廣東省江門市新會尚雅學校 朱文華
以往的課程標準是以學科內(nèi)容為主旨構(gòu)建的,圍繞部分內(nèi)容的科學性和完備性編撰,以學科思路和邏輯為主要展現(xiàn)方式。學科之間的分界明顯、聯(lián)系較弱,并且一些復雜的生活問題被抽象為符合某一學科教學的簡單問題。近年來,國際上的跨學科融合成為課程和教學改革的趨勢,如科學、藝術(shù)、社會等課程。加強學科的融合是為了整合學生碎片化的知識結(jié)構(gòu),增強學生腦海中不同科學知識間的聯(lián)系,學會綜合運用所學的學科知識解決復雜的現(xiàn)實問題,這也正是用核心素養(yǎng)指導課程內(nèi)容標準編排的目的。學校在生本智慧課堂中開展了多門創(chuàng)客課程,其中“夢想與速度創(chuàng)客室”(汽車模型)是STEAM教育和創(chuàng)客教育初步整合的體現(xiàn);我校的“夢想與速度創(chuàng)客室”通過每周的社團活動和選修課培養(yǎng)學生動手設計能力,使這些孩子在廣東省科技創(chuàng)新大賽、“小小科學家”市級、省級、區(qū)級比賽中都取得了優(yōu)異的成績。
創(chuàng)客教學學生自身倡導開發(fā)的創(chuàng)意,并通過軟硬件將創(chuàng)意以具體物品的形式展現(xiàn)出來,如用3D One設計出3D模型然后再3D打印出來、利用Arduino編程制作出電子物件等,創(chuàng)客教育重點在于將想法進行“實踐創(chuàng)造”。
創(chuàng)客活動需要STEAM教育提供知識理論基礎(chǔ),如模型零部件設計,就需要了解相應的工程學、數(shù)學、藝術(shù)學等方面的相關(guān)知識,從而提高模型的美觀。而創(chuàng)客實踐則是STEAM教育的最終目的,知識體系只有通過實物創(chuàng)造才能發(fā)揮作用,甚至是商業(yè)化,聯(lián)結(jié)教育與商業(yè)。
隨著3D創(chuàng)意打印被引入各大中小學課堂中,許多學校在創(chuàng)客室方案的規(guī)劃里,也會把硬件設備,如3D打印機納入其中,讓整個實驗室看起來更“高大上”。但僅僅只考慮到硬件,離創(chuàng)客實驗室創(chuàng)建的初衷還有很大的距離——創(chuàng)客教育的本質(zhì)在于引導學生享受創(chuàng)造的過程,從而培養(yǎng)一種可持續(xù)的創(chuàng)新思維習慣,而學校建立創(chuàng)客實驗室的目的,也是希望提供更完善的環(huán)境來踐行創(chuàng)客教育。因此,學校在籌備創(chuàng)客室時要多方面考慮,即有初步入門,也要有等級提升,只有這樣才能發(fā)揮創(chuàng)客教育的真正價值。個中困難有的與教育有關(guān),有的與社會環(huán)境有關(guān),有的與自身有關(guān),而創(chuàng)客運動正是要打破這種困境,使得孕育杰客的環(huán)境更好一些,杰客的區(qū)域分布更均衡一些、最重要的是,我們不希望僅僅是像選秀節(jié)目那樣,只是帶有娛樂性質(zhì)的表演,我們希望這些杰客融入產(chǎn)業(yè)界,成為真正改變世界的人。
3D創(chuàng)意設計不僅為3D打印提供模型,它與其他創(chuàng)客教育活動也緊密相關(guān)——作為創(chuàng)意捕捉與生成的核心,能夠為其他創(chuàng)客教育活動提供更具個人特色和創(chuàng)新精神的內(nèi)容。因此,3D創(chuàng)意設計是校園創(chuàng)客實驗室里一個必不可缺的重要環(huán)節(jié)。
