成都市金牛實驗中學校 梁文勇
【摘 要】
隨著創(chuàng)新時代的到來，創(chuàng)客精神與教育相遇，“創(chuàng)客教育”便誕生了。自2015年李克強總理在政府工作報告提出：“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”以后，“創(chuàng)客教育”不斷推進，現已走進校園、走進課堂，在教育實踐改革中不斷發(fā)展?？梢哉f，創(chuàng)客教育是集創(chuàng)新教育、體驗教育、項目學習等思想為一體，契合了學生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性。它主要以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺下，融合科學、技術、工程、藝術、數學等學科知識的STEAM課程，培養(yǎng)學生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。
【關鍵詞】創(chuàng)客 教育 創(chuàng)客教育 學科 整合
自人類誕生以來，人類經歷了五次信息技術革命。第一次信息技術革命是語言的產生；第二次信息技術革命是文字的發(fā)明；第三次信息技術革命是造紙術和印刷術的發(fā)明；第四次信息技術革命是電報、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及應用；第五次信息技術革命是電子計算機的普及使用和計算機與通信技術的結合。隨著時代的發(fā)展和變遷，人類已完全、熟練地掌握了電子計算機的相關操作，甚至還發(fā)明了機器人。
機器人的到來，意味著我們即將經歷第六次革命——創(chuàng)客與新工業(yè)革命。它是由作者克里斯·安德森 (Chris Anderson) 在《創(chuàng)客:新工業(yè)革命 》這一書中提出的，核心是互聯網和制造業(yè)融合在一起而引發(fā)的一場制造業(yè)革命。
作為初級中學的信息技術教師更應該追隨潮流，與時俱進，跟上“機器人”的步伐。學校為學生提供了一間創(chuàng)客/機器人實驗室以及創(chuàng)客/3D打印室，孩子們的快樂學習從此開始。
一、什么是創(chuàng)客？創(chuàng)客教育對學生學習的重要性
創(chuàng)客（Maker）“創(chuàng)”指創(chuàng)造，“客”指從事某種活動的人，“創(chuàng)客”本指勇于創(chuàng)新，努力將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F實的人。“創(chuàng)客”特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。在中國，“創(chuàng)客”與“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”聯系在了一起，特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。
作為新一代的學生來講也是必須掌握的一種技術。除了為今后自主創(chuàng)業(yè)提供了鋪墊，也為當前的學習提供了輔助工具，實踐學習是當前主流學習的一種方式，如何通過實踐來獲取知識，幫助學生對知識的理解是必不可少的。
二、創(chuàng)客教育進入課堂勢在必行
創(chuàng)客教育正在迅速升溫，各中小學也開展地如火如荼、熱火朝天。普遍認為創(chuàng)客教育在學校培養(yǎng)創(chuàng)新實踐人才中起著不可估量的作用。創(chuàng)客教育是創(chuàng)客精神與教育的結晶，注重創(chuàng)新及實踐能力的培養(yǎng)，學習者借助如開源硬件平臺（如Arduino）、智能控制套件（如機器人與程序設計）、圖形化編程軟件（如Scratch）、3D打印機、移動互聯網、物聯網學習模塊等工具，就能充分發(fā)揮自己的想象、好奇，認真、積極、主動地去動手完成自己感興趣的項目，進而獲得新技能和創(chuàng)造新事物。這與當下推行的 “做中學、玩中學”、“以學生為中心”、“學生主體、教師主導”的理念相吻合，進而越來越引起教育者的思考和共鳴，創(chuàng)客教育進入課堂勢在必行。
三、利用思維導圖理清知識結構化
