學(xué)生科技發(fā)明平臺構(gòu)建初探*——以初中信息技術(shù)創(chuàng)客教育模式為例

◆楊麗

作者：楊麗，南通市第一初級中學(xué)，中學(xué)一級教師，研究方向?yàn)閯?chuàng)造教育（226004）。

筆者在初中信息技術(shù)學(xué)科開展創(chuàng)客教育模式的教學(xué)研究，將創(chuàng)客教育與培養(yǎng)學(xué)生科技小發(fā)明有機(jī)結(jié)合，探索從初中生科技發(fā)明創(chuàng)造向創(chuàng)客教育模式轉(zhuǎn)變的方法，從而為初中生的科技發(fā)明搭建有效平臺。

1 初中生創(chuàng)客課題的選擇

創(chuàng)客教育以信息技術(shù)的融合為基礎(chǔ)，傳承了體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY理念的思想（祝智庭等，2015）；提倡“基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者融入創(chuàng)造情境、投入創(chuàng)造過程（鄭燕林等，2014）。雖然創(chuàng)客教育不會直接教授學(xué)生基礎(chǔ)知識，但在當(dāng)“創(chuàng)客”的過程中，學(xué)生有機(jī)會運(yùn)用到信息技術(shù)、物理甚至藝術(shù)等多學(xué)科的知識[1]。

那么，學(xué)生圍繞什么創(chuàng)客課題進(jìn)行創(chuàng)造學(xué)習(xí)呢？這是創(chuàng)客教育遇到的最常見的問題。一個好的創(chuàng)客課題，應(yīng)該能夠在最大程度上調(diào)動學(xué)生的積極性，并和實(shí)踐相結(jié)合，應(yīng)該促使學(xué)生運(yùn)用多個學(xué)科的知識來合作完成[2]。祝智庭老師指出好的創(chuàng)客課題應(yīng)該具有以下八個要素[2]。

1）課題的切身性：調(diào)動學(xué)生積極性，并與實(shí)踐相結(jié)合。

2）課題的復(fù)雜性：促使學(xué)生用多門學(xué)科的知識來合作完成。

3）充足的資源：充分利用各種資源為學(xué)生創(chuàng)造條件。

4）互動和合作：取長補(bǔ)短、互相學(xué)習(xí)、分享信息。

5）高強(qiáng)度：激發(fā)學(xué)生的自覺性和潛能。

6）合理的時(shí)間安排：給學(xué)生提供充裕的完成時(shí)間，充分利用課余時(shí)間。

7）分享教育：分享資源、分享知識、分享成果。

8）新穎性：激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神、打破思維定式。

因此，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生有意識地整合學(xué)科知識，將課堂與現(xiàn)實(shí)生活中的片面性、不順感的事物聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生從自己已有的知識水平和興趣愛好等實(shí)際情況出發(fā)，從而選擇那些通過努力可以獲得成功的創(chuàng)客課題。如在信息技術(shù)課堂中，有學(xué)生提出現(xiàn)有電腦鍵盤不夠合理，打字時(shí)易誤打到相鄰字母鍵上。教師便可以適時(shí)鼓勵學(xué)生設(shè)法加以改進(jìn)，通過組織創(chuàng)客小組來合作完成“可調(diào)角度鍵盤”創(chuàng)客課題。

又如在學(xué)習(xí)遮罩動畫這一章節(jié)時(shí)，有學(xué)生提出生活中的望遠(yuǎn)鏡遮光罩具有很大弊端，于是催生了另一個創(chuàng)客課題——自動遮罩望遠(yuǎn)鏡。

2 初中生創(chuàng)客教育例析

課題1：可調(diào)角度鍵盤

1）背景。在初一年級“應(yīng)用文檔設(shè)計(jì)與制作”單元教學(xué)中，筆者適時(shí)講授了鍵盤布局的由來及發(fā)展史，課后很多學(xué)生對鍵盤的分布興趣很大，其中莊瀅同學(xué)所在小組認(rèn)為在鍵盤操作時(shí)，受“一字型”鍵盤字母排列的束縛，手與手臂長期保持75°左右的拘束姿勢，舒適性很差，且易產(chǎn)生疲勞感。筆者以此為契機(jī)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生圍繞“鍵盤”來開展創(chuàng)客課題的研究。

2）創(chuàng)客實(shí)踐過程。首先，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，提出創(chuàng)客課題——可調(diào)角度鍵盤。接著，創(chuàng)客小組學(xué)生查閱資料，深入研究并提出項(xiàng)目構(gòu)思：操作鍵盤時(shí)，左右手負(fù)責(zé)的字母是相對固定的，兩手分別以F和J為定位點(diǎn)放置；是否可以將鍵盤一分為二，在不打破原始鍵盤按鍵布置的前提下，對鍵盤進(jìn)行合理的分割？然后學(xué)生通過分析研究，以美觀性和實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn)，對鍵盤進(jìn)行二次創(chuàng)新發(fā)明，提出是否可以借助鉸接，使鍵盤可根據(jù)使用進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可以一分為二，也可合二為一。同時(shí)為保證鍵盤在旋開及閉合時(shí)的穩(wěn)定性，增加了定位軌道連接片和定位銷。

通過實(shí)踐探索和小組多次討論后，大家制訂計(jì)劃、修正方案、設(shè)計(jì)圖紙。最后，在多門學(xué)科教師和學(xué)生家長的共同協(xié)助下，該創(chuàng)客小組最終發(fā)明出“可調(diào)角度鍵盤”，此作品亮相于“第八屆國際發(fā)明展覽會”且榮獲銅牌。

