创客教学活动设计
2019-06-04 16:30阅读：
创客教学活动设计（汇报）
一、创客简介
1.创客
定义
什么是“创客”？目前学术界还未给出公认的定义。网络上比较流行的解释是“创客（Maker）一般是指不以营利为目标，利用3D打印技术以及各种开源硬件，努力把各种创意转变为现实的人”（李凌等，2014）。创客既是一群喜欢或享受创新的人，又是一种文化，一种态度，一种学习方式。
起源
创客的起源，有人认为最早源于2001年由美国MIT比特与原子研究中心发起的Fab
Lab（Fabrication Laboratory）创新项目。Fab
Lab（微观装配实验室）以个人创意、个人设计、个人制造为核心理念，旨在构建以用户为中心的，融合设计、制造、调试、分析以及文档管理全流程的创新制造环境。目前全球已有30多个国家建设了Fab
Lab，通过标准化制造工具（激光切割器、数控铣床、嵌入式处理器、CAD/CAM
软件、电路板等）与流程的分享，形成了全球最大规模的分布式创新制造实验室。
创客思想可以追溯到20世纪60年代西方兴起的DIY（Do
It Yourself，自己动手做）DIY
从最初自己修理房屋，到自己修理家电、自己组装电脑，再到现在可以DIY任何东西，比如DIY发型、DIY美食、DIY面膜以及DIY自行车。DIY最初的目的是为了节约开销，现在则转变为兴趣驱动下的个人创意秀，即
创造一切新颖独特的物品，而这也正是创客的精髓所在。创客除了进行基于个体的自行设计和制造（
DIY）外，更多的是进行集体的、跨界的合作创造（
Do
It Together）。
Fab
Lab与DIY理念与实践在全球的传播，推动了创客运动的兴起与快速发展，掀起一股创新浪潮。创客运动是指越来越多的人开始在日常生活中创造新颖的物品，并通过各种线上、线下的论坛与他人分享创造的过程与作品（Halverson
& Sheridan，2014）。
内涵
创客运动可以理解为“互联网+DIY”：人人都可以像科学家、发明家一样，利用身边的一切资源（如软件、硬件、材料、专家、同伴等），将自己的创意变成现实，并通过互联网平台快速分享给全世界。
2.创客教育
创客运动与教育的“碰撞”，正在慢慢改变传统的教育理念、组织、模式与方法，创客教育应运而生。
定义
创客教育是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。
理解
创客教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想（祝智庭等，2015）；提倡“基于创造的学习”
，强调学习者融入创造情境、投入创造过程（郑燕林等，2014）。传统教育具有深深的工业化烙印，是典型的基于知识的教育（Knowledge-Based
Education）；创客教育则是适应知识经济时代发展的以能力为导向的教育（Competence-Based
Education）。
创客教育背后蕴含着丰富的教育理念，其中最突出的便是美国实用主义教育家杜威提出的“做中学”（Learning
By
Doing）思想。“做中学”也就是“从活动中学”、“从真实体验中学”，将所学知识与生活实践联系起来，知行合一。
从两个角度去理解创客教育：一种是“创客的教育”，旨在培养创客人才；另一种是“创客式教育”，旨在应用创客的理念与方式去改造教育。对于“创客的教育”，可以通过开设专门的创客课程，建立创客空间，配备专业化的指导教师进行实施；对于“创客式教育”，则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。
发展
国外创客教育的发展
作为创客运动的发源地，美国的创客教育在全球也是最具规模和影响力的。美国的创客教育得到政府部门的高度重视和社会力量的大力支持。目前，全美已有MIT、哈佛大学、斯坦福大学等在内的近百所高校开设了创客空间，不限年级、不限学科，面向所有学生开放。较之传统的实验室，高校创客空间具有更高的开放性、自由度和灵活性，正在成为培养拔尖创新人才的新试验田。与高校相比，美国中小学创客教育起步较晚。大约在2013年前后，创客运动开始席卷全美中小学校，越来越多的学校开始建设创客空间，为学生开展创造活动提供各种支持。当前，美国面向K-12阶段的创客空间发展迅速，各种网络创客社区也不断涌现。除学校外，很多图书馆、博物馆、教堂、青少年活动中心等都建立了专供创客们开放使用和活动的场所，且大都提供专业指导服务，创客们可以及时获得帮助和反馈，快速实现自己的创意产品。无处不在的创客空间有效联通了正式学习和非正式学习，拓展了教育的时空范围。