思維導圖是一種培養(yǎng)創(chuàng)新思維方式的工具，即利用一個關鍵詞從不同特性導出其他具有相關性的關鍵詞，引發(fā)其他關鍵詞的導出，按照發(fā)射性思維的特征，從主干到各分支的發(fā)散。對于每一分支可以使用不同的顏色標識，線條的大小由粗到細，提示著由主干到枝葉的推導關系，思維導圖在表現形式上是樹狀發(fā)散結構的。
教師應指導學生有意識地整合學科知識，將課堂與現實生活中的零散的事物聯系起來，引導學生獨立自主地發(fā)現問題，讓學生從已有的知識水平和興趣愛好等實際情況出發(fā)，選擇可行的創(chuàng)客課題。在利用Scratch圖形化編程軟件教學過程中（如利用Scratch來編寫走迷宮的小程序），教師講解了“程序模塊”的相關知識以外，還應指導學生利用思維導圖來建立“編程”的基本算法，如角色的行動方式、程序控制方式；規(guī)則的定義方式等。
走迷宮思維導圖
同樣，在機器人與程序設計教學中，學生搭建“反沖力小車”，也需要思維導圖來引領，包括小車結構、動力、控制方式等。這樣可幫助學生來理清思路。
反沖力小車思維導圖
通過思維導圖可以讓學生理清思路，在創(chuàng)作一個作品時需要用到哪些條件，這些條件背后還需要哪些條件支撐，以此來培養(yǎng)他們對其他學科知識的結構化。把這些在創(chuàng)客教育中學到的基本技術交給學生，告知自己第一步做什么，第二步做什么，幫助他們在解答數理化題時思路清晰明了，這樣，在解題的過程中就會把問題迎刃而解，從而提升解題的正確率。
四、機器人進課堂，趣樂無窮。
信息技術智能化在近幾年飛速發(fā)展，最典型的就是機器人。機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。我們身邊有許許多多的機器人，雖然樣子不像人，但是工作方式卻和“人”差不多，例如現在的智能自動洗衣機就是一個典型的例子。
機器人除了在生產業(yè)、建筑業(yè)或者從事危險的工作以外，它還可以走進教室，與同學們來個親密接觸，它用它自己的行動方式來告訴學生：“我就是機器人”。
機器人在課堂教學中的應用雖然不是很廣泛，但是在某個特定的學科還是可以推廣的，比如體育學科。學生的模仿能力特別強，如果能讓學生模仿人形機器人做廣播操，豈不是一舉兩得，教師把動作指令通過編程平臺傳輸給機器人，機器人按照規(guī)定動作做廣播操，學生通過模仿機器人的動作來進行學習可能會更有趣；而體育老師則需要監(jiān)督、檢查學生的動作是否規(guī)范即可，如此一來，學生通過自主探究，獲得了相應的知識與技能；教師也可以輕松、有趣地上體育課，讓傳統(tǒng)的體育課堂變?yōu)閯?chuàng)客體育課堂。
五、3D打印與學科結合，在學習中找到樂趣。
3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在工業(yè)設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
學生正在學習3D建模與打印技術
對于初級中學的學生來講，常態(tài)化信息技術教學中的3D打印只是體驗式學習，通過體驗式學習來了解3D打印的基本原理和技術，把這一技術與其他學科相整合，可輔助學生在學習中找到樂趣，讓他們在“玩中學”，從而通過自己的動手、動腦來獲取學科知識。
1、與地理學科相整合
學生利用3D打印與地理學科結合，通過信息技術課上學到的3D建模，可設計出地理模型，如山脈、地形、地球儀等，如在青少年3D軟件--3D One中設計出中國行政區(qū)地圖，利用創(chuàng)客教育課以及合作成長小組來打印每一個行政區(qū)域，再在地理課上來“玩拼圖”游戲，把這一技術運用到地理課上，使學生通過動手來了解和掌握相關的地理知識，把書本上枯燥的知識點轉換為實踐活動，很直觀地記憶了地理知識，同時，提升了他們對書本知識的升華。
用3D建模軟件3D One設計的地理模型
2、與歷史學科相整合
在創(chuàng)客教育課上，學生可打印出古代的陶藝作品，同時對這些陶藝作品進行講解，通過作品介紹，使學生更直觀地了解這件作品的年代、創(chuàng)作背景等；再如，《秦始皇統(tǒng)一貨幣》這一節(jié)內容，學生完全可以通過自己的設計打印出古代的錢幣，再跟現代錢幣進行對比，再利用歷史課進行“物物交換、貨幣交換”的游戲，使學生進一步了解這部分內容知識。
3、與生物學科相整合
生物課上的顯微鏡是必要的實驗器具，而考試中顯微鏡的知識點也是必考內容，如何讓學生更直觀、深刻地掌握顯微鏡知識呢？教師可利用合作成長小組，讓每個組的組員都參與進來，帶著生物教材走進3D打印室，每人設計一塊顯微鏡的零部件，最后再進行組裝，這樣親手操作以后，不就更直觀、更深刻嗎？
