家庭创客：居家环境下开展科技创新活动

【摘要】当前，一些地区中小学校进入抗疫居家在线学习模式，改变了学生的生活和学习方式。如何将“单一、被动”的居家在线学习转变为“多样、主动”的线上线下互动融合的居家自主学习？为此，本文向各地区推荐一种适合中小学生居家环境下开展科技创新活动的学习方式，学校和家庭通过联合打造学生居家环境下“活的学堂”“活的学材”和“活的家风”，培养面向未来和与众不同的科创先锋——家庭创客。这一经验和成果适合不同发展水平地区的广大中小学生家庭居家开展科技创新活动，也适合处于抗疫居家在线学习模式下的中小学生丰富学习内容、转变学习方式和提升核心素养的需求。【关键词】家庭创客;居家环境;科技创新;项目化学习家庭创客是指热爱居家环境下因地制宜地开展科技创新活动的中小学生，家庭创客行动是一种有中国特色的青少年创客教育活动，青少年活动中心和学校教师在线或线下开展指导。2015年，上海市宝山区首创的“家庭创客行动”被评为上海市教育综合改革典型案例，在全国12省市推广，受到各地中小学校欢迎和社会赞誉。疫情之下，家庭创客为中小学生们提供了很好的经验样本。以家庭创客工坊为平台，打造“活的学堂”家庭创客工坊是家庭创客开展科技创新活动的专属空间，是一种“活的学堂”，教师和家长要指导学生因地制宜地建设科创工坊，因人而异地选择活动项目，因学所求地采取学习方式和模式。1.创建家庭创客工坊指导学生因地制宜利用客厅、书房和卧室等房间一角（一般2～3平方米），阳台、阁楼、车库、地下室，或单独房间，构建面积不等的创客专属空间。再根据活动项目配置相关设施设备和工具，如工作台椅、工具箱和器材等，也可以利用现有书桌、饭桌、橱柜等家具。2.选择家庭创客活动项目不同年龄阶段孩子对活动项目的需求是有差异和变化的，要引导学生自主选择活动项目，可以从三方面着手：一是顺应孩子的兴趣爱好;二是传承家族与家长的兴趣爱好和特长;三是对接学校科技教育项目特色等。如可以选择家庭创客手工坊、实验坊、发明坊、电子坊、3D打印坊、AI坊、编程坊、模型坊、园艺坊、木艺坊、陶艺坊、布艺坊、石艺坊、动漫坊、彩泥坊等。活动项目选择后也可以根据情况变化进行调整。3.采取基于造物的项目化学习方式基于真实生活，以问题发现为导向，以造物挑战系列任务为驱动，项目化学习为方式，开展自主式、生成性、实践性和创造性的系列化学习活动。如以平衡鸟为项目，围绕平衡鸟设计制作开展“实践体验、参观考察、文献查阅、科学探究、设计制作、装配调试、创新研究、展示交流”等一系列学习活动。4.构建基于家校社联动的自主学习模式基于家庭创客工坊的项目化学习是一种跨越校内外时空的学习过程，需要构建“学校学习+家庭实践+社会创新”联动的自主学习模式，在整合校内外资源和联动学习时空中开启自主学习模式。5.构建以“玩物+造物+研物”为家庭创客工坊的叠迭可持续发展机制指导学生按照学龄阶段创设家庭创客工坊不同的学习场景，如3-6岁幼儿，选择“家庭创娃玩具坊”，突出“玩物”，以“玩中学”体验和感知自然万物之魅力;7～11岁小学生，选择或升级“家庭创娃工坊”，重点“造物”，“自已动手”制作各种各样的科技作品;12岁及以上初中生，选择或升级为“家庭创客工作坊”，进入“研物”阶段，将自已的创意变现实。开发家庭创客工坊活动课程，打造“活的学材”以陶行知“生活是本活教材，随手抓起来都是学问，都是本领”为指导，打造“活的学材”，就是基于真实生活，针对中小学生对家庭创客活动不同项目和需求开发相关活动课程，让学生明白生活、劳动和社会实践之中隐藏着科学探究、发明创造的机遇与挑战，逐步学会让人类生活和世界更美好的自主學习、自发实践和自强创造的方式。1.家庭创客工坊导论课程这是家庭创客的导论课程，主要向学生介绍创客和家庭创客的由来、什么是家庭创客、如何建设家庭创客工坊、家庭创客工坊有哪些学习项目、如何选择学习项目、如何开展基于造物的项目化学习等，引导广大学生崇尚创客工匠精神，积极参与科创实践活动。课程内容有：专题一乔布斯的家庭车库;专题二我的家庭创客工坊;专题三家庭创客制作坊;专题四家庭创客模型坊;专题五家庭创客实验坊;专题六家庭创客电子坊;专题七家庭创客园艺坊;专题八家庭创客3D打印坊;专题九家庭创客发明坊。主要应用专题讲座、案例教学、科学探究、设计制作、发明创造等方式，开展居家在线专题直播或视频学习等。2.家庭创客工坊活动课程在导论课程基础上，深化家庭创客活动项目的学习，整体规划和分项目开发，如家庭创客制作坊活动课程，学习内容有：来自日常生活的显微镜、走马灯、投石器、平衡鸟、风筝、小台灯、万花筒、风铃和瓢虫等20个专题任务;学习方式：小学生以“造物”为主的项目化学习，初中及以上学生以“研物”为主的项目化学习;在学习过程中，引导学生在活动中体验能工巧匠、工程师、发明家和科学家等的工作经历、方法和成果，感受大国工匠精神，逐步养成对科技创新的好奇、兴趣和爱好。3.