戴新菊 包思慧 何珍珍

課程概述

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，我校在2016年創(chuàng)建了創(chuàng)客空間工作室，開設(shè)了創(chuàng)客課程。在剛開始的一段時間里，我們的課程始終停留在創(chuàng)客準(zhǔn)備課程階段。為了讓學(xué)生能通過創(chuàng)客課程創(chuàng)作出真正意義上的創(chuàng)客類作品，我們對創(chuàng)客課程進(jìn)行了調(diào)整，形成了新的《創(chuàng)意智造》創(chuàng)客課程。課程由我們?nèi)唤處熀蛯W(xué)校信息中心的陳細(xì)鵬、楊霞老師共同承擔(dān)，實施過程中也獲得了其他學(xué)科教師的幫助。

1.課程特色

（1）課程時間長，面向?qū)ο髲V，分階段開展

創(chuàng)客課程面對的是全校兩個年級的學(xué)生，分三個階段有針對性地進(jìn)行開展。

第一階段：先修課程。這一階段重在向?qū)W生普及創(chuàng)客教育理念，并分子課程進(jìn)行基礎(chǔ)性教學(xué)，為第二階段的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

第二階段：創(chuàng)客課程。這是整個課程最核心的部分，我們安排在高一下學(xué)期實施。經(jīng)過第一階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備一定的動手能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的整合性和創(chuàng)造性，本階段以創(chuàng)客教育理念為指導(dǎo)，以項目式教學(xué)為主要手段，強調(diào)學(xué)生綜合性“創(chuàng)”“智”能力。

第三階段：整合課程。我們以“創(chuàng)”“智”為終極目標(biāo)，師生雙向選擇，融合STEAM教育，力求完成“創(chuàng)”“智”終極項目。這一階段我們對學(xué)生的要求相對較高，而且我校高二不再開設(shè)信息技術(shù)課，因此，這一階段的課程放在每周三的校本課程時間去開展，只針對參與校本課程學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行。

（2）四個關(guān)鍵詞貫穿課程全過程

第一個關(guān)鍵詞：項目教學(xué)。我們以小組為單位開展項目式學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，讓學(xué)生在項目中體會創(chuàng)客過程，收獲學(xué)習(xí)成就感和學(xué)習(xí)快樂。從項目的開始到項目結(jié)題都以學(xué)生為主體，教師處于輔助地位。

第二個關(guān)鍵詞：以學(xué)定教。在項目式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生實操制作本組創(chuàng)客作品，教師對各組進(jìn)行個性化指導(dǎo)。教師根據(jù)學(xué)生在實操過程中碰到的難題，結(jié)合每組學(xué)生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結(jié)出共性知識點，在全班范圍內(nèi)講解由學(xué)生生成的知識，并針對個性化知識進(jìn)行一對一指導(dǎo)。

第三個關(guān)鍵詞：走班教學(xué)。我們引導(dǎo)學(xué)生選擇自己喜歡的課程，實施走班教學(xué)，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，豐富我們的課程結(jié)構(gòu)。由于高一年級9個班同時走班選課難度太大，我們實施了非完全走班策略，即1、2班同時選課走班，3、4班同時選課走班，5、6班同時選課走班，7、8班同時選課走班，9班單獨走班，如圖1所示。

第四個關(guān)鍵詞：智能制造。我們鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“智”“造”活動，培養(yǎng)學(xué)生獨立的創(chuàng)造思維與解決問題的綜合能力。

2.設(shè)計思路

設(shè)計思路如圖2所示。

課程實施方案

1.創(chuàng)客課程準(zhǔn)備

2017年，我校根據(jù)之前的經(jīng)驗形成創(chuàng)客準(zhǔn)備課程——《3D建模與打印》《算法與編程及開源硬件初步》《手機App》《工業(yè)藝術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)》，并在全校范圍內(nèi)開設(shè)。每門主題課程實施時間約1個月，學(xué)生固定在行政班級，主題課程由主持研發(fā)的教師走班授課。經(jīng)過2年的打磨完善，我校創(chuàng)客準(zhǔn)備課程越來越全面，越來越系統(tǒng)，越來越成熟。

