创客教育背景下的通用技术课程实施研究-精品文档

1、创客教育背景下的通用技术课程实施研究一、引言 随着高新技术人才的培养在当前技术革命竞争中的日益显 著，技术教育受到空前的关注与重视。技术教育( Technology Education )作为一种传授技术基础理论，培养技术实践能力， 提高技术理解、 使用与判断并以应用为目的的知识技能教育， 区 别于运用科学规律阐述自然和社会生活中各种现象发生、 发展的 科学教育实践，一直是在基础教育阶段以各种活动课程开展实 施。在普通高中阶段，通用技术课程是除信息技术之外的、较为 宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术教育。 在课程建设完善十余年， 虽然师生对课程实施有较强的课程认同 性，但普遍不

2、满意于课程文本信息 1 。通用技术作为基础技术 教育的课程载体并没有发挥出应有的课程价值。创客空间( Makerspaces 或 hackerspaces )也称黑客空间， 兴起于 2005 年左右，在一些社区中人们通过会员制、按时收费 制或者共有产权等合作策略探讨和分享电子硬件制作工具和编 程技巧，比如使用各类金属、木制、塑料以及激光切割机、 Arduino 、树莓派以及小电路装置等工具进行创作 2 。随着技术 的革新与理念的创新， 在全球范围形成一股创客运动的热潮。 方 兴未艾的创客运动与教育领域的碰撞， 一种新的教育形态创 客教育应运而生， 尤其是在技术教育中形成强烈诉求愿景。 通用 技

3、术作为基础技术教育课程需要创客这样的创新文化氛围和技 术共享理念， 结合通用技术体现的通识价值技术素养， 从生活经 验过程体验到设计独特学科思想的课程内容以及课程实施形式。 这就要求我们需要在创客教育背景下对通用技术课程实施现状 与开展方式进行新的讨论。二、通用技术课程实施的主要问题与困境1. 课程资源环境建设匮乏自从 2003 年通用技术课程标准（实验）开始实施，虽 然形成了必修 +选修基本教学模式， 并基本配有教材 ?c 参考教具。 但由于全国各地区办学差异大、高中学校面临升学压力等问题， 以课程实践为导向的教学资源并未系统的建立起来。 技术教育是 以技术活动体验为教育价值挖掘传递的过程，

4、 硬件资源建设是技 术课程实施的最大困难 3 。可以说在通用技术课程经过全国高 中范围实施十多年中， 资源环境建设不足与技术教育载体匮乏等 原因影响了技术教育的过程体验的价值传递， 而最终结果就是大 部分学校只开设以教师教授为主必修理论部分内容， 缺失了技术 设计过程的实践体验， 课程实施落入了技术教育价值寻求资源载 体的窘况。2. 技术知识课程化偏低 技术被作为普通高中教育课程方案中提出的学习者八种学 习领域之一 4 ，通用技术课程作为一门以培养学生技术素养与 技术的学科， 选择符合学生认知思维水平， 利用已有习得知识储 备进行创新的自我实现诉求的技术知识载体非常重要。 但是目前 课程实施的

5、组织、 选择技术知识载体、 技术价值挖掘等方面并没 有在十年的课标修订与教学一线中形成。 如何把浩如烟海的技 术知识转变为一定课程理念下具有教育属性、 课程属性的技术课 程知识，需要通过技术知识的课程化 5 。重构符合课程属性的 通用技术课学科知识， 这是在整个课程实施过程中最根本的课堂 实践。3. 教师缺乏较专业的学科知识 调查研究表明目前在高中任教的通用技术课程教师专业背 景大多以物理、计算机、教育技术专业为主，对课程的理解与把 握差异性较大。 技术课程强调活动实践的高度综合与创新， 但教 师如果缺乏技术学科知识、 技术教学知识、 基于理解学生的技术 学科教学知识、 技术课程知识、 技术情

6、境知识及技术价值观知识 等六个维度技术教育教师的 PCKt( Pedagogical Content Knowledge of Technology )学科教育知识结构 6 ，在课程实施 过程中并不能完全胜任主导角色。 通用技术课程不同于传统的以 知识内容为主题的教学， 学生需要在技术理论的掌握理解下， 进 行体验、操作以及实践设计，对技术教育的教师来说，需要更好 的整合技术与环境、知识与能力、情境与价值观等方面内容。当 前教师学科背景复杂、 对本学科认识匮乏、 接受相关培训较少等 诸多原因，教师教学专业素养有待提高。4. 技术课程价值文化困境由于技术一直不被作为“知识”看待， 或者在知识领域