學校創(chuàng)客室從基礎(chǔ)開始,先是以普通模塊進行拼湊,再進行3D模塊學習,讓學生由基礎(chǔ)開始學習,構(gòu)思模型,先懂得拼湊,再懂得制作,再到設計局部的結(jié)構(gòu)、工藝等,進行初步實體形態(tài)的制作。在設計過程中應將設計構(gòu)思用立體模型簡單抽象地表現(xiàn)出來,快速立體地表現(xiàn)出作品的曲面、大小、比例等,有利于持續(xù)保持設計思維的鮮活性,從而達到對學生的培養(yǎng)。
在每次的模型課講授前教師會使用Pad的教師端布置課前作業(yè),例如,使用NOBOOK物理虛擬實驗進行一些動力學的實驗探究,在NOBOOK虛擬實驗室中,學生既可以在虛擬實驗臺上動手操作,又可自主設計實驗,有利于培養(yǎng)其操作能力、分析診斷能力、設計能力和創(chuàng)新意識。雖然只是簡單的實驗,但是其在創(chuàng)客模型教育中起著非常重要的作用,學生通過預習,可以知道模型中各零部件的組合和作用是有關(guān)聯(lián)的,因此學習效率比沒有預習的孩子要快得多。同時,課前的預習作業(yè)通過學生Pad端的問題反饋還能讓老師充分掌握學生預習中所遇到的難題和疑問,并在Pad端直接進行解答,這種解答不受任何時間限制,相比傳統(tǒng)的在校提問而言,做到了快捷方便。
通過課前的預習,學生已經(jīng)初步了解本節(jié)課的內(nèi)容,教師也在平臺盡可能解答了孩子們的問題,在課堂中孩子也能將自己在預習中的困惑通過Pad平臺分享給大家,并且將自己的作品展示給各位同學。創(chuàng)客模型除了拼搭細節(jié),還包括展示階段,學生通過小組合作分工制作PPT,并以小組的形式進行展示,讓課堂成為以生為主的課堂。相比傳統(tǒng)課堂,這樣更能鍛煉學生的動手能力和交際能力,小組內(nèi)的輪流上臺展示鍛煉了學生的演講能力。教學中先讓孩子了解模型結(jié)構(gòu)的原理,并將物理學中的知識應用到其中,包括力學和機械學知識等,例如,我們先讓孩子學會結(jié)構(gòu)學,再通過稱重實驗,讓孩子體驗生活中的物理原理。
除了力學知識,孩子們還需要學會模型電路連接,這就必須懂得物理中的電學與美學中的布線,這一知識點體現(xiàn)了STEAM教育和創(chuàng)客教育的結(jié)合,例如,孩子在模型制作中進行了電動驅(qū)動器的組裝和布線,并將坦克車履帶里面涉及壓強的知識進行了應用。
模型面要廣泛,除了汽車模型我們還開展了飛機模型簡單制作,讓孩子了解空氣動力學,親自放飛自己的作品,這樣可以培養(yǎng)孩子的自信心,而且還能讓孩子在體驗中進行改進:課堂上死記硬背的物理知識在創(chuàng)客室卻變成了自己可以動手實踐的模型,就算女生也會喜歡這樣的課堂。
利用Pad的學生端進行問卷式的課堂反饋,能及時了解孩子對本節(jié)課的掌握情況,還能將學生的作品通過教師端分享給家長,讓家校共同為孩子的教育而努力,遇到本節(jié)課還未解決的問題或某個模塊孩子未能解決的問題,都能用課后作業(yè)的形式讓孩子參照說明回家再嘗試。每節(jié)課的課件講解會通過教師端的錄制功能記錄下來并傳送給學生端,學生能在課后隨時查看本節(jié)課。教師還可以收集相關(guān)的模型拼湊技巧教學微課視頻發(fā)給學生。相比傳統(tǒng)課后作業(yè)的反饋形式,新的課堂利用了Pad的高效性,使得不同水平的學生能夠根據(jù)自己的需要在課后查看相應的視頻進行學習。
在基本知識得到鞏固后,我們會提高難度,讓學生自行設計模型,并用所學知識將其充分應用,我校初二年級的三位創(chuàng)客學生設計的“尚雅號”吸塵車榮獲2017年度江門市科技創(chuàng)新大賽三等獎。
當下,“生本智慧課堂”模型課幫助學生利用平臺開展相關(guān)的項目學習,既提高了學生的學習興趣,增強了自主學習能力,也方便學生進行小組交流學習;今后,在學生培養(yǎng)方面要更注重創(chuàng)新能力,多鼓勵學生參加科技類設計比賽,擴大模型班,讓更多的孩子體驗模型創(chuàng)造的樂趣,也讓創(chuàng)客教育從學校走到每個家庭中。