3）創(chuàng)客教育心得。創(chuàng)客教育所倡導(dǎo)的提出問題并利用自己的創(chuàng)造力解決問題的過程，對學(xué)生能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。在創(chuàng)客教育中，中心已經(jīng)從教師轉(zhuǎn)換到學(xué)生。創(chuàng)客教育鼓勵創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)精神，也提倡松散自由的學(xué)習(xí)空間。在這種環(huán)境下，每一個學(xué)生都有變成某一個領(lǐng)域?qū)＜业臐摿?。教師不再機(jī)械地教授知識，而是變成課堂的設(shè)計(jì)者和組織者[2]。這是筆者最初在課堂開展創(chuàng)客教育的第一批研究成果，此項(xiàng)課題在第23屆江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽中獲二等獎。第一次創(chuàng)新實(shí)踐的成功給學(xué)生帶來很大的收獲，也讓有思想、有創(chuàng)新意識的學(xué)生充分發(fā)揮了他們的創(chuàng)造力。教學(xué)相長，學(xué)生取得的成績也是筆者開展創(chuàng)客教育實(shí)踐的動力和源泉。

課題2：自動遮罩望遠(yuǎn)鏡

1）背景。在初二年級“制作遮罩動畫”主題活動課中，筆者通過模擬望遠(yuǎn)鏡遮罩瀏覽城市景觀圖，以便加深學(xué)生對遮罩的理解。隨后，筆者又開展了遮罩在實(shí)際生活中應(yīng)用的專題探究課，很多學(xué)生對遮罩產(chǎn)生濃厚興趣，他們分組討論之后列舉出遮罩在實(shí)際生活中的各類應(yīng)用，包括望遠(yuǎn)鏡上的遮光罩。

2）創(chuàng)客實(shí)踐過程。學(xué)生通過課堂知識與生活中的實(shí)際聯(lián)系，提出現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的天文望遠(yuǎn)鏡的遮光罩在使用過程中常常需要手動打開，不夠智能，且在遇到強(qiáng)光時(shí)會出現(xiàn)灼傷眼睛、燒毀相機(jī)攝像頭的情況。其中以丁可同學(xué)為代表的創(chuàng)客小組提出是否可以改良生活中望遠(yuǎn)鏡的遮光罩，產(chǎn)生真實(shí)版的“自動遮罩望遠(yuǎn)鏡”的創(chuàng)客課題設(shè)想。

根據(jù)問題，大家分小組查閱資料，學(xué)生補(bǔ)充學(xué)習(xí)傳感器等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識。然后提出創(chuàng)新設(shè)想：在望遠(yuǎn)鏡上添加“自動開合裝置”，一旦感應(yīng)強(qiáng)光，望遠(yuǎn)鏡上的遮光罩就自動關(guān)閉，無強(qiáng)光時(shí)自動打開遮光罩。通過物理學(xué)科和信息技術(shù)學(xué)科的知識整合，學(xué)生利用CAD平臺設(shè)計(jì)出自動開合裝置的望遠(yuǎn)鏡電路圖。最后，在教師和家長的配合下，大家購買電子元件進(jìn)行電路連接，經(jīng)多次調(diào)試終獲成功。

3）創(chuàng)客教育心得。創(chuàng)客活動的實(shí)施讓一些學(xué)生的奇思妙想得到認(rèn)可并變成現(xiàn)實(shí)，激發(fā)了學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)。最難得的是學(xué)生把想法付諸行動，克服了實(shí)物制作中的困難，兩名學(xué)生還特別造訪了中國創(chuàng)造學(xué)會副秘書長、南通大學(xué)王燦明教授，得到了王教授的精心指導(dǎo)。在課題研究完成之后，學(xué)生還請來當(dāng)?shù)氐奶煳膶＜医o予指導(dǎo)，專家稱這種創(chuàng)意在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，且成本只需50元左右，改造難度也小。學(xué)生在創(chuàng)造過程中運(yùn)用到了物聯(lián)網(wǎng)、物理學(xué)和機(jī)械學(xué)的知識，充分發(fā)揮了小組合作精神，激發(fā)了創(chuàng)新熱情，開發(fā)了自身潛能。

創(chuàng)客教育便是如此讓學(xué)生在更加開放的環(huán)境中設(shè)計(jì)、分享、交流、制作，而家長對孩子的表現(xiàn)也感到滿意，全力支持孩子參加到創(chuàng)客活動中來，將學(xué)校創(chuàng)客空間有效延伸到家庭創(chuàng)客空間！

此外，為充分展開創(chuàng)客教育，有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)校開展了科技節(jié)、創(chuàng)新發(fā)明大賽等活動平臺，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)了一批小創(chuàng)客。學(xué)生將靈感付諸行動，發(fā)明和創(chuàng)造出很多有意思的新穎產(chǎn)品，有的創(chuàng)客作品還獲得了專利證書，在一定程度上促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展，許多學(xué)生還因此優(yōu)先被重點(diǎn)高中的基地班錄取。

3 結(jié)語

創(chuàng)客教育使“教師讓學(xué)生學(xué)”變成了“學(xué)生自己要學(xué)”?？傊褎?chuàng)客教育與信息技術(shù)有機(jī)融合，既可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，又能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。將進(jìn)一步提高創(chuàng)客教育的理論水平和實(shí)踐能力，讓埋在學(xué)生心底的智慧種子結(jié)出豐碩的創(chuàng)新之果?！?/p>

[1]吳俊杰.創(chuàng)客運(yùn)動與STEM教育：專訪“創(chuàng)客教父”Mitch Altman[J].中小學(xué)信息教育，2013(12)：41-42.

[2]祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實(shí)踐場[J].中國電化教育，2015(1).

[3]李凌，王頡.“創(chuàng)客”：柔軟地改變教育[N].中國教育報(bào)，2014-09-23(5).