7、中处 于被压迫和剥夺合法性的状态， 技术知识独特的教育价值长期被 忽视 7 。在教育领域技术类课程得不到应有的重视，技术类学 科总是让位于主课科目， 技术课程价值文化的困境使得其课程文 化的自觉并不能引导课程本身的正常化发展， 课程的建设与实施 捉襟见肘，学校技术教育长期畸形发展。在困境的旋涡中，通用 技术课程急需一场技术文化的暖流消解雪藏的技术教育的固有 价值。三、创客教育背景下的通用技术课程实施思考 由于多重方面的影响， 通用技术课程在基础教育实施的十余 年，并没有最大限度的承载其技术教育功能价值。 随着创客教育 的出现， 技术教育愈来愈受到关注与重视， 而技术课程也正寻求 自我突破的发展

8、之路来凸显其价值与意义。 创客教育作为一种新 形态的教育形式，需要将创客运动倡导的“动手操作、实践体 验”理念融入各学科教学过程，开展基于创造的学习 8 。这种 教育形式能够促进学生的好奇心， 改善和迭代学习， 从而通过更 好的问题来改善思维。 在这样学习环境中促进学习的热情， 学生 信心和共同合作，有助于课程更好的实施 9 。因此，笔者对创 客教育背景下通用技术课程的实施提出了几点思考。（1）技术体验环节： 在创客空间体验馆注重教师讲解与学生体验活动 知识学习环节是创客教育背景下通用技术课程的基本环节，基础知识的学习是学生产生创意并对其进行实践的重要条件。 此环节中，在创客空间体验馆学生要学

9、习通用技术课程的基础知 识、操作原理与技能，课上教师组织学生进行思考并且讨论。随 后，学生根据自己的学习情况进行操作练习， 学生可以和教进行 探讨， 使自己更加牢固掌握学习内容。 创客教育背景下的通用技 术课程中学生的学习过程是学生自己对知识的建构， 并且应用到 实际的操作中。（2）模仿实践环节：以学生为主体，对项目详细资料进行 协作创造体验模仿实践环节在通用技术课程中起承上启下的作用。 此环节 在学校的创客空间进行， 教师给学生模仿项目的详细内容， 包括 项目的简要介绍、功能、所需的路径、工具与连接步骤等。教师 需要向学生说明在实践操作项目过程中的重点以及需要注意的 事项，以小组的形式进行协

10、作学习，仔细研究项目资料，小组分 工合作来对此项目进行实践操作。 学生自行解决实践过程中的问 题与掌握操作的进度， 以更好的完成任务。 在合作过程中能够增 强学生团队协作的精神， 更深刻理解所学的知识， 体验造物过程。 学生在完成项目中可以培养自己的实践与创造能力， 为自己创造 项目打下基础。（3）创新协作环节：基于项目设计进行创新问题解决 创新协作环节是学生进行创新活动的重要环节。在此环节， 教师给学生创造项目的主题， 让学生以小组协作的形式对项目进 行设计， 教师在此过程中对学生的表现进行形成性评价。 在此环 节中，学生小组协作确定项目的设计并进行实践操作， 不断的对 项目进行完善。 学生

11、得到很多有关项目实施的经验， 对所学的知 识得到完全的内化，在创新项目实践中 ，能够调动学生学习的 积极性， 并且能够提升学生的动手、 解决问题能力以及创造性思 维，让学生体会到创客教育下的通用技术课程是以学生为主体， 小组合作共同来完成相关项目，更好的进行实践。（4）共享评价环节：创意项目的共享、评价与展示 共享评价环节可以邀请其他学科的教师以及创客的爱好者 等，进行多学科知识融合。在此环节，学生对自己的创新项目进 行展示，生生间、师生间或与其他人进行互动交流，使大家的思 维发生碰撞， 能够激发学生创造项目的积极性。 大家要对同学们 的项目进行评价， 在评价交流过程中， 学生们对项目将有更深

12、的 理解并对其改进。除此之外，小组间与组内都要进行互相评价， 这样可以起到促进作用，让同学能更加积极的加入到创造项目 中，通过同学及老师们的意见可以对项目进行优化， 参加创新创 意比赛，学生可以随时去创客体验馆，完成参赛所设计的项目， 在这些环节中能促进学生创造性思维， 提升学生的动手能力以及 学生之间的协作精神，使学生不断地创造出新颖的项目。2. 基于创客教育的通用技术课堂活动案例设计 在基于创客空间的通用技术实验室中， 一般配基本的工具比 如：计算机、各种传感器、 开源电子板、 各种螺丝刀、 锉刀套具、 小型车床等。 项目学习关键在于项目的操作性与延展性， 例如在 通用技术课程的选修部分内

