创客教育普惠课程的基本架构和设计原则
作者:吴俊杰

  关键词:创客教育;普惠课程;课程开发;课程架构;设计原则

  我们常常说“学习是一个先把书读厚,再把书读薄的过程”;也有人说“等到你离开学校,忘掉老师教你的东西之后剩下的才是最重要的知识”。前者指的是零散的细节和细节背后的规律,后者指的是知识学习过程中价值观和综合素养的形成过程。

  创客教育的发展也蕴含着两条线索:一方面,对于数字化、计算思维、设计思维、产品意识等核心规律的学习,要通过细碎的教学点慢慢地渗透,最好能让学生自己总结或者潜移默化地去感受,甚至自己定义这些规律层面的问题;另一方面,像发现问题的能力、同理心、探究意识、团队协作能力、宣传和展示能力等超越学科本身的素养,则是在立德树人背景下对于综合素养和价值观层面上的要求。这就使得在具体操作层面上出现了一个困境:人们既感到创客教育的内容很多,缺少足够的师资和课时,又会认为只需用一个“创客马拉松”式的综合活动来训练学生的基本功即可。看似矛盾的观点,实际上反映了创客教育发展到课程建设和学校发展的深水区时,人们不同层次的需求。

  按照辩证唯物主义的观点,矛盾是推进事物发展的动力,矛盾的背后也隐藏着事物发展的一般规律。我们应该为创客教育课程做一个系统性的规划,以给学校、家庭和社会创客空间提供参照,创客教育普惠课程应运而生。创客教育普惠课程是由全国百余位创客教师共同发起的创客教育领域的开源课程,目的在于低成本普及创客基本功,并通过项目式的分级课程对学生创客领域的学习进行过程性等级评价,期望能够建设成为全国教师可参照的公共课程资源平台。创客教育普惠课程的出现,既是为了解决科学视野下创客基本功和综合学科视野下的创客教育活动之间的矛盾,又是希望从创客教育这个尚未明确定义却又生机勃勃的领域出发,让师生、校内外教育、家庭与社会等多个领域形成一种沟通机制,进而形成教育的合力。以下详细介绍创客教育普惠课程的基本架构与设计原则。

  一、创客教育普惠课程的基本架构

  创客的基本功包括编程、建模和电子三个方向,目前比较热门的人工智能、物联网和交互多媒体都可以看作这些基本功的组合应用。因此,在创客教育普惠课程中,我们将程序设计、开源电子、3D打印、激光切割这四个方向定义为核心技能方向。此外,从造物的角度出发,还常常出现诸如木工、陶艺等以动手操作为主的课程需求,以及出于表达和分享需要的多媒体编辑需求,因此增加了数字手工和媒体传播这两个课程领域。核心技能在应用领域还有机器人普及应用和STEAM综合项目两种常见的表现形式,因而在综合应用领域设计了这两个课程方向。

  (一)核心技能课程

  表1是创客教育普惠课程中关于核心技能课程的目录,每门课程后面用数字+的形式注明了该课程讲授的最低年龄。

  创客教育普惠课程核心技能分为普及组和提高组两个序列。一般情况下,普及组的课程较为简单,保证了每个学生都“能读会写”,提高组的课程则在此基础上有所拓展,让学生有机会去选择一个或者多个方向深入学习。提高组中的一些课程也可以是另一个较难的课程或者另一种入门的方式。比如在开源硬件课程中,普及组的“掌控板与物联网”与提高组的“Blynk儿童物联网,Micro:bits,Mixgo交互媒体”都是很好的入门课程,后三门课程主要作为补充课程存在,而提高组的“PCB板设计”课程则是一门操作难度较大的课程,作为对普及组课程的提升。

  普及组课程中年龄段的设计更是提供了两种可能的方式:一是选择适合自己学生年龄段的零起点课程,二是根据普惠课程的框架连续学习。以Arduino课程为例,小学中段可以Scratch4Arduino入门,接下来在“Mixly入门”和“Laserblock与Ardublock”中选择一个方向学习,在初中学习“面包板Labplus”课程,高中学习App设计与创客竞赛。这样就形成了一个较为完整的创客核心技能学习序列。

  在3D打印和激光切割领域,每个技能都提供了至少两种建模工具,并且提供了自己制作3D打印机和激光雕刻机的课程,让学生通过比较自己制作的机器与工厂生产的机器之间的差别,进一步了解数字化建模与加工之间的关系。

  (二)周边技能课程

  针对典型的周边技能——手工和多媒体,我们也进行了创客化改造(见表2)。我们把传统手工和“喷墨打印机”“刻纸机”等数字化办公工具结合起来,使传统手工的劳动教育和数字化工具支持下的建模能够在一个相对容易操作、成本较低的领域融合。多媒体技术中增加了传播的元素,即不仅关心录制和剪辑视频的技术,更关心这项技术在展示一个创客作品时的应用效果,以及如何通过媒体的传播来放大这种效果。

  相对于核心课程,周边课程的开设难度稍低,尤其数字手工课程的门槛更低,更便于普及,也便于学校结合地方特色进行个性化改造。适度数字工具的引入,又避免了“只要动手了就是创客课程”的蹭热点式做法。媒体传播领域则围绕创客作品的文档写作、路演发布、视频教程、宣传短片等知识展开课程,最后适度补充了3D渲染、动画和虚拟现实的部分内容。