2018年，我們開發(fā)出3門創(chuàng)意智造課程，分別為《開源硬件與機器人編程》《3D設(shè)計與打印》《App Inventor移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)》。高一年級下學(xué)期我們利用2節(jié)連堂的信息技術(shù)課，讓學(xué)生根據(jù)興趣愛好和自身特點進(jìn)行選修走班上課，課程以3個項目活動為承載。

2.高一年級課程實施形式

高一年級下學(xué)期以選修走班項目式學(xué)習(xí)為主，通過3個遞進(jìn)的項目把高一下學(xué)期的學(xué)習(xí)時間分成3段，每個項目持續(xù)約1個月。

項目以教師主持的2節(jié)課的“選題定題會”開啟。學(xué)生6～8人一組，在教師限定的范圍內(nèi)選題，如自擬選題范圍要經(jīng)過教師審核后方可通過。學(xué)生通過上網(wǎng)查閱資料、查閱書籍并在小組內(nèi)充分討論，根據(jù)實際條件確定具體要設(shè)計制作的作品。然后，學(xué)生分析作品應(yīng)具有的功能，為實現(xiàn)這些功能需要用到哪些軟硬件、材料及替代材料、工具，還需要學(xué)習(xí)哪些知識，如何進(jìn)行人員分工等，之后生成“項目需求清單”。每組選題論證依據(jù)要科學(xué)充分，然后在全班范圍內(nèi)分享交流并做簡單答辯，其他組成員對其選題提出疑問或者給出改進(jìn)意見或建議，最后結(jié)合其他組和教師點評進(jìn)行改進(jìn)完善，并形成定稿。

項目確定后，小組根據(jù)人員分工用3周6節(jié)課時間實操制作本組作品，教師對各組進(jìn)行個性化指導(dǎo)。如果時間不夠用，學(xué)生需要自己找時間完成作品。教師根據(jù)學(xué)生在實操過程中碰到的難題，結(jié)合每組學(xué)生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結(jié)出共性知識點，定期在全班范圍內(nèi)講解由學(xué)生生成的知識，并讓學(xué)生相互分享經(jīng)驗總結(jié)，借鑒學(xué)習(xí)，在后續(xù)的制作中完善本組作品。針對個性化知識教師進(jìn)行一對一指導(dǎo)，如果碰到其他學(xué)科性問題則向其他學(xué)科教師請教。

項目第三階段為用時2節(jié)課的“產(chǎn)品發(fā)布會”。2名學(xué)生主持人在教師的指導(dǎo)下，自導(dǎo)自演一場產(chǎn)品發(fā)布會。各組組員向其他組介紹展示本組作品并做過程性匯報?！爱a(chǎn)品發(fā)布會”的評價方式有兩種，一種是各課程開發(fā)教師的點評，一種是小組之間的互評。教師點評和學(xué)生互評都通過問卷星進(jìn)行。

項目2是對項目1的遞進(jìn)式改善擴展和延伸，或者重新選題，具體開展過程同項目1。項目3是對項目2的遞進(jìn)式改善擴展和延伸，或者重新選題，具體開展過程同項目1和2。我們希望項目3完成時，學(xué)生能夠把4門創(chuàng)客準(zhǔn)備課程的知識融會貫通，并把知識融合到我們的創(chuàng)客活動中去，輔助創(chuàng)新創(chuàng)意的實現(xiàn)。

3.高二年級課程實施形式

在高二年級，學(xué)生選修全校范圍的創(chuàng)意智造校本課程。本課程學(xué)生名額較少，需要通過教師的考核后方能進(jìn)入本課程學(xué)習(xí)。武漢市每年都有創(chuàng)客直通車活動，我們將借助這個平臺，為學(xué)生提供一次展示其作品的機會。校本課程的要求較高，學(xué)生要結(jié)合多學(xué)科知識設(shè)計作品，并要求制作產(chǎn)品論證文檔和產(chǎn)品說明書，然后生成一個較復(fù)雜、規(guī)模較大的智能創(chuàng)意作品。

產(chǎn)品制作完成并通過測試后，就要對本次項目活動進(jìn)行總結(jié)提升，并生成舞臺劇，接下來在全校范圍內(nèi)匯報演出，最后推到武漢市創(chuàng)客直通車活動中。

