朱廣樑

【摘 要】創(chuàng)客教育是實(shí)現(xiàn)信息化融合創(chuàng)新的重要途徑。它既是實(shí)現(xiàn)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)“現(xiàn)實(shí)的、具有探索性的活動(dòng)”的有效途徑，又是促使教學(xué)方式變革的“潤滑劑”和“催化劑”，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)也是凸顯“創(chuàng)客教育”中育人屬性的良好載體。在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，“創(chuàng)客教育”存在關(guān)注“創(chuàng)造”忽視“育人”的兩張皮現(xiàn)象。由此，本文從創(chuàng)客教育空間的建設(shè)，創(chuàng)客設(shè)備的選擇，創(chuàng)客教育與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融合的知識點(diǎn)的梳理，主題教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)等四個(gè)方面入手，提出解決以上問題的途徑與方法，使之實(shí)現(xiàn)立德樹人，五育并舉的目的。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客教育;數(shù)學(xué)教學(xué);融合創(chuàng)新;育人

【中圖分類號】G434? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）012-069-03.

從2018年2月起，黨中央國務(wù)院先后印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》《中國教育現(xiàn)代化2035》等綱領(lǐng)性文件中，創(chuàng)客教育日益成為教學(xué)改革的潮流。對于數(shù)學(xué)課堂來說，“創(chuàng)客教育”既是實(shí)現(xiàn)在數(shù)學(xué)課堂中創(chuàng)設(shè)“現(xiàn)實(shí)的、具有探索性的數(shù)學(xué)活動(dòng)”的有效途徑，又是促使教學(xué)方式變革的“潤滑劑”和“催化劑”。

然而，傳統(tǒng)教學(xué)空間和教學(xué)設(shè)備與創(chuàng)客教育缺乏兼容性，制約創(chuàng)客教育與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的融合創(chuàng)新。教師對創(chuàng)客教育的認(rèn)識理解不深，常常聚焦于“創(chuàng)客”的制造結(jié)果，忽視其作為“育人”的過程功能。筆者從空間重構(gòu)、設(shè)備選擇、梳理融合知識點(diǎn)、主題教學(xué)設(shè)計(jì)四個(gè)方面，進(jìn)行“創(chuàng)客教育”理念下小學(xué)課堂教學(xué)融合創(chuàng)新的實(shí)踐，取得了良好的效果。

建設(shè)輕創(chuàng)客空間，促使創(chuàng)客教育理念融合到常態(tài)課堂

現(xiàn)有的創(chuàng)客空間由于只關(guān)注硬件，忽視課程內(nèi)容和資源的建設(shè)，很多成為學(xué)?！熬包c(diǎn)”。要使創(chuàng)客教育融合到數(shù)學(xué)教學(xué)的常態(tài)課堂中，必須把創(chuàng)客空間建設(shè)到每一個(gè)教室里。按照“學(xué)習(xí)→探究→互動(dòng)→展示”的功能，進(jìn)行規(guī)劃布局，通過設(shè)定“主動(dòng)學(xué)習(xí)區(qū)”“個(gè)性學(xué)習(xí)區(qū)”“探究學(xué)習(xí)區(qū)”“非正式學(xué)習(xí)區(qū)”等功能分區(qū)，教師可以根據(jù)教學(xué)的需求，把創(chuàng)客教育的設(shè)備聚合到常規(guī)教室里。

選擇素材化裝備，有利于小學(xué)學(xué)科課堂教學(xué)整合

適切的設(shè)備選擇是創(chuàng)客教育有效融合到數(shù)學(xué)教學(xué)常態(tài)課堂的關(guān)鍵。為了解決小學(xué)生知識起點(diǎn)不高，動(dòng)手能力不強(qiáng)，操作經(jīng)驗(yàn)不足，注意力不能長時(shí)間專注等特點(diǎn)，學(xué)?？梢砸浴皟砷L兩短能融合”的原則，選擇合適的創(chuàng)客教育創(chuàng)新融合設(shè)備。即一是由教師根據(jù)特長選擇;二是能滿足學(xué)生長時(shí)間重復(fù)使用;三是學(xué)生制作作品周期短;四是學(xué)習(xí)設(shè)備功能周期短;五是能較好地與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)融合。

基于以上原則，筆者對于創(chuàng)客教育設(shè)備的選擇如下。

編程類：使用Arduino開源軟硬件、Scratch編程與機(jī)器人、Sphero機(jī)器人。

智造類：3D打印設(shè)備（3D打印筆為主，3D打印機(jī)為輔）。

平板類：iPad。

科組集體備課，構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)融合教學(xué)模式

創(chuàng)客教育與常態(tài)課堂教學(xué)融合，必須梳理和了解小學(xué)學(xué)科在不同學(xué)段的知識點(diǎn)。小學(xué)高年段中有關(guān)立體圖形的教學(xué)與創(chuàng)客中的“3D打印”技術(shù)有著非常緊密的聯(lián)系，我們可以根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)整理出《數(shù)學(xué)》（五六年級下冊）中能與“3D打印”技術(shù)融合的知識點(diǎn)，使融合教學(xué)精準(zhǔn)發(fā)力。

