【摘 要】我國(guó)正興起創(chuàng)客教育,但沒有普及和成熟的課程。開源技術(shù)的發(fā)展使得創(chuàng)客教育的門檻大大降低,價(jià)格低廉的硬件設(shè)備和免費(fèi)開源的軟件使得大多數(shù)中小學(xué)有條件開展創(chuàng)客教育。面向真實(shí)生活場(chǎng)景的項(xiàng)目學(xué)習(xí),使得創(chuàng)客教育能靈活地根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地、師資及學(xué)生情況去開展。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)在中小學(xué)創(chuàng)客教育中利用開源技術(shù)搭建面向?qū)嶋H生活場(chǎng)景的項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客教育;開源技術(shù);項(xiàng)目學(xué)習(xí)
創(chuàng)客教育在我國(guó)已經(jīng)興起和得到初步發(fā)展。北上廣、深圳、溫州等城市是創(chuàng)客教育的領(lǐng)跑者。但對(duì)全國(guó)來說,并沒有適合普遍使用的創(chuàng)客課程,創(chuàng)客教育多以綜合活動(dòng)等形式開展。創(chuàng)客教育是一門跨學(xué)科的綜合性教育,需要學(xué)生動(dòng)手做,結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)各方面的知識(shí)解決實(shí)際生活問題。結(jié)合筆者實(shí)際工作,本文就教師在創(chuàng)客教育中利用開源技術(shù)搭建面向?qū)嶋H生活場(chǎng)景的項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法進(jìn)行探討。
一、開源技術(shù)推動(dòng)創(chuàng)客教育
1998年秋天,美國(guó)某些州提出開源教育,實(shí)際上是主張?jiān)诮逃兄v授開源軟件,隨后建立了開源教育基金會(huì)。開源教育與使用商業(yè)軟件的教育相比,有以下特點(diǎn):第一,節(jié)約學(xué)校開支;第二,學(xué)習(xí)科學(xué)概念而非某種產(chǎn)品的技能培訓(xùn);第三,減低學(xué)生家庭開支;第四,便于自行“定制”應(yīng)用軟件;第五,充分利用舊的計(jì)算設(shè)備。近年,創(chuàng)客教育興起,開源硬件是是實(shí)踐者手中最重要的工具。開源硬件價(jià)格低廉的成本優(yōu)勢(shì)加快了創(chuàng)客教育的普及,完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈能夠提升創(chuàng)客教育的實(shí)施效率,協(xié)作迭代的產(chǎn)品更新理念最終會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者成長(zhǎng)。
Arduino和樹莓派是創(chuàng)客教育中最常見的兩種開源硬件,但筆者建議首選樹莓派。樹莓派在2012年由英國(guó)公益組織”樹莓派基金會(huì)“推出,價(jià)格約35美元。樹莓派是一款基于Linux系統(tǒng)的銀行卡大小的卡片電腦,可以直接連接鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器作為電腦使用,也可以結(jié)合各種價(jià)格低廉的電子原件(如發(fā)光二極管、電阻、各類傳感器等)作為硬件控制器,設(shè)計(jì)智能物件。在樹莓派的操作系統(tǒng)raspbian中,已集成scratch圖形化編程環(huán)境和Python編程環(huán)境,學(xué)生可以直接使用學(xué)習(xí)編程。樹莓派的應(yīng)用使很多以往難以實(shí)現(xiàn)的“動(dòng)手做”類型課程設(shè)計(jì)成為可能,激發(fā)了學(xué)生投身于技術(shù)和工程領(lǐng)域的熱情,改變以往單純程序設(shè)計(jì)的枯燥、不實(shí)用的現(xiàn)狀,讓學(xué)生可以在趣味中編程,并體驗(yàn)編程的快樂。國(guó)內(nèi)外一些應(yīng)用樹莓派的教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了很多新課程,常涉及電子、計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)等多學(xué)科內(nèi)容的整?;跇漭傻恼n堂教學(xué)不再是過去以往知識(shí)獲取式的填鴨式教學(xué),而更多的將是探究性、問題解決式、項(xiàng)目式學(xué)習(xí),可以說實(shí)現(xiàn)了樹莓派與課堂教學(xué)的有效整合。在基于樹莓派相關(guān)的各類課程中,樹莓派技術(shù)本身并不是課程的重點(diǎn),更重要的是讓學(xué)生將抽象的概念變成有趣問題的解決,進(jìn)而幫助教師和學(xué)生掌握抽象概念。不僅讓學(xué)生掌握必備的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)與技能,更重要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。由此,以樹莓派為代表的開源技術(shù)應(yīng)用有利于推動(dòng)創(chuàng)客教育。[1]
