創(chuàng)新思維工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用研究

王星華 白凌燕 董黎明 焦寶聰

摘要：創(chuàng)客教育的本質(zhì)是在核心素養(yǎng)思想指導(dǎo)下，依托跨學(xué)科知識(shí)整合和工具的熟練應(yīng)用，在創(chuàng)造過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)客教育是在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)，具有提高學(xué)生的創(chuàng)新能力的優(yōu)勢，然而目前大部分研究與實(shí)踐者聚焦于如何將創(chuàng)客教育與學(xué)科教育結(jié)合起來，對(duì)創(chuàng)新思維工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用研究關(guān)注不多。本文首先概述了創(chuàng)客教育的內(nèi)涵，然后通過對(duì)頭腦風(fēng)暴工具與創(chuàng)客教育關(guān)系的探討，結(jié)合頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用，提出了頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用路徑，從而達(dá)到從不同程度提高創(chuàng)客教育的實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;頭腦風(fēng)暴;教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2020）21-0000-00

● 關(guān)鍵概念界定

1.創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育起源于美國，對(duì)于創(chuàng)客教育的概念，學(xué)者們基于不同的角度對(duì)創(chuàng)客教育提出了不同的理解，比較有代表性的觀點(diǎn)有以下幾種：[3]祝智庭等學(xué)者從教育理念的角度出發(fā)，認(rèn)為創(chuàng)客教育是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，融合了體驗(yàn)教育、項(xiàng)目教學(xué)法、創(chuàng)新教育以及DIY理念的以學(xué)生為中心和與實(shí)踐相結(jié)合的教育理念;[4]西方學(xué)者馬丁尼茲和斯塔哲從學(xué)習(xí)方式的角度出發(fā)，認(rèn)為創(chuàng)客教育讓學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用知識(shí)、信息，尊重學(xué)生的主體性與主動(dòng)性，努力開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，提升學(xué)生利用技術(shù)與方法創(chuàng)造產(chǎn)品與工具以解決實(shí)際問題的能力;[5]何克抗從培養(yǎng)適應(yīng)中國社會(huì)的人才角度出發(fā)，認(rèn)為創(chuàng)客教育是要把青少年培養(yǎng)成具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新人才。雖然學(xué)者們對(duì)創(chuàng)客教育的定義重心各不同，但他們對(duì)創(chuàng)客空間的基本認(rèn)識(shí)還是比較一致的：第一，創(chuàng)客教育是以學(xué)生為中心，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的教育;第二，創(chuàng)客教育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神;第三，都強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”的理念。綜上所述，本研究將創(chuàng)客教育概念界定為以學(xué)生為中心，利用創(chuàng)新思維工具，將學(xué)生培養(yǎng)成信息技術(shù)、理論、實(shí)踐相融合的創(chuàng)新人才的新型教育模式。

2.頭腦風(fēng)暴工具

關(guān)于頭腦風(fēng)暴的定義，國內(nèi)外有代表性的觀點(diǎn)包括：①亞歷克斯·奧斯本從激發(fā)新觀點(diǎn)提出的角度出發(fā)，提出頭腦風(fēng)暴是一個(gè)小組試圖通過聚集成員自發(fā)提出的觀點(diǎn)，為一個(gè)特定問題找到解決方法的會(huì)議技巧;②譚志敏等學(xué)者從教學(xué)運(yùn)用的角度出發(fā)，提出頭腦風(fēng)暴法是一種通過準(zhǔn)備-實(shí)施兩階段訓(xùn)練集體創(chuàng)造性思維的方法[6];③王輝艷等學(xué)者從使用規(guī)則角度出發(fā)[7]，提出頭腦風(fēng)暴是遵循延遲或不給予對(duì)你觀點(diǎn)的評(píng)判、鼓勵(lì)狂熱的和夸張的觀點(diǎn)、在現(xiàn)階段量有價(jià)值而不是質(zhì)、在他人提出的觀點(diǎn)之上建立新觀點(diǎn)并且每個(gè)人和每個(gè)觀點(diǎn)都有相等價(jià)值的規(guī)則的一種培養(yǎng)新觀點(diǎn)提出的情境。學(xué)者們從不同的角度對(duì)頭腦風(fēng)暴提出了不同的理解，雖然從這些定義中很難得出一個(gè)具體的定義，但是他們對(duì)頭腦風(fēng)暴的一些基本認(rèn)識(shí)還是一致的：第一，不是個(gè)人完成的而是集體完成的;第二，頭腦風(fēng)暴鼓勵(lì)集體進(jìn)行創(chuàng)造性思維發(fā)散?；谶@些共識(shí)，本研究把頭腦風(fēng)暴工具的定義為：以確定的問題為基礎(chǔ)，集體基于一個(gè)問題進(jìn)行觀點(diǎn)提出，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的工具。