還可以利用青少年3D軟件3D One設計一個小花盆，每組選一個喜歡的花盆來種植植物，通過種植植物比賽，來觀察植物生長的環(huán)境、因素等，提升了學生對生物知識的了解。
4、與美術學科相整合
美術學科主要培養(yǎng)學生圖像識讀、美術表現、審美態(tài)度、創(chuàng)新能力、文化理解等，通過美術創(chuàng)意與3D結合，可創(chuàng)造出很多精美的作品，如果能將紙上的作品用3D建模做出來，再打印出來，那這件作品一定會與眾不同；另外，即便是普通的作品，也可以通過描繪、涂色等美工技術讓它更具有欣賞價值。
5、與數學學科相整合
高中學習的立體幾何是非常抽象的，有了3D設計軟件，數學課就可以轉移到3D教室進行，通過3D軟件，讓學生自己動手操作建立模型，把抽象的圖形變?yōu)閷崒嵲谠诘奈矬w，解題的過程迎刃而解。除此之外，學生還對坐標系、對稱圖形、三維視圖等都有了解。
3D打印在數學中的應用
6、與英語學科相整合
記單詞是學生感覺最困難的事，因為每個單詞更抽象。如果能用3D打印把26個英文字母或者音標打印出來，利用英語角、英語活動課等時間來玩“拼音標 記單詞”的游戲豈不更有趣？2-4個人一組，兩個2人拼音標、一個人說單詞、一個人說中文，幾輪一換，四個同學同時記住好幾個單詞，真是又有趣有好玩。
3D打印英語學科的應用
7、與物理學科相整合
物理學科很重要的一部分就是動手實驗，然而，實驗室提供的實驗器材是有限的。如斜面小車滑行距離的實驗，如果小組內的每個學生設計一個不同高度的斜面，讓小車自由滑行（甚至連小車都可以設計和打?。?，來觀察小車的行動軌跡。這樣，通過自己的設計，學生自己就可以得出相應的結論：斜面小車滑行除了跟斜面高度有關，還跟小車的質量有關等等，教師從旁協助即可；再比如，學生在機器人實驗課或者3D打印課上設計的智能臺燈，如果不加上電路的控制，那也只是“裝飾品”，如果學習了“電路知識”，把它運用到其中，就不僅僅是“裝飾品”而且還是一件完美的作品。
3D打印創(chuàng)意燈與杠桿
8、與化學學科相整合
化學實驗中的化學藥品雖然不能用3D打印的材料來進行，但是學生可以通過3D One軟件來設計化學實驗的器材裝置，如果說這些裝置只能在實驗室才能做的話，那就錯了，因為只要在電腦上安裝了3D建模軟件，學生利用創(chuàng)客教育技術也可以設計出實驗裝置，（如制取氧氣的裝置和制取氫氣的裝置），在電腦上模擬安裝以后，到了實驗室在進行實驗就很容易得心應手啦！
3D打印結構模型
9、與語文學科相整合
前面所講的學科大多數都是理科學科，和天天與“文字、語言”打交道的語文學科來講，好像沒什么可以整合的，其實它與語文學科也分不開哦！學生創(chuàng)作的每一件優(yōu)秀創(chuàng)客作品都需要去認真賞析，賞析作品除了具備基本的知識以外，還應該具備語文知識，用語言來準確地描述作品的“優(yōu)與劣”，如何評價作品的優(yōu)與劣，這需要用語言來進行描述。而現在的學生看到一件精致的作品會說：“哇，好漂亮！”；看到一件不如意或者不喜歡的作品會說：“哇！好丑！”這樣的評價可不行，因為他們評價作品的時候抓不到重點，如果說利用創(chuàng)客教育課來指導學生“如何通過評價作品”，那么學生的收獲一定是滿滿的。
創(chuàng)客就是要按自己的想法去做，有了想法把它實現才叫創(chuàng)客。至于別人的作品做得丑與美，沒辦法來定義，我們只能用學習的眼光去看待問題。如果能發(fā)現問題，并指出問題，提出更好地建議，這才是收獲與成長。把這個作品賞析的方法教給學生，再通過語文老師的指導，學生一定會正確地看待問題、提出自己的想法，包括一道數學題，為什么錯？錯在哪里？如何修改？這樣才是真正的提升自己。
總之，創(chuàng)客教育不僅僅是一門技術，更多地是要運用于生活與學習中，這樣的學習才是有意義的學習。蘇霍姆林斯基曾說：“手是思想的鏡子，是智力才能發(fā)展的刺激物，是意識的偉大培養(yǎng)者，是指揮的創(chuàng)造者?！弊寣W生在“玩中學”會得到很多的樂趣，不僅開闊眼界，而且還促使學生為了解決問題而學習，這才是當下真正能達到“學生主體、教師主導”的學習方式。相信每一位教師和學生通過自己的努力，在創(chuàng)客教育中不斷實踐，定會學業(yè)有成，也會在創(chuàng)客教育的道路上越走越遠，越走越好！
參考文獻：
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更新時間：2018-01-05
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