“五问五步”项目化学习主题系列活动课程以“五问”为学习的逻辑起点并贯穿在项目式学习过程中，在“多维度、多层次和多节点”中发现、分析和解决问题，以“生活体验+科学探究+工程实践+新知建构+创新研究”为“五步”全场景课程结构及深度学习链，引导学生掌握“实践→认识→再实践→再认识”的认知和学习方法，让学生成为知识的创造者。本课程有神奇的肥皂、奇妙的陀螺、有趣的仿生昆虫、茶的秘密、不一般的布和陶土超级变等主题系列，配套学习手册、资源手册、视频、PPT和材料包等。营造家庭创新文化氛围，打造“活的家风”家庭是孩子可持续成长的摇篮，是植入创新文化基因的“第一课堂”，让动手做成为广大家庭的一种生活方式、文化传承和创新实践，营造学习型家庭生活，活化有中国特色的家庭创新文化氛围，孕育真正热爱科技创新的未来人才。1.家长要扮演好自己的角色家长要成为孩子创客活动的支持者、陪伴者和辅导者，成为创客资源的提供者、整合者和开发者，成为孩子可持续成长的引导者、鼓励者和鞭策者，成为家庭创新文化的建设者、践行者和传播者。家长切忌包办代替或不闻不问。2.追求孩子终生可持续发展人生如马拉松赛跑，抵达终点者才是胜者。家庭创客活动不仅能培养孩子“动手做”的跨学科创造性思维方式和综合实践能力，更有利于培养孩子的信念、情怀、习惯、担当和使命，家长要有的放矢地鼓励孩子成为自已的活动设计者、学习创造者和世界改造者。3.家长基于家校社联动的自主学习模式指导孩子掌握“学校学习+家庭实践+社会拓展”联动的自主学习模式，培养孩子可持续成长的自主学习活动方式。4.家长可以建立孩子的家庭创客档案家长要以日志形式图文并茂地过程性记录孩子的家庭创客成长经历、实践案例和研究成果等，为孩子的教育综合评价积累丰富经历、原始材料和活动成果。5.家长可以开发适合孩子的家庭创客活动资源家长可以结合自身兴趣爱好和专业经验等特长，根据孩子情况个性化地应用、整合和开发一些家庭创客活动资源，如活动手册/课程、活动包、器材套件和工具等，開展个性化、多样式的家庭创客活动。以新时代大国工匠为榜样，争做“科创先锋”2015年以来，上海市宝山区先后命名了120，000多个“家庭创客工坊”，其中涌现了一批又一批有创新潜质、热爱科技和善于造物的未来创新人才。案例1：家庭创娃3D打印坊。小杨同学小学四年级时，第一次看到了3D打印机，她对父亲说：“好神奇啊！要是我也有一台，不就可以做出我想要做的各种东西了吗？”于是在家长指导下，小杨在家中客厅一角（约5平米）创建了自己的3D打印工坊，由一张小方桌、一张长桌、一个移动工作柜和一个书架等组成;小方桌放一台3D打印机，长桌左侧设计区放一台电脑，右侧操作区用于装配3D打印作品，长桌正面墙上是多孔板工具架，放一些常用工具;移动工作柜是备用耗材库，书架放一些资料书刊及陈列一些作品。这个小天地从此成了小杨的专属科创空间，不仅把自己的想法创意变成现实，还可以解决生活中的实际问题。有一次小杨的竖笛头找不到了，她想：“这个东西我能不能打印一个呢？”带着这个想法她找数据，量尺寸，研究共鸣腔结构，经过八次打印试验后终于做出了可以吹出音的竖笛头。还有一次，私家车内一个储物盒的开关锁扣坏了，抱着试试看的心态，开始了锁扣的打印制作，经过几次设计调整后，终于做出了可用的锁扣环，“这个零件如果去4S店修的话可要好几百块呢”。随着设计的作品越来越多，小杨还在3Done社区里建了空间，每天只要完成作业，就打开3Done软件设计，然后上3Done社区发布作品，这成了她每天最开心的事。她还在上海市创客新星大赛中多次荣获一二三等奖。疫情居家期间，小杨有了更多自主安排的时间开展3D打印科技创新活动。案例2：家庭创客发明坊。小仇同学从小喜欢科技制作活动，擅长把生活中发现的好玩的东西变成一个个有创意的小发明，小学时期在客厅阳台开辟了一个模型坊，初中后利用书房建设了一个9m2的发明坊，将一张书桌改成工作台，配置了各种制作工具和材料，及各种专业书籍和资料等。妈妈说：“专用空间有利研制持续时间较长的作品”。小学二年级寒假回东北老家，被家里冒着雾气的加湿器吸引。“为什么加湿器能喷出蒸汽”“我能否设计制作一个类似的加湿器”。开学之后，在老师指导和家人支持下，他用家中废旧的牛奶盒设计制作了一个加湿器，这个小发明不但选材环保，而且还能够根据室内的湿度自动调节开关。这个“室内自动加湿器的设计与制作”项目获得了第32届上海市青少年科技创新大赛一等奖。初中预备班时，他迷上了为河道或海滩清理垃圾的课题，“应用于河道淤泥环境下的打捞杂物水陆两用机器人”应运而生，经过2年多持续六代迭代开发，参加中国（上海）国际技术进出口交易会第四届上海市青少年科技发明成果展，并申报为实用新型专利。他的妈妈说：“抓住兴趣领域，一代又一代的迭代研发，其过程就是孩子可持续成长的经历，也是经验积累和素质提升的过程”。“家庭创客活动让孩子对科技的兴趣越加浓郁，为解决研究问题自已会去学习有关物理、化学和数学等知识”。目前