国内创客教育的发展
从2014年开始，网络上有关我国高校以及中小学开展创客教育的新闻报道越来越多，说明创客教育在我国已经悄然兴起，并在大踏步的摸索前进。北京、上海、深圳、温州等城市是国内创客教育的领跑者，通过建设创客空间、举办创客大赛/文化节、成立创客俱乐部、召开创客教育研讨会等多种方式，大大推动了国内创客教育的快速发展。目前，国内一批高校纷纷启动创客空间建设计划，旨在提升大学生的创新、创造和创业能力。其中，最具代表性的便是清华创客空间。“清华创客空间”是一个开放的软硬件开源社区，是学生进行智能硬件创业的平台。任何专业背景、零基础的同学，包括文科生都可以参与，强调多学科间的交流互动。该空间每周定期面向所有校内外学生开展创意分享、工作坊、头脑风暴、产品设计培训、创业培训等活动。通过合作探究、项目驱动、专业指导等多种方式，激发每位成员的创造潜能，使他们在动手创造以及分享知识中体验成功的乐趣。此外，高校创客教育也得到了企业的大力支持。创客实验室（M-lab）是海尔集团和教育部教育管理信息中心联合发起的高校创客孵化机构，目前已在青岛科技大学、重庆邮电大学、华北电力大学等多个高校建立了功能完备的创客空间，为大学生将创意进行商业化转化提供了全方面的服务与支持。除高校外，中小学创客教育的发展势头也很强劲。温州实验中学是温州市第一个青少年创客基地，创建了创客空间，为学生提供动手制作、交流的平台，鼓励学生参与多学科综合性的研究项目。为促进学校创客教育的发展，温州实验中学开设了一系列创客教育课程，包括“多媒体编程”、“电子制作”、“机器人”、“网页编程”等，并且有教师专门负责创客空间的指导和管理。温州实验中学在创客教育上的探索实践，受到韩国媒体的关注和称赞。北京景山学校也在积极推动学校创客教育，同样建立了创客空间，开设了涵盖小学、初中和高中的创客教育课程。景山学校还积极联合校外资源，与新车间、机器人战队、北京创客空间的教育创客一起研发了面向少年儿童的创客课程设计模式，重新调整原有机器人等课程，更加注重培养学生的创造兴趣、能力和习惯。自2014年以来，国内举办的创客教育活动也日渐增多，启动了一些创客教育计划。2014年6月清华大学举办了创客教育论坛活动，讨论了创客教育面临的挑战和问题，总结了目前创客教育发展的模式。2015年3月，全国首次中小学生创客教育普及公益活动在北京西城区育翔小学举行，向中小学生展示了创客的魅力，普及了创客的相关知识，传播了创客文化和创客教育理念。“少年创客养成计划”是由CCTV新科动漫频道、中科院网络信息中心、中国教育学会青少年创新思维教育研究中心联合发起的、面向7~16岁青少年的国内首个创客教育计划。该计划已经成功举办了西城区中小学创客体验日活动、少年创客冬令营等一系列创客教育活动，对推动国内基础教育领域创客运动的发展起到了重要作用。
3. 创客教育、STEM教育、创新教育
STEM
教育，即科学、技术、工程和数学教育，是一种“后设学科”，即这一学科的建立是基于不同学科之间的融合，将原本分散的学科形成一个整体（赵中建，2012）。该概念最初由美国国家科学委员会于1986年提出，随后STEM教育逐步成为全美教育体系的中流砥柱，从本科教育延伸到K-12教育。STEM教育是美国培养科技创新人才的关键，受到各级政府的高度重视。受美国STEM教育的影响以及面对全球科技竞争加剧的压力，世界各国开始积极推动STEM教育。众所周知，创新是一个高度复杂的系统工程，往往需要多种学科知识的综合运用，需要科学思维与艺术思维的结合。基于此，近年来人们开始将艺术学科也纳入STEM教育的范畴，从而形成了STEAM教育。
创新教育，是指依据社会主义现代化发展对人的要求，有目的地培养青少年的创新精神、创新能力和创新人格的教育（黄道主等，2011）。安连锁等（2002）认为，创新教育不是一般教育方法的改革或教学内容的增减，而是教育功能上的重新定位，是带有全局性的、结构性的教育革新和价值追求，是一种新的教育理念。创新教育相信每个孩子都可以成才，教育应成为激发学生个人创造潜能发挥的内在力量，而非像传统教育一样压抑和扼杀学生的灵性。开展创新教育，培养具有创新意识和能力的人才，必须大力推进教育创新（梁建，2011）。创客教育和STEM教育可以说是创新教育的两种重要方式。
