创客课程开发理论及欠发达地区实践路径

摘要：本研究基于创客教育课程开发的三大理论基础——基于经验的学习强调、知识互动构建过程的重视、道德和伦理实践的指导，提出了“一核四维”的课程开发理论，“一核”即聚焦学生核心素养，“四维”即从“趣味性（趣）、理论性（理）、实用性（用）、社会性（融）”四个维度进行课程开发。另外，本研究采纳了“1+N”策略，即以一所学校或一位教师为中心节点，辐射带动N所学校或N位教师，并在典型案例学校进行实施和推广，以期能够为部分欠发达地区提供可参考的经验和模式。关键词：创客教育；一核四维；跨学科教学；教育均衡创客教育是结合技术探索、动手制作与创新思维的一种教学模式，着重提升学生发现问题、解决问题的能力。但创客教育当前存在两大主要问题：一是创客课程的本质及教学方法尚未得到深入挖掘，主要依赖于一线教师的教学经验或企业的有限探索。二是创客教育的普及面临多重制约，在一些欠发达地区，长期缺乏相应的师资和设备的投入，使这一问题更加凸显，从而加剧了教育上的地域差异。笔者所在项目组经过多年的深入研究和实践探索，提出了“一核四维”创客课程的开发理论，并基于该理论进行了创客课程开发及“1+N”的课程实施，以期能够有效解决上述问题。“一核四维”创客课程开发的研究历程1.初步探索阶段开设轮式机器人技术课程和开源硬件项目，旨在提供一个多维度的教育体验，这不仅涵盖了趣味性和数字技术的应用，还包括从创意到物质化的整个创新过程。同时，加强创客教师队伍的能力建设，为学生提供更加优质的教育服务。2.系统建构阶段本阶段的工作重点是系统性地进行理论研究，开发出一套连贯的课程体系。项目组基于以学习者为中心的课程设计理念，提炼出“一核四维”的创客课程开发理论，并开发一系列教材及教学资源。3.深化与推广阶段项目组致力于深化“一核四维”的课程开发理论，并将其推广至更广泛的校本课程开发领域，同时，拓宽合作范围，与笔者所在市的中小学校和部分农村学校开展试点合作，将基于“一核四维”的创客教育课程引入更多的应用场景。“一核四维”创客课程开发研究的成果1.形成了“一核四维”创客课程开发理论经研究实践，项目组提出“一核四维”创客课程理论模型，如下图所示。一核即聚焦学生核心素养，强调创新思维、审辨思考与解决问题能力的培养，并注重塑造社会主义核心价值观。“四维”包括“趣、理、用、融”，其中，“趣”要求结合学生日常生活和经验，设计有趣的情境任务，引发学习兴趣动力；“理”注重学科原理与跨学科方法，将创客经验迁移至其他学科，促进高阶学习；“用”鼓励学生将创客知识技能应用于实际，解决真实问题；“融”则从社会道德需求上审视创客应用，确保符合社会价值观和道德规范。2.建构了“一核四维”创客课程目标，开发相关教材根据“一核四维”理论，构建课程目标：发展创新思维、审辨思考和问题解决能力（一核）；设计有趣情境和任务，增强学习动力（维度一）；强调学科原理和跨学科方法，促进经验迁移（维度二）；应用创客知识技能解决真实问题（维度三）；培养社会责任感和道德规范，确保创新与创造符合社会价值观（维度四），同时开发与课程目标相对应的地方特色教材，部分教材如表1所示。例如，在《机器人教育与数学学科融合课程系列初级版》教材的开发过程中，笔者所在项目组是“四维”角度出发进行构建。首先是“理”的维度，数学中的数轴是建立数量与空间关系的核心工具。轮式机器人在地面上行走，其空间位置不断变化，如何精确描述这种运动变化呢？笔者引入了数轴，建立了原点、方向和单位长度，并通过数轴上的运动距离和方向来探讨基本的运算法则“加、减、乘、除”。这样，学生就可以从空间维度而不是仅从数量维度来理解运算法则。接下来，构造“趣”的维度。考虑到6、7年级的学生对《西游记》一书中的神怪类故事非常感兴趣，笔者构建了《西游记》的情境，并将轮式机器人运动之“理”、控制之“理”、数学之“理”融入故事，实现了趣味性功能。当轮式机器人在完成任务时，便体现了“用”的维度，需要调用“理”的内容解释，又触发了纯粹“理”边界外的问题，从而实现解决现实问题非“理”因素的探讨。从“理”到“趣”再到“用”，最终进入到团队分工协作的“融”的维度。3.建立欠发达地区“1+N”创客课程实施策略在欠发达地区开展创客教育面临多重挑战，关键问题之一是缺乏领域带头人。常规教师培训在这些地区效果有限，主要原因是返校后缺乏必要的技术支持，导致教师的热情和积极性逐渐消减。针对此问题，项目组提出了“1+N”策略，“1”即培养创客学科的关键人物和建立创客关键场所，通过这些“1”激励和指导N所学校或N位教师持续开展创客活动，形成团队合力。例如，某学校通过工作坊形式，建立了开平市小学创客教师联盟。每周末，教师举行研讨课、分享课、基础技术课等活动，从“1”出发，辐射至N个地区，实现了教育资源的推广。这些活动有效提升了教师的专业水平，同时激发了他们的教学热情。4.实施“一核四维”创客课程实施评价方案表2所示的评价方案提供了全面的框架，教师可将其用于评估和量化学生在创客教育项目中的表现和进步。5.形成了“一核四维”系列创客教育教学资源在开发教学资源方面，项目组采用“1+N”策略，重点提升教师的创客技能，鼓励他们在有限资源的情况下设计并使用有效的教学工具。例如，项目组组织信息科技教师，通过优质课、公开课、同课异构等多种形式，先后设计和开发了大沙茶项目式学习的说课案例、轮式机器人与数学学科融合的公开课案例等。“一核四维”创客课程的创新“一核四维”理论为教育实践中核心素养的全面落实提供了可积累的经验和指导意义，也为教育工作者提供了宝贵的实践指导。此外，项目组提出并实施的一系列针对性强的“1+N”创客课程实施策略，有效解决了欠发达地区在创客教育方面遇到的一些问题，同时促进了教育质量的提升，缩小了地区教育的差异。“一核四维”创客课程的成果在育人价值方面，项目组将成果应用到笔者所在市的中小学的创客兴趣班以及职业学校的相关专业，累计有2000余名学生参与，每名