4.課程評價

合理的課程評價不但會為學(xué)生的學(xué)習(xí)指出努力的方向，也會在一定程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。因此，我們制定了評價量表（如下表所示）。

課程實施效果

學(xué)生的最終作品是我們整個課程效果最直觀的體現(xiàn)。經(jīng)過一年半時間創(chuàng)客課程的實施，我校學(xué)生制作了一大批優(yōu)秀創(chuàng)意作品。以下是部分作品的展示。

1.高一下學(xué)期學(xué)生作品

（1）多功能茶幾

基于節(jié)能環(huán)保、智能家居思想，改造茶幾，充分利用茶幾空間，發(fā)揮功效，為生活提供更大的便利，提升生活質(zhì)量。茶幾主要由桌面、茶幾內(nèi)部、底座三部分構(gòu)成：桌面布置有太陽能板，為內(nèi)部裝置供電；茶幾內(nèi)部裝有Arduino主板，配有光線、濕度傳感器和高頻振動驅(qū)動馬達(dá)，實現(xiàn)自動采光、照明、加熱、空氣凈化和加濕等功能；茶幾的底部裝有四輪驅(qū)動的底座，通過手機發(fā)送指令可以控制茶幾前后左右移動。

（2）分揀回收機器人

針對學(xué)生隨手丟垃圾及不能正確將垃圾分類等問題設(shè)計了分揀垃圾機器人。垃圾桶的頭部由合金做成，外面覆蓋太陽能電池板，用來吸收光能并轉(zhuǎn)化為自身所需的電能。前面的攝像頭就是它的眼睛，用來搜索垃圾。檢測到垃圾后，機器人底部驅(qū)動輪帶動機器人移動到垃圾所在地，“左臂”夾取大的垃圾，“右臂”吸起碎小的垃圾。垃圾桶的內(nèi)部上半部分是一個漏斗狀的東西，進(jìn)而進(jìn)入三個分類垃圾桶。

（3）生活之光綠色智能休息系統(tǒng)

本系統(tǒng)的設(shè)計基于兩個出發(fā)點，一是不能及時關(guān)閉電源導(dǎo)致能源浪費，二是培養(yǎng)健康規(guī)律的作息時間。本系統(tǒng)的具體功能有：①使用者回家跨進(jìn)入戶門，紅外線避障儀檢測到環(huán)境信息，燈光全部點亮，除客廳燈外，其他燈全部為最低亮度。②紅外線避障儀檢測到使用者離開房間，如果使用者在自定義的時間間隔內(nèi)未進(jìn)房間，房間的燈會變?yōu)樽畎怠Ｈ绻谠O(shè)定的時間間隔內(nèi)回來，客廳的燈將在自定義時間間隔后變暗。（中間設(shè)定時間間隔是為了保證使用者從房間出來去客廳倒水或上洗手間時燈光不熄滅）③如果使用者上床休息，就會觸碰床上的壓力傳感器，燈光會在一分鐘內(nèi)熄滅。④時間到達(dá)使用者設(shè)置的最晚休息時間后，全部燈自動熄滅。

2.高二上學(xué)期學(xué)生作品

為了參加武漢市創(chuàng)客直通車活動，學(xué)生以獻(xiàn)禮國慶為主題，設(shè)計了德魯伊機器人。機器人高1.1米，能靈活地旋轉(zhuǎn)、行走，并通過化學(xué)試劑讓白色的卷軸出現(xiàn)粉色漢字“光谷情，中國心”。更特別的是，該組成員用舞臺劇的形式還原了創(chuàng)客過程的酸、甜、苦、辣，在活動現(xiàn)場獲得了好評。

