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建立全国首个创客空间的学校他们怎么做创客教

发布时间:2020-12-21 10:30

  在2015年全国高考成绩中呈现上线录取分数稳中有升、拔尖人才走在前列、素质教育成绩喜人的三大特色(其中,自主招生高校入围146人,人数居全省第一)。

  通过自身的努力,温州中学在创客空间建设方面取得了不错的成效,是国内中小学创客空间中的佼佼者,应可成为后来者的榜样,其建设经验无疑值得总结和梳理。

  温州是我国的创客热土,温州中学是国内较早参与创客教育的学校之一,该校“课程、空间、活动”三位一体的创客教育实践研究因此获得了2016年省基础教育教学成果一等奖。

  为了调动全校教师参与的热情,学校先后开发了一系列具备“跨界”特点的选修课,形成了完整的创客课程群,包括“物联网和大数据实验”“指尖上的生物”“基于数字传感器的物理实验”等省市精品课程。据了解,该校的创客课程占了选修课程的1/4,平均每位学生都能学到其中一门。

  谢作如是温州中学信息技术教师,也是该校创客教育的带头人。谈起学校创客空间的成立,他说道:“学校在2013年成立了创客空间,在周一至周五的课余时间向所有学生开放,是学生在参与创客选修课学习后的动手实践基地。我们鼓励不同年级,不同班级的学生观察生活、发现问题,研究跨学科的综合性项目,并在学校的创客空间中得以实践来提升学生动手能力。”

  创客空间投入不到数万元,但“麻雀虽小,五脏俱全”,小型激光雕刻机、胸章制作机等一应俱全。小小的创客空间,承载了一批又一批小“创客”的科技创新之梦。这几年,在谢作如的指导下,学生们发明了很多作品,有睡眠质量监测仪,也有基于物联网平台的小鸡孵化实验室等,仅专利发明一项,学校每年就有数十项得到授权。这些时常出现在创客空间里的小“创客”们在一次次的创新实践中,激发了对科学探究的欲望,有的还因此形成了未来的职业规划。

  这几年,温州中学的创客活动丰富多彩,社团活动日、科技节,校外的创客嘉年华等,为学校的“创客”迷们提供了交流展示的机会。

  在2016年5月的社团活动日上,从智能手机的九宫格解锁中得到启发,高三学生陈盛和高二学生黄文豪合作,共同设计改进的手势门禁一经展出,同学们纷纷点赞。当天,学生们租用了美术教室玩起了年轻人喜爱的密室逃脱游戏,手势门禁作为密室通往成功之路的门锁,学生们用手轻轻触摸就能解锁开门,他们觉得新鲜又好奇。

  教育部教育装备研究与发展中心信息化教育装备处副处长梁森山曾评价说:“该校的创客教育,激发了学生的创造潜能,解决了传统教育的课程内容陈旧、与社会脱节及授课方式单一等诸多问题,更带动了整个学校课程体系的变革,值得在全国推广。”

  根据中学生的特点,他们的创客空间主要装备了如下空间资源(详见表1)。其中,Arduino作为创客课程的主要实施平台,配制的Arduino的数量可以适合大班学习;Raspberry Pi、Banana Pi、pcDuino等硬件平台,用于小组学习或教师演示;小型化、安全的木材、金属、塑料加工机械,方便学生从电子世界步入到物理世界;两台3D打印机和一台激光雕刻机满足了学生们的“造物”意愿,不间断地打印他们的精彩设计;两类工作台,一类具有稳定、坚固、防火的特点,用于焊接和放置3D打印机这类需放置震动的设备,另一类具有轻便、容易移动和拆卸的特点,便于改变创客控件的格局或者释放空间;最后,各种创客视频、书籍提供了一个自学的环境。

  目前,福建体彩网,温州中学创客空间有多位教师轮流值班,并安排了创客空间的骨干成员为志愿者,协助教师管理创客空间。创客空间平时仅对学生会员和Arduino相关选修课程的学生开放,以项目学习方式开展创作活动;此外,一周组织一次小规模的会员交流活动,一个月组织一次面向全校学生开放的展示活动,活动由各种讲演或WorkShop组成。

