在創(chuàng)客活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的心智

萬(wàn)川

自2015年教育部提出要“有效利用信息技術(shù)推進(jìn)‘眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式，使學(xué)生具有較強(qiáng)的信息意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)”之后，2017年8月，國(guó)務(wù)院再次重磅出擊，印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵(lì)社會(huì)力量參與寓教于樂(lè)的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣。支持開展人工智能競(jìng)賽，鼓勵(lì)進(jìn)行形式多樣的人工智能科普創(chuàng)作”。對(duì)突如其來(lái)的“造物運(yùn)動(dòng)”，大多數(shù)學(xué)校、教師和學(xué)生都還沒(méi)做好思想準(zhǔn)備。一面是學(xué)校多元設(shè)備落地的凱歌高奏，另一面是學(xué)生創(chuàng)意激發(fā)的進(jìn)展緩慢。如何才能跳出這個(gè)困惑？在此，筆者結(jié)合《停車場(chǎng)的那道攔車桿》這一創(chuàng)意積木主題教學(xué)，談?wù)勛约旱囊恍┧伎肌?/p>

劣構(gòu)的創(chuàng)客主題有利于學(xué)生良好探究習(xí)慣的養(yǎng)成

一個(gè)劣構(gòu)的創(chuàng)客主題，源于真實(shí)的生活情境，具有一定挑戰(zhàn)性，而且解決方案不唯一。像“停車場(chǎng)的攔車桿”這樣的主題，既有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)拼裝，又含復(fù)雜的電子編程，對(duì)學(xué)生而言，熟悉中帶有陌生，簡(jiǎn)單中藏有難題，既有躍躍欲試的沖動(dòng)，也有寸步難行的節(jié)點(diǎn)。在課堂上，教師首先讓學(xué)生簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)他們對(duì)停車桿的認(rèn)識(shí)、它由幾部分組成，然后讓學(xué)生結(jié)合認(rèn)識(shí)，自選材料設(shè)計(jì)一個(gè)攔車桿系統(tǒng)。教師給學(xué)生搭建一個(gè)大致的框架，使他們不至于過(guò)度天馬行空、胡思亂想、自成一派。在這個(gè)過(guò)程中，材料是充足的，但又幾近相似、各具特色，不同模型的搭建、不同材料的選擇代表著學(xué)生不同的思考，學(xué)生在不經(jīng)意地選擇中無(wú)意進(jìn)入了工程設(shè)計(jì)的范疇。這樣的設(shè)計(jì)，不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單攔車桿的搭建，更是一類搭建模式的傳授，一種探究習(xí)慣的養(yǎng)成。未來(lái)無(wú)論是創(chuàng)意風(fēng)車的設(shè)計(jì)，還是自動(dòng)感應(yīng)門、發(fā)球機(jī)等一系列主題的設(shè)計(jì)，都將水到渠成，自然而然。

開放的創(chuàng)客氛圍有利于學(xué)生面對(duì)難題的勇氣和批判性思維的養(yǎng)成

創(chuàng)客教育中，教師引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，探究學(xué)習(xí)的過(guò)程，在乎的是生生之間、師生之間“面紅耳赤”之后的“無(wú)私分享”；順著學(xué)生的“錯(cuò)誤”走，抽絲剝繭，讓學(xué)生的思維深處在一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)的攻克中不經(jīng)意地呈現(xiàn)出來(lái)。然而在真實(shí)的課堂中，學(xué)生的思維是帶一定惰性的，他們一碰到問(wèn)題就想著四處求援，甚至直接賴器材有問(wèn)題，面對(duì)難題、面對(duì)失敗，缺乏勇氣與斗志。那該怎么辦？人們常說(shuō)“科學(xué)活動(dòng)原本就是一種永無(wú)止境的探索活動(dòng)”“創(chuàng)新總是在問(wèn)題的解決中發(fā)展起來(lái)的”，我們要引導(dǎo)學(xué)生正視難題，承認(rèn)失敗，不回避，不遮掩，針鋒相對(duì)，直擊問(wèn)題核心，這是每個(gè)作品在創(chuàng)造過(guò)程中的必經(jīng)階段。面對(duì)學(xué)生的“思維惰性”以及開放的創(chuàng)客氛圍，教師要變得比“無(wú)賴”更“無(wú)賴”。

在《停車場(chǎng)的那道攔車桿》一課的教學(xué)中，全班學(xué)生連續(xù)兩次“求援”。

第一次，學(xué)生把攔車桿直接連在馬達(dá)上，無(wú)論怎么調(diào)試時(shí)間，馬達(dá)都是連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈，不能正常地90度起落到支架上（如下頁(yè)圖1）。

師：這怎么行??？如果在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，保安亭的大叔都給你們拍死了一遍又一遍，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)？怎么啦？

生（一臉委屈的樣子）：老師，我們都把時(shí)間調(diào)到0.1秒了，馬達(dá)還是轉(zhuǎn)幾圈。

師（好無(wú)辜的樣子）：我也沒(méi)辦法呀，該調(diào)的我們都調(diào)了，器材都是從廠家原裝買的，我也沒(méi)有多余的材料，怎么辦？難不成不做啦？