图1显示了创客教育、STEM教育以及创新教育之间的内在联系，可以概括为“一体两翼”。一体是指创新教育是教育发展的主体和终极目标，两翼分别指创客教育和STEM教育，二者是落实创新教育的具体方法和途径。创新教育是一个复杂的系统工程，需要各种教育形式协同运作，除了创客教育、STEM教育外，道德教育、传统文化教育等也是推进创新教育的重要形式和基础。总体而言，创客教育和STEM教育对创新教育具有最直接的关联和影响，创新人才的培养需要同时扇动创客教育和STEM教育两只“翅膀”。
创客教育与STEM教育的相似性主要体现在二者都属于跨学科教育，需要将原本孤立的学科进行有机整合。二者的不同在于，STEM教育是围绕科学、技术、工程与数学学科知识与能力开展的，着重提高学生的STEM素养，优化学业成绩，进而为创新人才的成长奠定基础。创客教育的提出始于创客运动的发展，旨在应用创客理念重塑教育，强调通过动手操作将创意的想法变成实实在在的作品，在创造的过程中学习。与STEM教育相比，创客教育更直接的指向创新教育，具有更明确的目的性和实施路径。然而，二者之间又具有内在的联动和融合关系。创客教育为STEM教育的开展提供了新的有效方式，而STEM教育又将为创客人才的培养提供知识和能力基础。创客教育与STEM
教育的融合，将为当前基础教育领域综合实践课程和信息技术课程带来时代性的变革，共同推动创新人才的培养（傅骞等，2014）。
二、创客教学活动设计
总要求：
1.具有趣味性且与学生经验相关的教学情境
2.注重多学科融合的教学内容
3.强调“实践、创新、分享”的阶段性教学活动
4.支持实践、分享的环境资源
5.贯穿整个学习过程的持续性多元教学评价
创客教育的终极目标是学生能够自己进行创造，但是在创客教育的过程中更强调创造中的“造”，因为学生只有先有能力去“造物”才能达到“创”的最终目标。
（一）前端分析
1.学习者分析
学习者分析是为了更好地了解学生特点，促进学生更好地学习。学习者分析主要是对学习者的一般特征和初始能力（包括态度、能力、技能等方面）以及学习风格进行分析。
要以不同年龄阶段学生的心理和能力特征为前提，设计活动项目和问题。
2.学习内容分析
在进行学习内容分析时，可以采用知识可视化工具来帮助学习内容的序列化，而且通过绘制知识网络图，识读起来会比较直观形象。也可以按照从已知到未知、从简单到复杂、从单一到综合的学习顺序处理知识点之间的关系，有助于依据知识点之间的某些联系鉴别并有划分工作流程。
3.学习目标分析
（1）知识与技能目标
创客教育学习活动设计的知识目标来自学习活动主题，学生通过老师课堂讲解跟自己主动学习来获取信息知识，在总结生活经验和社会经验的基础上升华出的意会知识;创客教育是动手操作实践，所以依据需要完成的作品设定相应的技能目标，在学习者完成学习活动之后，培养创新意识，提高创新能力和实践动手能力；在创客教育学习互动中加强自主学习能力和协作学习能力的培养。
（2）过程与方法目标
在创客教育学习活动设计中的过程与方法目标是在创客教育学习活动过程中培养学习者的认知能力和自主学习能力，健全学习者的个性品质发展，提升学习者的综合能力和信息素养。同时在创客教育学习活动过程中培养学习者的批判意识和创新性思维，在主题探究的过程中，培养学习者的积极思维，促进学习者全面健康发展。
（3）情感态度与价值观目标
在创客教育学习活动设计中的情感态度和价值观目标表现为通过教师引导，激励学生参与创客教育学习活动，培养学生的参与热情，调动学习的积极性和主动性，充分发挥学习者学习主体的地位，帮助学习者树立乐观向上、积极进取的学习态度，激发学生的学习动机和强烈的求知欲。同时帮助学习者树立正确的价值观和人生观，丰富学习者的情感态度体验，培养学生健全的个性品质。
4. 确定创客项目主题
在创客教育学习活动设计中，创客教育学习主题的设计和制定是依据课程规划、学习内容分析和学习者的学习特点与个性品质全面发展而来的。创客教育学习活动的主题最好来自于日常生活，解决与学生生活密切相关的问题，这样才能有利于激发学生的学习动机，引起学生的兴趣，全身心地投入到学习活动中去。
（二）项目设计
项目设计的结果是以任务的形式下达给学生。基于项目的学习可以为学生提供融入真实情境的体验进而辅助学生学习。这种学习方式要求学生通过团队合作完成项目，因此对于培养学生的合作交流能力有很大的帮助。
在进行项目设计时，教师可以依据所选项目主题以及学习者的认知特点、学习风格和促进学生身心健康全面发展的需要来设计活动任务，为学生创设多元化的任务情境，模拟现实情境，将创客项目活动融入现实生活场景，让学生身临其境，更能激发自己的学习欲望，更能自主地参与到学习活动中来。
在创客教育学习活动中，在活动开展之前，需要将活动任务转化成问题，以利用可视化的方式来展示学习任务和知识要点，可以利用微课的方式来告知学习任务以及利用思维导图来勾画出学习任务的重难点，并给与学习策略和方法的指导，保证每个参与者明确活动目标，熟悉活动流程，促进创客教育学习活动的顺利实施。