  (三)综合应用课程

  针对机器人普及应用和STEAM项目(融合科学、技术、工程、艺术和利来娱乐平台的综合项目)这两个涉及创客基本功综合应用的常见领域,我们则设计了表3所示的课程目录。

  机器人普及应用关注一些价格低廉的产品或者开源方案的普及教学。其基本的课程架构参考了中国电子学会的青少年机器人技术等级考试的标准,目的是设计一个开源机器人,并将相关技术应用在无人车和无人机领域。STEAM项目实践则是通过数字科学家课程、交互多媒体课程等综合课程,使创客课程的框架逐步从信息技术学科视角向利来娱乐平台、物理、科学视角倾斜。

  (四)综合作品竞赛

  普及组和提高组的课程更像对文字和成语的学习,虽然也涉及一些简单的小项目,但是综合性仍然不够强,而且任务相对客观,相当于语文考试中的客观题。在融会贯通的环节,我们针对四个方面设计了“创客马拉松”形式的综合作品竞赛(见表4),要求在限定的时间内,以小组学习的形式,综合运用普惠课程的基础知识,完成一个综合项目,并由评审员评判,这相当于语文考试中的主观题。

  在新课标和新高考背景下,学生的综合素质评价成为新一轮高校招生制度改革的难点。普惠课程“客观题”+“主观题”的架构,构成了一个在创客教育领域综合素质评价的基础架构。其综合作品竞赛中的四个主题分类,对应着相关高校自主招生专业的相关要求,而普惠课程的过程性学习记录,又保障了学生在单一作品之外基本功的真实性。

  二、创客教育普惠课程的设计原则

  作为一种新的尝试,创客教育普惠课程希望以一种“开源课程众筹”的方式来建设,希望通过来自全国各地近百位教师的共同努力,提供创客教育公共品,服务教师培训、区域教材的编写和创客教育政策的制定。从2018年5月到2019年1月,创客教育普惠课程开发工作完成超过一半,课程之间相互独立又彼此联系,大部分课程配备了在线教师培训视频和学生自学微课。教师在公共网盘中可以下载已开发课程的电子版,在微信公众号上可以找到免费直播课的回放地址,并可定期参加线下教师培训活动。

  正是因为采用众筹的方式建设创客教育普惠课程,因此大家必须遵循一定的原则来建设和开发不同内容的课程体系,以尽量将不同的科目所用的软件、硬件和工具做好区分,并让每门课程的开课成本尽可能降到最低。与此同时,每门课程又有自己向上的提升脉络,方便在提高和综合的层面上进行拓展。简单来说,创客教育普惠课程的开发主要遵循了以下设计原则。

  一是保持简单和开放性。因为定位为开源课程,任何非营利机构保留署名后即可免费使用,所以不希望给开发者增加太多的负担,基本沿用一页纸一个课例的设计规范,细节的部分用视频二维码补足。入门的课程每个级别一般用3个平行案例来讲解,适度的重复保证了知识点的落实,也便于以抽签的形式考核各个等级的技能要点。

  开放性一方面是指使用的开源协议允许他人在以相同的开源协议分享为前提下的二次修改,另一方面也是指内容的不断更新,除了加入新的课程之外,旧的课程也会在每年的九月完成年度修订发布新版本。

  二是相互独立并彼此拼接。相互独立避免了内容的重复,最小化每个课程所用到的软硬件资源,且开发和实施相对简单,教师可任选一个内容零起点开展教学。彼此拼接又使得有条件的学校可以使用更多的课时开设更多的创客内容,循序渐进地通过大班教学、小组学习,甚至学生自学的方式普及教学基本功。与此同时,让有创客爱好与特长的学生脱颖而出。

  三是学考分离与学分累计。每个普惠课程案例都设计了对应的考核标准,并且提供在线视频便于学生自学。这意味着学校可以不开设相关课程,只根据考核标准对自学成果进行评价,给予相应选修课学分并纳入学生的综合素质评价。学考分离解决了师资不足和课时有限的问题,也强化了学生的自学意识并提高了综合素质评价的公信力和区分度。这还使得学生自学、校外兴趣班和家长辅导等多种形式都能够以学分的形式体现在综合素质评价的结果当中,形成育人合力。

  目前,普惠课程的架构更像是一个自学的图书馆,试图将正式学习和非正式学习通过学分银行的形式存储起来,以综合素质评价为抓手来促进学生认真思考自己真正的爱好所在,以及在人工智能时代如何做一个喜欢创新的人,同时为高校招生提供依据。普惠课程的架构似乎为实现上述目标提供了一个可参考的实验方案,其结果还需要不断地验证。创客教育的目的不仅是让学生学会面对创造性工作,更重要的是形成一种能力面对创造性闲暇;不是为功利的结果,而是为体验学习的乐趣,特别是自学和分享的乐趣。这是在人工智能时代劳动力过剩时,避免被机器人饲养的一种生活技能。未来的学校可能是一所创造知识和经验的图书馆,而优秀的创客教师则是最贴心的图书馆管理员,看着学生各自借阅的同时,还会贴心地将可能有帮助的项目资源放在学生经常坐的座位附近,并与学生共同成长。通过创客教育普惠课程,我们正在向这个目标有计划、有步骤地靠近。

  (作者系北京景山学校信息技术教师,中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家委员会副主任委员,创客教育普惠课程项目发起人)

  责任编辑:牟艳娜

0
欢迎投稿
投稿平台

https://bkstg.yxld.com.cn

联系信箱

mouyn@yxld.com.cn

sunjh@yxld.com.cn

zhuyz@yxld.com.cn

欢迎加入QQ群
与编辑互动
合作伙伴