總體來說，高一年級學(xué)生的作品有創(chuàng)意，但作品相對簡單，實用性略微欠缺。通過一年時間的學(xué)習(xí)，高二年級的作品從技術(shù)性、藝術(shù)性、實用性和科學(xué)性方面都有了質(zhì)的提升，展示呈現(xiàn)的方式也有了明顯提升。學(xué)生的優(yōu)秀作品參加了各類比賽，并獲得了理想的成績。參賽獲獎決不是我們開展創(chuàng)客課程的目的，我們更期待提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，能收獲感悟和體會。因此，每次項目結(jié)束，我們都鼓勵學(xué)生總結(jié)心得感悟，并形成文字材料。學(xué)有余力的學(xué)生還可以以此為基礎(chǔ)，嘗試完成研究性的學(xué)術(shù)論文。部分小組還完成了技術(shù)類文檔和研究類文檔，如《生活之光智能休息系統(tǒng)的設(shè)計說明報告》《馬航MH370大數(shù)據(jù)分析》《光伏發(fā)電的可監(jiān)控系統(tǒng)》。雖然學(xué)生的論文內(nèi)容尚顯稚嫩，但他們在思考總結(jié)的過程中習(xí)得了基本的研究方法，掌握了調(diào)查研究的能力。學(xué)生從被動接受到主動思考，進(jìn)而改變創(chuàng)造，這便是我們課程教學(xué)效果的體現(xiàn)。

點 評

學(xué)校開展創(chuàng)客與STEAM活動往往遇到學(xué)生準(zhǔn)備知識和能力不足的難題，要么把創(chuàng)客活動異化為原有的信息技術(shù)或通用技術(shù)課程的常規(guī)教學(xué)活動，要么就在學(xué)生準(zhǔn)備不足的情況下開展項目學(xué)習(xí)。兩種情況都偏離了創(chuàng)客與STEAM綜合應(yīng)用已學(xué)知識開展有創(chuàng)意的項目學(xué)習(xí)活動的宗旨。武漢光谷二中的教師們在創(chuàng)客與STEAM課程設(shè)計中成功地破解了這一難題，他們課程設(shè)計的思路如下。

第一，教師根據(jù)學(xué)生在實操過程中碰到的難題，結(jié)合每組學(xué)生“項目需求清單”上的知識盲點，提煉總結(jié)出共性知識點，創(chuàng)建創(chuàng)客準(zhǔn)備課程，包括《3D建模與打印》《算法與編程及開源硬件初步》《手機App》《工業(yè)藝術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)》等主題課程模塊。每個主題課程模塊實施時間約1個月，學(xué)生固定在行政班級，主題課程由主持研發(fā)的教師走班授課。經(jīng)過2年的打磨完善，創(chuàng)客準(zhǔn)備課程已日趨成熟和系統(tǒng)化。創(chuàng)客準(zhǔn)備課程實際上是基于STEAM課程理念用主題而不是知識點重組和拓展信息技術(shù)課程和通用技術(shù)課程內(nèi)容，是基于核心素養(yǎng)的新一輪課程改革理念的成功的探索實踐。

第二，開發(fā)基于項目學(xué)習(xí)的創(chuàng)客課程。武漢光谷二中創(chuàng)客課程的一個鮮明特點是讓學(xué)生設(shè)計項目學(xué)習(xí)時分析要創(chuàng)建的作品應(yīng)具有的功能，為實現(xiàn)這些功能需要用到哪些軟硬件、材料及替代材料、工具，還需要學(xué)習(xí)哪些知識，如何進(jìn)行人員分工等，生成了“項目需求清單”，并以此為主線，貫穿于項目設(shè)計、實施和評價的全過程。課程實施以選修走班項目式學(xué)習(xí)為主，通過3個遞進(jìn)的項目把高一年級下學(xué)期學(xué)習(xí)時間分成3段，每個項目持續(xù)約1個月。

第三，開發(fā)創(chuàng)意智造校本課程。借助武漢市創(chuàng)客直通車平臺，武漢光谷二中結(jié)合多學(xué)科知識設(shè)計作品，并要求制作產(chǎn)品論證文檔和產(chǎn)品說明書，然后生成一個較復(fù)雜、規(guī)模較大的智能創(chuàng)意作品。

從來自教學(xué)一線的“草根”實踐開始，不局限于傳統(tǒng)的就事論事的經(jīng)驗總結(jié)，而是提煉成創(chuàng)客課程開發(fā)的從設(shè)計、實施到評價的規(guī)范流程，并付之于在全校范圍的實施，探索出了創(chuàng)客教育可持續(xù)發(fā)展的新路徑，這就是武漢光谷二中案例給我們的啟示。