基于项目的以学习者特征为导向”的创客课程开发模式 理论始终是课程开发的重要支撑。创客课程在缺乏课程大纲的情况下,尤其需要课程开发理论的指导。纵观课程发展史,关于课程开发的思想层出不穷,形成了各具特色的理论派别。课程开发的一般模式主要包括目标模式、过程模式、情境模式和实践模式等。其中最有名的开发模式是泰勒的目标模式,又被称作泰勒原理,泰勒原理提出了四个基本问题[11],?学校试图达到什么样的教育目标,?提供什么样的教育经验才能实现这些目标,?怎样有效地组织这些经 验,?我们怎样确定这些目标正在被实现, 每一种模式都存在局限,目标模式也倍受课程研究者的批判,但是,构成目标模式的这四大基本问题依旧是课程开发不变的课题,并分别对应了贯穿课程开发的四个方面,即确定课程目标、选择课程内容、组织课程内容和评价课程实施结果。在对课程开发常见模式简要分析的基础上,结合创客课程的特性,提出创客课程设计模式,本研究提出基于项目的以学习者特征为导向的创客课程开发模式,如下图, 创客课程分为初级、中级和高级三个部分,分别指向K-12教育中的小学中高年级学生、初中生和高中生。众所周知,每个年龄段的学生都具备一定的特征,课程开发者在进行课程开发前期准备中,只有充分分析学习者特征,才能开发出适用于每个年龄段学生的课程。学习者特征包括知识水平、学习动机和学习能力,如自主学习能力、信息技术能力、科研能力、创新能力等,等 基于项目的学习旨在让学生通过参与有意义的任务,在问题的驱动下探索知识和提高能力。项目学习是一种综合性的学习活动,容易融合多学科知识,可提供几近真实的情境,提高学习者的能力和兴趣。研究者们通过翻阅大量国内外书籍、浏览网站和论坛等方式搜索大量资源,筛选可用资源,一个个项目将以或罗列、或嵌套的模块形式进行展现。此外,基于项目的学习符合创客课程区别于传统课程的以分数定 高低的评价机制,即重学习过程,轻学习结果 基于项目的以学习者特征为导向的创客课程开发模式概括了课程开发的主要环节及它们之间的逻辑关系,每个主要环节都伴有评估。在创客课程开发过程中,通过分析学习者特征和创客项目,并对比学习者作为21世纪人才所必须具备的各项能力,创新能力等,,结合创客项目能够帮助学生形成各种能力并确定创客课程的基本目标。同时,在大量符合创客课程基本目标的项目中确定创客课程的内容和资源,通过采用不同的方式进行课程组织 结语 创客教育不仅能够培养学生的动手实践能力,而且能够促进学生创新思维能力的发展。因此,在教育信息化快速发展的大背景下,创客教育课程体系的构建显得尤为重要。目前,我国已经有大量学者和一线实践者从事创客课程的开发,部分课程已经投入使用,并利用开源平台传播,初步取得成效。国家教育主管部门仍需采取相应的措施,推动创客教育课程体系的建设和完善。