1.五年級下冊《觀察物體（三）》

知識點(diǎn)：要從三個(gè)不同的角度觀察物體，才能確定物體的具體形狀。

融入策略：

（1）借助3Done軟件中的圖形，避免準(zhǔn)備大量學(xué)具的麻煩。

（2）借助3Done軟件中的堆疊圖形功能，學(xué)生能通過旋轉(zhuǎn)軟件的畫面，可以很直觀觀察到添加或減少正方體的情況，從而更好地建構(gòu)“必須從三個(gè)不同方向觀察才能確定立體圖形的形狀”這一知識。

2.五年級下冊《長正方體》

知識點(diǎn)：長正方體的特征。

融入策略：

（1）利用3Done軟件進(jìn)行建模，避免制作實(shí)體模型需要準(zhǔn)備材料的繁雜。

（2）借助3Done軟件中的基本實(shí)體，學(xué)生能通過旋轉(zhuǎn)畫面，直觀、清晰地觀察到長、正方體頂點(diǎn)、棱以及面的情況，從而初步學(xué)會(huì)看立體圖形的方法，熟知長、正方體的各個(gè)特征。

3.五年級下冊《長方體表面積》

知識點(diǎn)：長方體表面積。

融入策略：

（1）利用3Done軟件中的圖形，通過旋轉(zhuǎn)觀察長、正方體的各個(gè)表面，感受、理解長、正方體的表面積定義。

（2）借助3Done軟件中的基本實(shí)體功能，精確設(shè)定長、正方體的長、寬、高數(shù)據(jù)，通過旋轉(zhuǎn)畫面觀察長、正方體的不同表面，計(jì)算、推理出長、正方體的表面積計(jì)算公式。

4.六年級下冊《圓柱和圓錐》《圓錐特征》

知識點(diǎn)：圓柱特征、圓錐特征。

融入策略：

借助3Done軟件中的基本實(shí)體功能，學(xué)生可以通過旋轉(zhuǎn)界面，從不同角度觀察圓柱、圓錐，掌握圓柱、圓錐的特征，與此同時(shí)，通過精確設(shè)定圓柱、圓錐半徑、長度數(shù)據(jù)，了解圓柱、圓錐各部分的名稱，掌握測量圓錐高的方法。

在對知識點(diǎn)進(jìn)行整合的基礎(chǔ)上，以杜威“做中學(xué)”的教育理念融合CDIO（近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO代表構(gòu)思Conceive、設(shè)計(jì)Design、實(shí)現(xiàn)Implement和運(yùn)作Operate）的設(shè)計(jì)理念，提煉出“3D打印”與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)融合的教學(xué)模式。杜威強(qiáng)調(diào)，教育不僅要學(xué)生掌握知識，更重要的是在實(shí)際操作中領(lǐng)會(huì)知識的含義，他的“做中學(xué)”主要步驟是“五步”：“真實(shí)情境—發(fā)現(xiàn)問題—尋找資源—提出假設(shè)—檢驗(yàn)想法”。這五步與CDIO的設(shè)計(jì)理念是一致的。尤其是數(shù)學(xué)的復(fù)習(xí)課，根據(jù)實(shí)際的需求，綜合地運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的知識解決問題，更容易幫助學(xué)生建構(gòu)一個(gè)知識的整體感，建立一種大數(shù)學(xué)觀。

因此，我們總結(jié)出基于CDIO工程教育理念的3D打印與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的教學(xué)模式（見圖1）。

在這個(gè)教學(xué)模式中，教師以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的形式開展教學(xué)，學(xué)生的系統(tǒng)思維和綜合思維被重視，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)充滿了探究性、創(chuàng)造性及開放性。

主題教學(xué)活動(dòng)，落實(shí)創(chuàng)客教育與小學(xué)學(xué)科教學(xué)融合

創(chuàng)客教育和數(shù)學(xué)教學(xué)融合的落實(shí)，要通過主題教學(xué)活動(dòng)的方式來實(shí)現(xiàn)。以《數(shù)學(xué)》六年級幾何圖形總復(fù)習(xí)的主題教學(xué)為例（見圖2），筆者設(shè)計(jì)了“為學(xué)弟學(xué)妹做學(xué)具”的主題教學(xué)活動(dòng)。通過“真實(shí)情境—發(fā)現(xiàn)問題—尋找資源—提出假設(shè)—檢驗(yàn)想法”五個(gè)步驟，調(diào)查四五年級學(xué)弟學(xué)妹對幾何圖形學(xué)具的需求，設(shè)計(jì)學(xué)具的形狀、數(shù)量和顏色，綜合運(yùn)用知識借助“3D打印”解決問題，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)知識的整體性和體系性。

自2017年開展創(chuàng)客教育與學(xué)科教學(xué)融合的實(shí)踐以來，我校師生通過各類課題研究、教學(xué)課例、430課程等形式積極參與到創(chuàng)客教育融合創(chuàng)新的實(shí)踐中。除了上述“為學(xué)弟學(xué)妹做學(xué)具”的數(shù)學(xué)學(xué)科主題活動(dòng)以外，還有融合長正方形周長知識的“數(shù)學(xué)+編程主題教學(xué)”——“循環(huán)指令的應(yīng)用”以及數(shù)學(xué)、美術(shù)與創(chuàng)客融合的STEAM課——“走進(jìn)沙面‘露德圣母堂”等。由學(xué)生組建的創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)分別在2018年和2020年獲得了廣東省中小學(xué)生創(chuàng)客大賽一等獎(jiǎng)和廣東省機(jī)器人創(chuàng)意大賽一等獎(jiǎng)的好成績。

參考文獻(xiàn)

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