（三）资源设计
常用的资源的设计：知识可视化资源、思维可视化工具、协同工作工具。
知识可视化资源是为了让学生对知识点之间的联系有一个直观的认识，能清晰明了地明白知识之间的联结；
思维可视化工具是在帮助学生理清项目主题各部分之间联系；
协同工作工具可以辅助学生的课下交流，这是因为一个创客项目任务不仅需要小组成员的密切合作，而且可能需要利用几次课的时间才能完成，因此除了课上团队成员相互协作之外，课下的协同讨论也是必要的。
（四）活动实施设计
1. scs创客教学法
SCS创客教学法，其核心是简化教师开展创客教育的过程，并提升教师在创客教育中的使命感，同时更好地让学生享受创新和分享的快乐。“SCS创客教学法”从儿童最擅长的模仿学习入手，把整个创客活动分成七个步骤。由于所有步骤的英文单词首字母连起来是SCSCSCS，所以将其命名为“SCS创客教学法”。其具体步骤描述如下：
(1)情怀故事引入(Story)：情怀故事引入的目的是激发学生的学习兴趣，以创设贴近学生生活的真实情境。在这里SCS创客教学法通过一个情怀故事来创设情境，把要学的内容和人的本质情感联系在一起(如亲情、友情、乡情、民族文化认同之情等)，激发学习者的内部动机。如通过“母亲节的到来”学习用Scratch制作电子贺卡；通过“中国传统节日的由来”学习用3D打印节日礼物；通过“家”的概念学习用创意电子设计一个温暖的“家”等。
(2)简单任务模仿(Copy)：通过一个简单任务模仿强化学生的学习热情，以增加自我效能感，从而增强学习效果。这种以任务驱动的教学方式区别于传统的讲授法，学生会全身心地通过快速模仿达到既定的目标，有利于激发学生的思考，活跃思维，使学生从被动学习转变为主动学习。
(3)知识要点讲解(State)：当完成了简单任务后，学生会思考其中的知识原理。通过学生的学习情况讲解知识与技能、过程与方法，以帮助学生达到深入理解的目的。需要注意的是，创客教育关注知识的应用而非知识的复制，因此老师在讲解知识点时要注意多讲一些知识点的综合应用知识，而非知识点本身的深入讲解。
(4)扩展任务模仿(Copy
Extended)：扩展任务模仿是一个可选步骤，如果这次活动中新引入的知识点并不复杂，则可以跳过此步骤。需要注意的是，扩展任务的设计必须建立在简单任务模仿之上，只能是功能的增加，不能引入新的知识点。只有这样，学生才有兴趣去完成该扩展任务并获得更好的成就感，否则学生会质疑原先简单任务模仿的意义而产生挫折感。
(5)创新激发引导(Stimulate)：当完成了两次任务模仿以后，学生思维得到了发散，进而希望探索更多的可能性。这时教师需要对学生的创新进行激发和引导，建议从两个方面进行指导：一是全局方面，教师需要对新知识的创新应用进行启发性引导，引导学生朝哪些方面进行创新；二是个体方面，教师需要对学生的创意进行评估和改进，从而保证学生能够完善并完成自己的创新。教师的创新激发必须是方向性的而非具体的，否则创客教育激发创新的目标就无法达到；但激发引导又是必须的，否则有些学生会因感觉无从下手而产生强烈的负荷感。
(6)协同任务完成(Cooperation)：在创新激发阶段，学生已经开始了协同学习，通过讨论得出了一个有创意并且能够完成的作品设计，进而通过协同合作，共同完成作品的开发。考虑到协同的效率，建议学生们进行模块化分工，分配角色以确保每一位学习者都参与其中，协同完成任务。在创客教育中，学生的参与度越高，得到的快乐程度就越高。在协同任务完成阶段，教师还需要帮助引导学生完成设计。对于创客教育而言，让学生享受到创新和分享的快乐远比知识的复制性学习重要。所以在这个环节，教师一定要对完成作品有困难的学生给予充分指导，直至他们实现自己的创意。
(7)成功作品分享(Share)：创客教育注重分享。提倡学生通过对自己创意作品的分享来体会创新和快乐。创新是分享的基础，分享是创新的动力。学生非常乐于分享自己的作品，特别是当其创新分享得到群体认同后，他会更努力地去进行创新，并在创新和分享的循环中充分享受创客教育带给他的乐趣。因此，教师非常有必要给学生创造分享的机会。经过本研究团队的多次实践表明，“SCS创客教学法”对教师而言简单易用，对学生而言切实有效，可以快速指导学校实施创客教育。如表1所示，这是一节基于“SCS教学法”设计的创意电子课的示例，设计突出了“家”这一人人依恋的情感，增强了学生的主人翁意识，激发了学生的创作热情。
表1 “SCS创客教学法”创意电子课示例
