魏凱

2015年，教育部印發(fā)的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中首次提到了創(chuàng)客教育。2018年，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》明確要求培養(yǎng)創(chuàng)新驅動發(fā)展新引擎。如何在學校中開展優(yōu)質的創(chuàng)客教育是當下的熱點問題。筆者認為，做好課程建設，建設符合創(chuàng)客本質的課程是開展創(chuàng)客教育的重要落腳點。

● 高階思維能力與創(chuàng)客教育的關系

高階思維能力是國內外教育界研究的熱點之一，不同學者對高階思維能力有不同的解讀。杜威認為，思維的過程是一種事件的序列鏈，著重強調了思維的發(fā)生是反思——問題生成——探究、批判——解決問題的過程。美國著名教育學家布魯姆將思維過程具體化為六個教學目標——由低至高分別為記憶、理解、應用、分析、綜合、評價。其中記憶、理解、應用通常被稱為低階思維，分析、綜合、評價通常被稱為高階思維。高階思維是建立在低階思維基礎之上的。我國學者鐘志賢教授認為，所謂的高階思維是指發(fā)生在較高認知水平的心智活動或認知能力，高階思維能力主要由問題求解、決策、創(chuàng)造性思維和批判性思維這4大能力構成。《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》指出，教育應發(fā)展學生的分析、評價和創(chuàng)造等高階思維能力，以滿足社會發(fā)展和課程改革對人才培養(yǎng)的要求。

創(chuàng)客教育主要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新能力屬于高階能力范疇，高階思維是高階能力的核心。實施創(chuàng)客教育的目的是傳承工匠精神，提升創(chuàng)客技能，培養(yǎng)創(chuàng)客思維。其中，創(chuàng)客思維是一種內化于心的為創(chuàng)客獨有的思維。這種思維是否具備，不在于創(chuàng)客技能的高低，而在于是否具有創(chuàng)造的沖動，核心在于是否具有創(chuàng)造力。創(chuàng)客思維的養(yǎng)成離不開高階思維能力的培養(yǎng)，只有在創(chuàng)客教育中落實高階思維能力的培養(yǎng)，才能更好地實現(xiàn)創(chuàng)客教育的目標。

● 面向高階思維能力培養(yǎng)的創(chuàng)客教學模式

基于問題情境的問題探究式學習是創(chuàng)客教育中主要采用的教學策略，對未知世界的探索，從問題情境出發(fā)，通過設定高階的學習目標來激發(fā)高階思維，讓學生在問題解決的過程中逐步形成高階思維，實現(xiàn)學生高階思維能力的培養(yǎng)，這也很好地體現(xiàn)了創(chuàng)客的精神實質。筆者提出的面向高階思維能力培養(yǎng)的創(chuàng)客教育教學模式如下頁圖所示，整個教學流程分為四個主要步驟：提出問題，明確任務——猜想假設，實驗探究——交流評價，解決問題——總結反思，拓展應用。

1.提出問題，明確任務

通過生活中真實情境的問題激發(fā)學生的學習興趣，激發(fā)學生的參與熱情，這是發(fā)展學生高階思維的關鍵。在真實情境中獲得的知識，能夠有效地遷移、轉化，更易于學生高階思維的培養(yǎng)。

2.猜想假設，實驗探究

讓學生自主提出猜想假設，提供學習資源，組織學生開展問題探究式學習，探究的過程是學生自我構思、實踐探究、創(chuàng)造性地解決問題的過程，是培養(yǎng)學生想象力、創(chuàng)造力、高階思維能力的有效手段。

3.交流評價，解決問題

通過交流評價，突出學生的學習主體地位，這樣既可以激發(fā)學生主動參與的熱情，活躍課堂氣氛，又有利于學生整合學習資源，解決探究過程中產生的問題，培養(yǎng)學生合作學習的精神、虛心學習的態(tài)度、誠懇友善的道德品質。

4.總結反思，拓展應用

通過總結反思，全面概括本節(jié)課學習要點、探究思路等重難點內容，鞏固教學效果。通過拓展應用，開拓學生思路，激發(fā)學生的創(chuàng)意靈感，讓學生能夠在后續(xù)自行創(chuàng)意發(fā)明中有更多可用素材資源，并對發(fā)展學生高階思維能力有較好的內驅作用。

● “運動傳感器+組合發(fā)明”教學設計

“運動傳感器+組合發(fā)明”一課選自筆者所在學校創(chuàng)客教育的校本課程，主要是通過慧編程軟件結合光環(huán)板智能硬件，幫助學生實現(xiàn)基本的電子創(chuàng)作，體驗人工智能的應用實例，對引入人工智能創(chuàng)作、過渡到Python純文本語言的學習具有至關重要的作用。筆者應用面向高階思維能力培養(yǎng)的問題探究式創(chuàng)客教學模式進行教學設計。教學目標是認識光環(huán)板的運動傳感器，掌握運動傳感器的功能和使用方法。在高階思維能力層面主要是結合LED燈和生活中的常見物品進行組合發(fā)明。教學過程如下。