  创客教育是一种典型的跨学科教育,无对口专业师资的培养,而依赖单一的学科教师(如信息技术教师)必然力有不逮,因此,做好师资来源的组合工作是办好创客空间的要件之一。

  一是大学研究力量的加入。高校教育信息工程研究所的3位研究生正式加盟创客空间建设,执行校本课程的开发与教学、创客空间的管理与指导等工作,改变了初创时期仅有校内一位信息技术教师支撑的局面,使各项创客活动进入正规;2014年9月,又有某高校学科学教育专业(且具有科技馆实习的经验)的2位研究生加盟,同时新增2位年轻教师参与创客空间的建设,同一时期师资力量达7位之多。

  二是企业力量的加入。幸运地得到了国内经营开源硬件的某知名创客类公司的支持,在参与一些大型创客活动时派遣专业创客来校做演讲和WorkShop,并邀请创客空间成员参加每年一度的上海创客嘉年华展示活动,接受专业创客的现场指导。

  三是学生家长的参与。只要用心挖掘,总会有在计算机、电子、工程制造等相关专业工作的学生家长,这些具有丰富一线工作经验的家长,如果能参与到学校创客空间的建设中来,无疑是师资力量的有效补充。温州中学创客空间便幸运地找到了一位“最佳第六人”,这位家长在电子电焊方面特别有经验,因此成为创客空间的编外导师。这样的家长,恰是前文Harvey Singh指出的“有经验的劳动者/导师”。

  如,表2中的《Flaperon远程实验平台》是一个远程控制的跨学科实验系统,以其中的宠物饲养实验为例,除技术、工程、数学知识和技能的运用外,还特别涉及水的PH值等化学指标和水温等物理指标的测量和应用;又如《基于物联网技术的小鸡孵化实验》,涉及鸡蛋的生物特性和孵化装置的物理性能(如热量计算)。

  一是源于某学科课程教师布置的任务,学生在创客空间里面将其转化为一种创作任务。例如,某生物课老师布置作业,要求用实物模拟细胞分裂图。学生创客们很快发现,这个作业可以在创客空间里面利用草图大师和画图软件建立实物模型,再采用激光雕刻机把细胞分裂图刻在木板上,甚至做成别具一格的工艺品。

  二是参与“模拟经营”,化学生需求为创作项目。这是目前最具特色的一种拓展创客项目的渠道。在温州中学有学校官方组织的校园“模拟经营”活动,该活动每个学年举办一次,主要场地为食堂和教学楼的走廊,班级、社团、个人都可以公开售卖各种小件物品。创客空间的学生“主顾们”正是利用这种机会,将自己设计的一些小制作拿到“模拟经营”的活动场所中叫卖,例如3D打印的书签等作品、用激光雕刻机雕刻的小件艺术品(如写有座右铭的铅笔等)、利用胸章机手工制作的胸章等。一开始他们只是售卖预先制作好的物件,品种比较单一,但很快发现,由于所有这些物品都可以根据学生的个性需要定制,且成本低廉,通过同学圈和朋友圈的传播,越来越多的学生找到创客空间要求定制他们想要的个性化物品,品种也就越发丰富了。这样,对于创客空间的学生们来说,一学期一次的“模拟经营”被拓展为一种“新常态”,“主顾们”有了源源不断的源自真实需求的创作项目单子,发现了自己创造的价值,更加激发了创作热情,不断开发出新的创意和想法供学生“顾客”选择参考。

  三是源自某些“集团用户”的需求。学校社团之间或者班级活动的时候,因为活动的需要可能会产生一些创作需求,这种需求所转化的创作项目要相对“模拟经营”中的项目复杂一些。例如,舞蹈社团在迎新晚会上要表演节目,就和创客空间定制了一个作品,使用舵机带动一个大大的纸盒子左右摇摆,纸盒子上面用Led灯带摆出特定的造型;又如某个班级的节日晚会,需要设计一个新颖别致的抽奖机,于是有了表2中的《趣味抽奖机》。

  必须意识到,创客教育的活动形式与传统课堂教学的一个重要差别在于没有建制班级的概念,试图采用传统建制班级的方式实施创客教育有违开放共享的创客精神。因此,以课外兴趣小组的方式集中学生是一种比较好的方式。但是,创客教育的实践创新特质又使其超越了传统兴趣小组的学习方式。