● 頭腦風(fēng)暴工具與創(chuàng)客教育的關(guān)系

1.頭腦風(fēng)暴工具是創(chuàng)客教育的一種思想來源

在創(chuàng)客教育中，最關(guān)注的就是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，而創(chuàng)新點(diǎn)是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的一種體現(xiàn)，但一個(gè)人往往很難進(jìn)行創(chuàng)新點(diǎn)的提出和創(chuàng)新范疇的把握，而通過集體的頭腦風(fēng)暴可以激發(fā)參與者提出解決方法的觀點(diǎn)。頭腦風(fēng)暴為創(chuàng)客的創(chuàng)新點(diǎn)提出提供了新途徑。

2.頭腦風(fēng)暴工具是創(chuàng)客教育的一種學(xué)習(xí)方式

在創(chuàng)客教育中，有很多學(xué)習(xí)方式，如綜攝法、矩陣法、頭腦風(fēng)暴法等，本研究運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，一個(gè)集體基于一個(gè)問題進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，進(jìn)而得到項(xiàng)目的解決方案。

3.創(chuàng)客教育是頭腦風(fēng)暴工具的成果體現(xiàn)

頭腦風(fēng)暴是一群人進(jìn)行集體觀點(diǎn)的提出和堆積，創(chuàng)客教育將頭腦風(fēng)暴形成的創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行圖化、物化，進(jìn)而將頭腦風(fēng)暴提出的觀點(diǎn)和創(chuàng)意進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的成果體現(xiàn)。

● 頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育中應(yīng)用過程

筆者基于創(chuàng)客空間已有環(huán)境和利用感應(yīng)器、掌控版和計(jì)算機(jī)，設(shè)計(jì)了一款簡單的無人駕駛小車。

1.器材準(zhǔn)備及介紹

計(jì)算機(jī)（mPythonX軟件）、小車套件、掌控版、傳感器、電機(jī)、電池盒、可充電鋰電池、魔術(shù)貼等器材。

①計(jì)算機(jī)（mPythonX軟件）：用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行掌控版與程序的連接與上傳;mPythonX軟件是一款圖形化編程軟件，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠適合初中學(xué)生自主進(jìn)行圖形化編程，此軟件右側(cè)對(duì)應(yīng)Python代碼，在圖形化編程過程中，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)Python代碼以及編程邏輯。

②小車套件：小車是套件，在網(wǎng)上自行進(jìn)行購買或者廠家直接向?qū)W校供應(yīng)，學(xué)生根據(jù)先前經(jīng)驗(yàn)或者說明書自行組裝。

③掌控版：掌控板是一款為滿足中小學(xué)生編程教育及人工智能教育的需求，自主設(shè)計(jì)的微型開發(fā)板。掌控板能拓寬使用人群的范圍，建立起從小學(xué)到高中的教學(xué)銜接;本節(jié)課每個(gè)小組提供一個(gè)掌控版，掌控版的液晶屏提供可視化數(shù)據(jù)。

④傳感器：距離傳感器、遙感傳感器。

2.具體實(shí)施

①問題提出：設(shè)計(jì)一款簡易的無人駕駛小車。具體實(shí)施流程如下圖所示。

②自主思考、設(shè)計(jì)方案：選擇傳感器、圖形化編程（mPythonX軟件）部分組成。

選擇傳感器：筆者選擇距離傳感器，小車是智能自動(dòng)行駛的，看見障礙物自動(dòng)避障。

圖形化編程：前方有障礙物后退，后方有障礙物前進(jìn)，左方有障礙物右轉(zhuǎn)前進(jìn)，右方有障礙物左轉(zhuǎn)前進(jìn)。

③創(chuàng)意（頭腦風(fēng)暴工具）：本階段為創(chuàng)意階段，組內(nèi)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，各小組成員將自己的創(chuàng)意通過頭腦風(fēng)暴，進(jìn)行組合、討論、刪選和確定，進(jìn)而確定第一次創(chuàng)意，實(shí)施過程如表1所示。

④優(yōu)化設(shè)計(jì)方案（頭腦風(fēng)暴工具）：經(jīng)過第一輪頭腦風(fēng)暴即初步創(chuàng)意的提出，遺留5個(gè)問題，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案階段，再次運(yùn)用頭腦風(fēng)暴工具，進(jìn)行全班成員的頭腦風(fēng)暴（如表2）。

具體方案設(shè)計(jì)：在小車的四個(gè)燈的位置、小車前板身和下板身交界處分別安裝距離傳感器，并且安裝遙感傳感器。當(dāng)四個(gè)燈位置的距離傳感器測到5厘米內(nèi)的障礙物，則進(jìn)行避障操作（前方有障礙物后退，后方有障礙物前進(jìn)，左方有障礙物右轉(zhuǎn)45度前進(jìn)，右方有障礙物左轉(zhuǎn)45度前進(jìn)），當(dāng)避障操作運(yùn)動(dòng)20厘米之后，重新規(guī)劃路線（后退和前進(jìn)避障操作時(shí)，向左轉(zhuǎn)90度進(jìn)行前進(jìn)運(yùn)動(dòng);當(dāng)左轉(zhuǎn)前進(jìn)和右轉(zhuǎn)前進(jìn)避障操作后，按當(dāng)前方向正常運(yùn)動(dòng);除此之外也可遙感控制方向，遙感按下暫停，然后重新規(guī)劃方向，再按下前進(jìn)）。當(dāng)小車前板身和下板身交界處的距離傳感器沒有檢測到10厘米之內(nèi)的障礙物時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，遙感傳感器重新規(guī)劃路線。裝上遙感傳感器，可以控制小車的停止和運(yùn)動(dòng)。