生：老師，我有個(gè)辦法，我們只要在兩邊攔住它就可以了。

第二次，當(dāng)學(xué)生明白直接阻擋容易損壞電機(jī)，應(yīng)該使用齒輪組進(jìn)行減速的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有合適齒輪比的齒輪組，怎么辦？創(chuàng)造性的課堂就是這樣，很多時(shí)候“好創(chuàng)意不是想出來(lái)的，而是逼出來(lái)的”。

①學(xué)生A運(yùn)用多齒輪聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（敢于面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題）。盡管到目前為止，學(xué)生仍沒(méi)搞清楚這四個(gè)齒輪間的連帶齒輪比如何計(jì)算（如圖2），但是不可否認(rèn)的事實(shí)是“他們實(shí)現(xiàn)了”。這也再次驗(yàn)證了“小學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的主要器官不是眼睛和耳朵，而是手”。

②學(xué)生B運(yùn)用渦桿驅(qū)動(dòng)（敢于批判）。這個(gè)作品最大的特點(diǎn)就是當(dāng)學(xué)生碰到問(wèn)題時(shí)，并未按部就班地在不同大小齒輪的排列組合上耗費(fèi)時(shí)間，而是跳出思維定勢(shì)，創(chuàng)造性地選用渦桿進(jìn)行試驗(yàn)（如圖3），按照他們的說(shuō)法就是，你沒(méi)要求我一定要怎么做的，我實(shí)現(xiàn)了就可以。那神情，完全可以用嘚瑟來(lái)形容。

③學(xué)生通過(guò)降低電機(jī)功率（同理心）來(lái)實(shí)現(xiàn)。零件結(jié)構(gòu)上碰壁了，無(wú)法再往下開展了，只能試圖從消費(fèi)者需求的角度去揣度商家的商業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生最終成功了，在翻閱主機(jī)的過(guò)程中，他們找到了電機(jī)功率設(shè)置一欄，并成功地通過(guò)改變其數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)速率的調(diào)整。

求新求實(shí)的創(chuàng)客文化有利于學(xué)生自我實(shí)現(xiàn)與社會(huì)責(zé)任的形成

在傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生作品展示了，交流了，課程也就結(jié)束了。從表面上看，學(xué)生是有了自己的思考和成品，解決了一個(gè)個(gè)具體的技術(shù)難題，但這并不是創(chuàng)造性課堂想要的，只能說(shuō)“一個(gè)優(yōu)秀的‘機(jī)械工順利完成‘機(jī)械生產(chǎn)了”。一個(gè)真正的知識(shí)的創(chuàng)造者，不單能利用所學(xué)知識(shí)去制造既有的產(chǎn)品，還能結(jié)合既有的產(chǎn)品和真實(shí)生活中存在的問(wèn)題創(chuàng)造性地改進(jìn)產(chǎn)品。而在學(xué)生課堂，教師不僅要給學(xué)生一個(gè)簡(jiǎn)單作品展示交流的機(jī)會(huì)，還要給他們一個(gè)追問(wèn)生活的平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)不僅是創(chuàng)新思維活動(dòng)的另一開端，更是在真實(shí)生活中不斷實(shí)現(xiàn)自我的另類延續(xù)。

例如，在《停車場(chǎng)的那道攔車桿》一課中，學(xué)生通過(guò)結(jié)合攔車桿在生活中存在的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)、創(chuàng)意改進(jìn)，先后提出了多個(gè)問(wèn)題和解決方案。其中，有一個(gè)學(xué)生提出：“小區(qū)車庫(kù)往往設(shè)在斜坡，車主在排隊(duì)刷卡的時(shí)候，經(jīng)常將車停在坡中間，啟動(dòng)的時(shí)候容易往后退，特別是女司機(jī)，非常不安全。”全班學(xué)生積極思考，設(shè)法解決問(wèn)題，最后達(dá)成共識(shí)：在斜坡上，每隔一段距離，安裝地面插座盒的裝置，呈三角斜坡狀，車輛駛過(guò)的時(shí)候，裝置被壓到地下，車輛輪胎一駛離，裝置就彈起，這種方式不僅可以有效防止車輛后溜，而且不像傳統(tǒng)的減速帶容易出現(xiàn)頓挫感，同時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意，彈起的高度必須低于汽車的底盤高度。本環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)創(chuàng)新分解發(fā)明創(chuàng)造步驟（提問(wèn)、設(shè)計(jì)、制作、交流、改進(jìn)），共同參與到同一個(gè)作品的創(chuàng)造中，相互交流，不僅用創(chuàng)意激發(fā)創(chuàng)意，在不斷改進(jìn)中優(yōu)化了創(chuàng)意，而且讓大家明白創(chuàng)意并不是一個(gè)人的單打獨(dú)斗，需要凝聚集體智慧。

一個(gè)富有創(chuàng)造性的課程應(yīng)該是“課程的伊始源于一個(gè)既定的大問(wèn)題或劣構(gòu)問(wèn)題，教學(xué)的過(guò)程生成于學(xué)生對(duì)每一具象的疑問(wèn)或驚奇，課堂的出色成于點(diǎn)亮每個(gè)學(xué)生思維閃亮的瞬間”。作為一個(gè)教師，不僅要關(guān)注課堂呈現(xiàn)出的“熱鬧”“閃亮”的華麗顯性外表，更要關(guān)注學(xué)生心智成長(zhǎng)的隱形核心。在創(chuàng)客活動(dòng)中培訓(xùn)學(xué)生的心智，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。endprint