  一是以项目形式开展学习,每个进入创客空间的学生都要主持或参与某个制作项目,有明确的目的和任务,如表2所列的作品都是以学生项目的方式实施的;二是学生来源的混合性特征非常明显,即同时在创客空间里面活动的学生成员可能是跨班级和跨年级的。不同班级和不同年级的学生可以在创客空间里面独立从事各自的项目,但更多的时候是相互观摩、头脑风暴和提供技术支持,例如一个项目可能需要用到3D打印,那么擅长3D打印的学生就会临时加到这个组里提供支持。而且,相当一部分的项目成员本身就具有混合性,例如表2中的《Flaperon远程实验平台》项目成员分别来自高三(2)、高二(11)、高二(10),《plaperon实验平台》的项目成员分别来自高三(2)、高二(11)。这种形式的混合,正是过往社团活动和课外兴趣小组所缺少的。

  当然,这种跨年级和跨班级的混合实践,其实现过程并非无本之木、天然产生的,而是有着先期工作的影响和支持。在本个案里面,有两项前期工作不容忽视:

  一是自2011年开始陆续开设了《S4A互动媒体技术》、《Arduino创意机器人》、《物联网和大数据实验》、《App inventor手机游戏编程》等选修课程(走班制),这几门课程与创客教育所需的技术基础直接相关,起到了很好的启蒙作用,先期培养了一批创意制作的爱好者,成为创客空间的主要成员来源;而这些课程均以选修课的方式开设,因而一开始就为跨班级的学生组合创造了基础。

  另外一个就是温州中学拥有百年的社团文化,其中的科技制作社是影响力较大的学生社团之一,汇集了数十位爱科技、“爱折腾”的学生,他们同时也是创客空间的主力;他们所从事的创作项目一开始都统一由科技社负责组织申请,减少了创客空间初创时人手不够的压力,之后随着创客空间各项工作进入正轨,项目组织的工作自然水到渠成转移到创客空间负责;但是,由于科技社的存在,在学生组织方面依然发挥着重要的作用,如果说选修课实现了跨班级的混合,那么科技社则很好的实现了跨班级和跨年级的双重混合,这种混合也是创客空间学生混合的重要基础。

  创客教育经费是影响学校建设创客空间的重要因素,是众多创客空间起步艰难的主要原因之一。温州中学创客空间之所以能够在短时间内快速发展,一个很重要的原因就在于领头人没有坐等学校的支持,而是积极行动,努力做到了建设经费来源的多样化。具体而言,除本校的场地和经费支持外,还主要得到了如下方面直接或间接提供的经费或设备支持:

  一是如前所述,得到了国内经营开源硬件的某知名创客类公司的支持,该公司不仅捐赠了3D打印机和一些学习套件,还邀请创客空间成员参加每年一度的上海创客嘉年华展示活动并承担相关费用。

  二是与高校的教育信息工程研究所开展合作研究,聘请空间领导者为客座研究员,不仅派送研究生到空间承担教育辅导工作,而且在起步阶段为空间购置设备提供了直接经费支持。

  三是创客空间开张之后,根据创作活动的需要,在得到学生家长认可的前提下,家长积极主动的为自己的孩子采购创作作品所需要的部分零配件,减轻了空间运转所需的经常性经费支出压力。

  四是能够获得周边学校的硬件支持。与温州中学同地区的另一所中学建设有创客空间,虽起步较晚,但部分设备比温州中学要更加精良,如他们拥有比温州中学更大型的雕刻机,可以雕刻体积更大的作品。由于两校创客空间建立了良好的互动关系,在温州中学设备出现故障或不能满足特定需要的情况下,可以到另一所中学借用相关器材。

  放弃美国旧金山的高薪职位到中国深圳创业,加拿大人劳伦斯的选择赢得了身边许多朋友的支持。

  那些基于物质需求和精神需求的理想创造,正在渗透向生活的各个领域。越是物质丰盈的时代,越离不开艺术的创造和精神的涵养。因此,实现优秀传统文化“创造性转化、创新性发展”,让我们的创新、创意滋哺伟大时代,是艺术“创客”们须臾不能偏离的原则。现代生活,需要时代的美学,需要人文的化育。

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  创客空间投入不到数万元,但“麻雀虽小,五脏俱全”,小型激光雕刻机、胸章制作机等一应俱全。小小的创客空间,承载了一批又一批小“创客”的科技创新之梦。