⑤創(chuàng)圖和創(chuàng)物：創(chuàng)圖是編寫運(yùn)動(dòng)程序;創(chuàng)物是將設(shè)計(jì)圖通過激光切割機(jī)和3D打印將車身物化，并且將車身、車輪、電機(jī)、電池盒進(jìn)行組裝，最后將寫好的程序上傳并進(jìn)行調(diào)試。

⑥分享交流：基于完成的產(chǎn)品進(jìn)行分享和交流。在分享過程中，最好有可視化產(chǎn)品和講演文稿（PPT、Word等）;在交流過程中，每位學(xué)生提出對(duì)本作品的看法、觀點(diǎn)或者建議。

⑦再優(yōu)化：再優(yōu)化階段一，無論創(chuàng)圖還是創(chuàng)物階段，都會(huì)在不斷實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或者更好的解決辦法，在過程中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;再優(yōu)化階段二，在設(shè)計(jì)好作品之后，與大家進(jìn)行分享交流，基于提出的問題和建議，再一次優(yōu)化產(chǎn)品。

3.結(jié)論

利用頭腦風(fēng)暴工具，在創(chuàng)客教育實(shí)施的過程中，不僅激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)意，而且對(duì)創(chuàng)客教育的實(shí)施效果有明顯的促進(jìn)作用。

● 頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用原則

1.以“問題和項(xiàng)目”為驅(qū)動(dòng)

創(chuàng)客教育實(shí)施的過程中要以問題或項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，使用頭腦風(fēng)暴工具，集體進(jìn)行自由暢談，篩選出解決問題的多種觀點(diǎn)或途徑。

2.以“創(chuàng)意的產(chǎn)生”為目標(biāo)

創(chuàng)客教育以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力為最終目標(biāo)，而創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的體現(xiàn)就是創(chuàng)意的產(chǎn)生，頭腦風(fēng)暴工具鼓勵(lì)學(xué)生提出狂熱和夸張的觀點(diǎn)，在集體的觀點(diǎn)中篩選出可實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)形成新的創(chuàng)意。

3.以“延遲或者不給予對(duì)觀點(diǎn)的評(píng)判”[7]為戒尺

創(chuàng)客教育鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)，在頭腦風(fēng)暴過程中，學(xué)生提出觀點(diǎn)，教師延遲或者不給予對(duì)觀點(diǎn)的評(píng)判，學(xué)生根據(jù)自己的需求采納他人觀點(diǎn)和提出觀點(diǎn)，然后在設(shè)計(jì)、圖化、物化階段不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，吸取和剔除觀點(diǎn)。

● 結(jié)束語

本研究提出了頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用途徑，并證實(shí)頭腦風(fēng)暴工具對(duì)創(chuàng)客教育的實(shí)施有促進(jìn)作用。然而，任何一種工具在創(chuàng)客教育中的成熟應(yīng)用都需要一個(gè)過程。本研究提出的頭腦風(fēng)暴工具在創(chuàng)客教育實(shí)踐中的成熟應(yīng)用還存在一些需要完善的地方：①此應(yīng)用模式是在文獻(xiàn)與實(shí)踐基礎(chǔ)上提出來的，其應(yīng)用的可操作性需要進(jìn)一步數(shù)據(jù)證明;②此研究針對(duì)的是信息技術(shù)學(xué)科，不同學(xué)科的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]雒亮，祝智庭.開源硬件：撬動(dòng)創(chuàng)客教育實(shí)踐的杠桿[J].中國電化教育，2015（04）：7-14.

[2]董黎明，焦寶聰.基于課程融合的“創(chuàng)客”教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用模型研究[J].中國電化教育，2018（03）：89-96.

[3]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（01）：14-21.

[4]Stager，G.&Martinez，S.（2014）.The Maker Movement：A Learning Revolution[EB/OL].http：//www.iste.org/learn/publications/learning-leading/issues/l-l-may-2014/feature-the-maker-movementa-learning-revolution.2014-07-16

[5]何克抗.論創(chuàng)客教育與創(chuàng)新教育[J].教育研究，2016，37（04）：12-24+40.

[6]譚志敏，郭亮.頭腦風(fēng)暴法在教學(xué)中的運(yùn)用及其注意要點(diǎn)[J].繼續(xù)教育研究，2007（05）：142-144.

[7]王輝艷，武銳，呂代中.頭腦風(fēng)暴綜述[J].吉林省經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（05）：55-57.

作者簡介：王星華（1996.2—），女，河北邯鄲人，首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院，研究生，研究方向?yàn)榻逃冃А?/p>