步骤
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内容
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情怀故事引入(Story)
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通过一个发生在家里的煤气泄漏事故引出居
家安全的重要性，增强学生的主人翁意识
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简单任务模仿(Copy)
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学生模仿完成简单煤气报警器的制作
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知识要点讲解(State)
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讲解输入输出综合控制知识
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扩展任务模仿(Copy
Extended)
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学生完成具有声光同步报警功能的报警器制
作
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创新激发引导
(Stimulate)
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从家的安全出发让学生设计更多的创意电子
作品
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协同任务完成
(Cooperation)
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学生自主设计并协作完成与安全相关的作品
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成功作品分享(Share)
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学生进行分享
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2.
IDMSE五步创客教学法
“时代变化与创客教学法的兴起
黎加厚”的演讲视频中，黎加厚教授以阿里巴巴和马云的故事作为引子，为什么有这么多的人现在都在上着淘宝，一个个的普通人有老年人有残疾人各种不同的人怀着同一的梦想：“实现自我，承担生活，维持生存。”引发我们思考“创客”行为理念是否可以与自己的学科结合成为特色的创客教学法？
创客需具备的五方面的能力，分别为：运用知识的能力、控制输出结果的能力、自己动手实现的能力、处理关系和界限的能力、对产品市场的洞察能力。
转化到教学中成为教学5步如下图：
案例：如蔷薇小学的音乐设计课程，学生课前准备采集身边的声音，课堂上用采集的声音一起协作创造美妙的乐曲，促进学生创意、协作能力的发展。
对信息技术课堂教学的启发，可以结合创客教学法，让学生从点到面的发散思维，给出课堂任务，由学生发散思维找到创意点子，并能运用所学实现创意完成一个实物的制作或一个活动的组织，过程中需要团队合作，使用的知识也不仅是信息技术相关知识，该是各门课程、种生活知识的综合应用。具体如何在课堂实现还需摸索，但可与任务驱动教学相结合。
（五）评价设计
创客教育学习活动的评价应该包括学习过程和学习成果，具体表现为学习过程的参与情况和最后的创客项目学习结果（例如一个实体、一件作品等）。
任何评价都必须坚持过程和结果的统一。学习过程的评价可以通过教师观察学生在学习活动开展中的表现及参与情况，比如态度和行为，通过量表的形式保存下来。而学习成果可以从学习目标的出发进行“差距”评估，还要从学生的实际需要出发，参照学生的学习成果以广泛的标准进行评价，让学习者进行自我评价，小组成员之间互评。
设计创客教育学习活动评价工具，采用学生课堂行为评价量表、师生访谈记录、学生自我评价量表等多种评价工具，对创客教育学习活动过程和创客教育学习活动成果进行客观全面的评价。
三、案例
活动案例一：呼吸式台灯（见材料）
活动案例二:
电子琴（见材料）