1.提出問題，明確任務

教師展示運動手環(huán)圖片及其功能描述，讓學生借助已有知識并聯(lián)系生活實際進行思考和討論，分析并總結運動手環(huán)的計步原理。通過運動手環(huán)的計步原理，引入光環(huán)板中的運動傳感器，揭開被層層外殼保護的運動傳感器芯片的神秘面紗，讓學生直觀地看到“光環(huán)板”上運動傳感器的外觀、大小，有利于學生對傳感器有更加客觀的認知，為后續(xù)綜合運用做好鋪墊。

2.猜想假設，實驗探究

（1）展示“炫彩手環(huán)”燈光效果，啟發(fā)學生進行思考。學生通過觀察燈光效果，自主提出探究目標——為什么燈光能夠隨著教師手的移動改變顏色？教師指導學生觀察“光環(huán)板上的小箭頭”，猜想其作用，并通過后續(xù)程序編寫得到驗證。同時，給予一定的知識補充——向左傾斜命令的模塊，讓學生通過編寫程序完成探究目標任務，探究過程中需綜合前序知識中已習得的“如果…那么”分支結構的單組使用方法，并將之延伸為多組“如果…那么”分支結構組合使用方法。學生互相展示自己完成的“炫彩手環(huán)”的實物效果，相互評價優(yōu)缺點并加以改進。通過以上教學環(huán)節(jié)設置培養(yǎng)學生分析、綜合、評價能力。

（2）探究“光環(huán)板被搖晃”模塊位置及功能并完成程序。實物展示“耐力手環(huán)1.0”燈光效果，學生通過觀察教師動作及光環(huán)板反饋的燈管效果，分析“動作-效果”之間的關系，提出探究目標：“光環(huán)板的燈光效果和動靜之間存在什么關系？怎么通過動一動變換燈光效果？”教師展示“耐力手環(huán)2.0”燈光效果，請學生比較異同，并說出“耐力手環(huán)2.0”的優(yōu)勢及程序的改進方法，培養(yǎng)學生評價能力。學生自學微課“光環(huán)板的搖晃強度”，探究“耐力手環(huán)2.0”的制作過程。搖晃強度數(shù)值為未知，須由學生結合生活經(jīng)驗及數(shù)學取值范圍知識自主嘗試得出恰當數(shù)值，培養(yǎng)學生綜合解決問題的能力。

（3）布置探究任務。小組合作設計“運動傳感器+”創(chuàng)意作品，教師給學生提供靈感來源：①解決生活中的問題;②趣味互動玩具;③拓展課堂案例;④其他功能手環(huán)。同時，按小組提供綁帶、KT板、膠水、剪刀、馬克筆、卡紙等創(chuàng)客常用工具。此部分設計主要培養(yǎng)學生綜合能力，由學生自主創(chuàng)設目標（作品），根據(jù)現(xiàn)有材料設計作品功能、外觀到程序編寫，這一過程重點培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

3.交流評價，解決問題

組織學生按范例分享作品。將作品拍照分享到組合發(fā)明任務分享圈，欣賞其他同學的作品，根據(jù)評價標準在分享圈點贊評論。評價標準：創(chuàng)新性、趣味性、實用性。分享陳述范例：①作品名稱是什么？②作品想實現(xiàn)什么功能？③作品效果展示和講解。通過小組合作分享，提升學生自我認知水平，培養(yǎng)學生表達能力、合作意識、團隊精神。設立評價標準和陳述范例便于統(tǒng)一評價口徑，有利于評價在有指導的情境下開展，讓學生在開展評價的同時也能掌握評價的方法，讓接受評價的學生也能快速從評價中獲知自己小組作品的優(yōu)缺點。做到有的放矢的評價，發(fā)展學生評價能力。

4.總結反思，拓展運用

（1）總結本課重難點。按知識、理解、應用、分析、綜合、評價六個層次總結本課內容，鞏固教育教學成果。

（2）拓展運用。光環(huán)板制作計步器。光環(huán)板的運動傳感器能夠記錄X、Y、Z軸的加速度數(shù)值，通過這三個數(shù)值和內置計時器，可以完成計步器的創(chuàng)作。加速度概念是學生高一年級學習的內容，在此不做深入的講解，通過拓展讓學生對未知知識產生興趣，激發(fā)學生進一步學習的動力。

● 應用效果

本課采用的探究式創(chuàng)客教學模式充分激發(fā)了學生的學習興趣，學生主動參與度高。階段性探究任務實現(xiàn)完成度100%，體現(xiàn)了本課知識性目標落實到位。學生課堂內作品完成度較高，體現(xiàn)了教學設計中對學生分析能力培養(yǎng)落實到位，同時作品具備一定的創(chuàng)新性，各個小組均有不同類型作品產出，體現(xiàn)了綜合能力培養(yǎng)層面有成效。學生互評參與度較好，評價客觀、公正、深入，體現(xiàn)了評價能力得到發(fā)展。本課對思維能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有明顯效果。課堂落實高階思維能力培養(yǎng)的目標實現(xiàn)效果良好。

● 結束語

在創(chuàng)客教育中應用面向高階思維能力的培養(yǎng)的問題探究教學模式，契合了創(chuàng)客教學對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要。問題是創(chuàng)新的根源，培養(yǎng)學生會提出問題、會解決問題的能力才能更好地在創(chuàng)客教學中落實分析、綜合、評價的高階思維能力的培養(yǎng)。教師也需要注意，應設置有針對性、符合真實情境的問題，避免設置的問題空洞，脫離實際，導致無法激發(fā)學生探究的興趣。