二、項(xiàng)目學(xué)習(xí)與創(chuàng)客教育
項(xiàng)目學(xué)習(xí)法是建立在建構(gòu)主義的教學(xué)理論基礎(chǔ)之上的一種教學(xué)方法,具有能夠激發(fā)學(xué)生興趣和實(shí)踐能力的優(yōu)點(diǎn)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主要特征是:一、真實(shí)情境;二、促進(jìn)學(xué)習(xí):(1) 多重選擇——目標(biāo)適應(yīng);(2) 學(xué)習(xí)共同體——合作學(xué)習(xí);(3) 多種資源——搭建支持;(4) 多樣評(píng)價(jià)——關(guān)注過程。[2]由此可見,項(xiàng)目學(xué)習(xí)將有助于激發(fā)學(xué)生興趣,根據(jù)學(xué)生自身?xiàng)l件選擇合適的面向真實(shí)生活的學(xué)習(xí)內(nèi)容,靈活選擇學(xué)習(xí)方法。項(xiàng)目學(xué)習(xí)是創(chuàng)客教育的首選教學(xué)方式。
結(jié)合前面項(xiàng)目學(xué)習(xí)特征,我們?cè)趧?chuàng)客教育中需要做到:內(nèi)容豐富開放( 跨學(xué)科綜合系統(tǒng))、情境真實(shí)( 貼近生活需要,促進(jìn)學(xué)習(xí))、動(dòng)態(tài)活動(dòng)( 有挑戰(zhàn)、多目標(biāo)、多途徑、多方法、多層次、多個(gè)性)、多樣結(jié)果( 作品呈現(xiàn)形式多樣,知識(shí)、能力、態(tài)度情感價(jià)值觀兼顧)。
三、面向真實(shí)生活場(chǎng)景的“做中學(xué)”的創(chuàng)客教育方法
在創(chuàng)客教育中,過于規(guī)定學(xué)習(xí)的實(shí)施細(xì)節(jié)反而有礙于學(xué)生的創(chuàng)新思維模式。要做到上文提及的創(chuàng)客教育,教師的身份是一名引導(dǎo)者,在課程開始之前,可以讓學(xué)生欣賞一些優(yōu)秀的創(chuàng)客作品。在目前的教育模式下,很難進(jìn)行突破性的大創(chuàng)新,更多是進(jìn)行模仿式的創(chuàng)作,如由“共享單車”為引導(dǎo),學(xué)生就會(huì)想到“共享電動(dòng)車”,“共享圖書”等想法,都具有一定的模仿性。要跳出“跟著做”的學(xué)習(xí)模式,需要教師和學(xué)生都是在實(shí)踐中摸索前行。下面是筆者提出的一種利用開源技術(shù)搭建面向?qū)嶋H生活場(chǎng)景的項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法。
創(chuàng)客教育是一種以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為最高目標(biāo)的新型教育,開發(fā)創(chuàng)新、動(dòng)手實(shí)踐、體驗(yàn)實(shí)踐是課程的原則。在我國(guó)各地教育資源不均衡的背景下,使用開源技術(shù)來搭建面向真實(shí)生活場(chǎng)景的項(xiàng)目學(xué)習(xí)的創(chuàng)客教育方法,能克服資金短缺、課時(shí)不足等困難,有助于激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新能力。
作者簡(jiǎn)介:沈小鋒(1980-),男,廣東肇慶人,教研員,主要從事信息技術(shù)和創(chuàng)客教育研究。
參加文獻(xiàn):
[1]朱軼,曹清華,單田華,劉會(huì)霞,潘天紅.基于Android、樹莓派、Arduino、機(jī)器人的創(chuàng)客技能教育探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016,33(06):172-176+206.
[2]黃明燕,趙建華.項(xiàng)目學(xué)習(xí)研究綜述——基于與學(xué)科教學(xué)融合的視角[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2014,32(02):90-98.