13、容“创意项目制作”中的课程活动 中以“智能家居”为主题设计一系列案例内容主题， 本次活动围 绕 Arduino 控制器设计一个智能化的家庭系统展开。阐述该模 型下通用技术课程的设计流程。（1）技术体验环节 将生活中常见的声光控灯问题导入课程， 进行探讨来激发学 生的兴趣。 在此过程中引出怎样用 Arduino 控制器来制作声光控 灯，利用课前录制的微视频对继电器模块、声音传感器、光线传 感器与 Arduino 连接时的工作原理进行讲解， 并且演示如何用图 形化编程软件 Mixly 对 Arduino 控制器进行编程， 留有时间让学 生进行体验活动，动手操作，教师在此过程中进行指导。这一环 节同

14、学们在体验过程对其基本知识和操作方法具有初步认识。（2）模仿实践环节 每个小组会得到声光控灯项目制作教程， 学生参考教程进行 协作学习。 在动手实践过程中提出遇到的问题， 教师针对学生提 出的问题有侧重的进行讲解， 在模仿的过程中加深了学生对继电 器模块以及相关传感器与 Arduino 连接时的工作原理的理解。 通 过模仿项目逐渐加强学生应用工具能力， 能联系生活， 应用工具 模块，提出问题。（3）创新协作环节教师启发学生创新创意协作完成设计。 通过技术体验、 模仿 实践环节， 学生们清楚了如何利用 Arduino 和相关传感器实现创 意项目。项目学习引导学生去观察生活，关注智能家居的设计，

15、应用智能技术去创造性地解决具体问题。 组织小组成员进行分工 协作，开始选定主题，设计方案；方案设计完成，经过小组成员 与老师充分讨论、修改以及论证，最后开始动手实践，小组成员 分工协作共同实现运用 Arduino 实现问题项目。 教师在此过程中 对小组成员的表现进行形成性的评价， 学生在创造项目时教师不 会做过多干扰， 对创新思维能力动手实践设计能力表现较差的学 生可进行针对性启发， 让每组成员都能根据自己的创意来实现预 期效果。在此环节中学生可以在创客空间综合应用相关工具和材 料进行制作。例如：某小组创意是，每当临近秋冬时节，温度骤 降，即使在室内也感觉得到寒冷。面对衣柜里冰冷的衣服，我们

16、总是鼓足了勇气才穿上他们， 并且在接下来的一段时间用自己的 体温让它们逐渐变得不那么“冷”， 给我们提供保暖。 该团队突 发奇想，为什么不制造一个能让人打开就能穿上暖暖的衣服的温 暖衣柜呢？在老师的启发与协助下，开始分解问题，比如：用什 么控制器， 继电器什么时候开始加热等各种问题。 通过查阅相关 资料动手实践， 小组成员成功完成了温暖衣柜中衣服温度的测量 与调控。（4）共享评价环节 每个小组对自己的作品进行创意过程展示， 阐述面临的困难 与困惑，分析问题解决方案。小组间可协作提问，优化创新创意 作品。针对作品创新创意特征、技术难度，以及学生的综合表现等方面， 教师进行总结性评价。 同时在校园

17、范围内宣传创新创意 作品，以校园科技节为依托，展示分享作品，并开展最近设计、 最近创意、最佳结构、优秀小组、优秀个人等多种奖项。此过程 中以比赛交流、创意分享等多种方式，构建交流平台，激发学生 创作热情。其中“温暖衣柜”创造作品在各项创客比赛中取得优 异成绩。 五、展望与反思1. 学生为主体的技术教育 通用技术课堂是注重思考与动手的课堂， 教材章节的内容涉 及较广，从教学设计上来说， 以正常的课时并不能完成教学任务。 这就要求教师纵观教学内容， 在创客空间实施以课程项目的教学 设计，掌控整个学习进度与探索方向， 并且要求学生在课程项目 活动中以“做中学”体验技术设计与实践创新， 在整个教学过程

18、 中，充分体现了以学生为主体，教师为主导的双主模式。除此之 外，创客体验馆以学生自主管理，全开放形式， ?猿忠匝 ?生兴趣 爱好与创意创新为出发点， 提供安全便捷技术环境与项目探索指 导。2.通用技术课程设计的通识与创新 基于创客教育的通用技术课程并不是以偏移于创新创意设 计，而是在我们以图书馆管理方式的技术创客体验馆、 选修课课 程项目和创新创意的综合课程体系设计。 既要以培养学生技术素 养的课程主体价值为通识特征， 又要在创新创意设计中培养学生 创新精神、正确的技术价值观等方面体现课程的共通价值 20 。 在课程项目实施中注意培养学生高阶思维的设计。3. 技术设计与实践创新的评价方式 从学科横向来看，技术课程与科学类课程的比较中不难发 现，科学类传统课程以纸笔方式的评价模式历久弥新。 但是技术 教育的内容不仅包括技术知识， 还有技术设计情景、 技术价值观 及其技术情感体验等多元化内容 21 ，所以在技术课程的评价方 式设计上应以学生的设计活动过程与实