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知识普及

如何开展创客教育

来源:艾博德股份发布时间:2017-09-02

        创客教育能够有效填补传统课堂教学的不足,能够促进学生对知识的学习和应用,有利于学生实践能力和创新能力的培养。创客教育应依据各阶段学生的发展水平和主要特点,依据学校的实际情况开展,促进学生综合素养的提升,并从学习者向创造者转变。
 
        创新是一个民族的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,培养创新型人才是世界各国教育的重要任务。李克强总理曾经指出,让一代“创客”的奋斗形象伴随着中国经济的升级,成为创新中国、智慧经济的重要标识。刘延东副总理在第二次全国教育信息化工作电视电话会议上提出要“积极探索信息技术在创业大学、创客教育、微课堂等方面的应用,提升学生的信息素养和创新创业能力,促进学生全面发展。”创客教育与学生创新能力培养正在成为一个新兴课题。

艾博德创客教育
 
一、什么是创客、创客教育

 
        创客(Maker)是一类具有一定专门领域的知识储备和创新、实践和交流意识的人,他们出于自己的兴趣爱好,在一定的技术支持下将创意转变为现实。无论在哪个时代,在哪个国家,都不乏创客和创新精神。而在中国,从古代的四大发明到近代的农业技术革新,无不体现着人类的创造精神。
 
        创客教育是集创新教育、体验教育、项目学习等思想为一体,以“在创新中学习”为主要学习方式,以培养各类创新型人才为目标的新型教育模式。在学校教育的层面上,创客教育是一种不以比赛为目的、让每一位学生都能参与,具有学科融合性、实践性、创造性的学习活动。创客教育的重点不在于要让学生创造出什么,而是要让学生注重创新创造的方法,培养创新意识。
 
二、围绕不同阶段学生特点开展创客教育
 
1、不同学习阶段学生的主要特点
 
        发展心理学的相关研究表明:小学生的认知以具体运算为主,到了小学高年级开始由具体运算向形式运算过渡,从小学三年级开始出现学习兴趣的分化。由此可见,小学生的思维水平以具体形象思维为主,只能在直观观察的基础上,解决较简单的问题。他们在学习过程中不易集中注意力,对学习的外部活动更感兴趣,随着年龄的增长,问题解决能力逐渐提高。小学生对一切事物都充满好奇心,对科学容易产生兴趣,喜欢在具体活动过程中探究新鲜事物。在数字化知识或技能的学习上,小学生对录像和图片等数字资源有较高的需求或依赖性。
 
        初中阶段的学生逐步形成了抽象逻辑思维能力,具备了一定的解决信息加工类问题的能力,对于科学相关知识的核心概念有一定的学习和理解能力,能够运用科学知识表述、解释并探究实际生活问题。高中生的抽象逻辑思维逐渐趋于成熟,职业偏好初步形成,在这一阶段要着重培养其批判性思维和分析性思维。在学习了生物、物理、历史等自然和社会科学之后,高中生形成了对客观世界的初步认识,能够开展科学探究并提出解决问题的方法。此外,他们的数字化学习能力较强,能够灵活运用多媒体资源加工和表达相关信息。

2、根据学生特点开展创客教育实践
 
        不同教育阶段的学生在认知发展和科学素养方面的差别,决定了他们的学习方式不同,也决定了创客教育方式的不同。
 
        小学创客教育主要是通过游戏化和体验化的方式来开展,要以“玩中学”为主。“玩中学”强调让学生在玩耍的过程中自然地获取基本知识和技能,并对社会规则产生初步认识和理解。儿童在玩耍的过程中能够学会自我控制,获得相关知识,发展合作等社会化行为,并将学习和游戏两者自然地结合起来。
 
        例如,在室内摆放绿植,可以让环境显得生气勃勃,但常常不是被浇多了水“淹死”,就是被忘记浇水“旱死”。那么就可以让学生制作一个智能浇水的设备,通过创客教师的指导,购买Arduino主控器、土壤湿度传感器、继电器、直流水泵等必备模块,设计了一套智能浇水的程序,当土壤湿度低于某个数值的时候自动浇水,当土壤湿度达到某个数值的时候自动停止浇水,这样就实现了智能浇水。学生就在玩中发现问题,学着解决问题,最终体验到成功的快乐。
 
        初中阶段的创客教育,要求教师为学生设计相关的教学活动,引导学生在实际动手过程中进行探究式学习,促进他们在“做中学”。“ 做中學”强调教育应该面向社会和学生个人生活的实际应用,使他们运用所学知识思考问题并解决问题,且能够在不同情境中解决类似问题,教师可以开展相关的手工艺活动和科学探究活动,如绘画、构建模型等。“做中学”有具体时限,并包括反思性观察、思考和验证的循环,其模式可以认为是学生通过观察、提问、假设、动手、表达、交流等活动,在体验探究的过程中学习基础知识,发展思维和探究能力。
 
        例如,学校开设机器人兴趣实验社团,教师首先向学生介绍一些基础性知识、编程环境搭建和编程的典型思路与方法,然后就放手让学生自己去发挥和实践。从结构搭建开始,到编程程序下载,再到试运行等,都要让学生自己动手,自行实践,这样既锻炼了学生动手操作能力和逻辑思维能力,也能够增强学生的信心,实现更好的学习效果。
 
        而高中阶段的创客教育是基于问题和设计的学习,需要教师为学生创设相关的真实情境,使高中生在“思中学”,即在真实的工作场所中学习相关知识。高中阶段以书本为中心的课堂教学已经难以满足学生的需求,高中生的学习方式更应侧重于面向真实的问题和情境。
 
        例如,“制作基于物联网技术的小鸡孵化实验”的学生创客项目。该项目要求学生在实验前对小鸡孵化条件进行调查与了解,包括小鸡孵化时的温湿度要求、孵化期间照蛋和出壳的操作要点、雏鸡的处理等。学生需要在真实的情境下思考、判断和解决问题。如设计恒温箱时,对加热设备的选择,可以有白炽灯、PTC加热片或220V电暖气等多种方案。学生需要根据所学的物理知识分析三种方案的可行性,并不断尝试直至最终确定一种合适的方案。在硬件配备完成以后,可根据实际需求进行程序编写,如使用LCD显示恒温箱的温度,使用继电器模块以及温度传感器自动控制迷你电暖气的开关状态,甚至于借助Yeelink这样的物联网平台,将相关温湿度上传,方便学生周末在家对恒温箱的温湿度等状态进行实时观察。在整个项目实施过程中,学生根据实际需要主动思考,通过各种方式习得相关知识并将其应用于项目中,在“思中学”,在“做中学”,才是真正意义上的自主学习和深度学习。

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