信息技术教师在创客教学实践上的应用探究
摘要
关键词
创客课程 创新意识 小组协作 问题解决 提升建议
正文
一、创客国内外的发展
(1)国外发展
“创客教育”最早由美国 STEAM 教育衍生而来,2012 年美国政府提出在将来的几年时间会在各所中小学大力引进并开设“创客空间”,的完成,营造学生自主动手的好环境。以”Steam且空间必须配备一定的软、硬件设施,如开源硬件、3D 打印机、切割机等等来支持创客作 “Education”为关键词在西文数据库中进行检索共有 20万条结果,可见创客运动和教育结合是强强联合,且在基础教育中不仅仅有传统课程,还要重视实践和新技术的运用,创客也逐渐成为众多学者的研究重点,但此时专业的创客教师人数极少,一般都是兼任或者是感兴趣的老师进行授课,对创客教师的研究可谓稀少。
2013年,美国政府开启“创客教育计划”,该计划是为了增强全体学生自身的创新和思考能力,注重培养学生的实践操作能力,真正意义上让每一位学生都能实现自己的发明之梦。该计划最初的想法是培养高等教育领域人才,并未在基础领域有所涉及,后来在推进的过程中发现创客型人才培养要从小抓起,因此慢慢开始在基础教育领域推广普及,基础创客教育旨在把学生培养成能够利用各种现代化工具、方法、手段把创意变为实践的人。
2015年以后,创客教育在美国发展迅猛,不仅在中小学得到基本普及,还成为学生主流科目,而教师队伍的发展也逐渐强大,教师的专业成长方面也逐渐完善。
(二)国内发展
2015年初,李克强总理视察深圳柴火空间,在当年《政府工作报告》中提出“双创”计划以来,创客教育便成为一个热点话题。随后中小学创客教育的发展势头越发强劲,相关研究也越来越多。
总之,从国内外的研究现状来看,多数研究都是从宏观上进行理论的研究,缺乏对微观的实证性研究,国外关于创客教育的实证研究,也仅仅主要是创客教育对学生创新能力的表现,而对于影响创客教育教师教育能力方面的研究相对较少,鲜有对中小学创客教师在该领域的研究。
二、创客课程与信息技术学科核心素养
随着信息技术学科的发展和教育教学改革的推进,中小学信息技术课程在实践中逐渐明确和完善了课程的核心素养,其中包含:1、信息意识,主要包括学生对数据和信息的收集、整理、分析以及运用等要;2、计算思维,要求学生要在初中信息技术课程的学习过程中学会创客课程设计的四大理念,利用计算机科学的思维方式去解决生活和学习中所遇到的实际问题,不仅要求学生要在学习和生活的过程中解决问题,还要求学生解决问题的方法上具备科学性、合理性和高效性的特点。3、数字化实践,数字化实践也就是数字化学习与创新,具体表述为“个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具,有效地管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,从而完成学习任务,形成创新作品的能力。
创客课程的实际教学内涵与信息技术学科相关的学生发展的核心素养存在着紧密的关系。首先,创客课程教学强调学生在生活中要善于发现问题,提出创意,并通过动手实践将其转化为现实,创新与实践是创客素养的核心。其次,创客教育强调“做中学”的理念,将学生置于一种造物的学习环境中,培养学生问题解决、批判质疑以及科学探究能力,这是核心素养框架中的“科学精神”。再次,创客教育要求学生能适应“互联网+”的信息化学习环境,充分利用各种条件和资源实现其作品,并在实践过程中开展基于问题的自主学习,这是核心素养框架中的“学会学习”的理念。因此,创客教育教学不仅能够建立学生的信息意识,在编程实践中建立计算思维,而且做中学中实现数字化实践的体验。
三、创客课程设计的实践探究
创客课程设计的四大理念(如图)能够给学生更多自由探索的空间,激发学生内在的创造潜能。四大理念中就趣味化的设计、项目化的设计、立体化设计、模块化设计做了相关的维度设计,依据四大理念的创客设计,学生将不再是单一的知识的被灌输者,一味的听理解、听理解,而可以像科学家一样的研究、思考、设计、创造、检验等等,使学生能够主动的认知外部世界,体验探究的过程,解决现实的问题,创造出新的认知,学会学习,懂得吸收新知识。
就创客课程的教学设计,结合四大理念的布局,课程的设计实践探究如下:
1.课程内容设计——亲近生活化
为激发学生对身边日常生活的观察和思考,具有未来结合生活实际的创造性能力和开发能力,设计的创客课程内容最好贴近日常生活的现实问题,比如:节日炫彩灯、交通变换灯、可调光线灯、智能可控风扇、倒车雷达模拟、自动降温报警系统等等。在解决和模仿真实生活问题的过程中,能够深入浅出的引导学生了解知识,善于思考和锻炼学生解决问题的能力,树立对这门科学的信心。培养学生像科学家一样开展调查研究、方案设计、动手试错、推导结论等,将所学内容灵活迁移并应用于现实问题。
2.课程练习设计——思维流程化
在创客课程教学中,有些内容难度大,过程复杂,需要教师训练学生参与一些高阶思维练习实践,授学生以渔,逐步培养学生规划、分析项目的能力,因此在教学中加强学生对流程图的理解和绘制,以及依据解决的问题和欲实现的内容绘制流程的方法。
在学习流程图的初始阶段,教师要让学生掌握流程图的基础知识和绘制方法,随着学习的不断深入,让学生自行绘制简单的流程图,掌握流程图的思想、方法,而后再采取类似“数学变式练习”的讲解方法,适当增加难度,引导学生完善、设计并绘制较复杂的流程图,经过反复训练,建立起模块化、流程化以及问题拆解的思维。
3.课程活动设计——循序渐进化
课程活动设计是整个创客课程设计最核心的内容,其思路是:旧知引新知,也就是在课程活动中,用已了解或者完成的任务成果,适当增加新知,每次增加的知识点要在学生可接收的范围内,也就是教学理论中所谓的跳一跳够到桃子。同时为保障学生自主学习的有效性,每个活动都可以按照课程内容和课时设计《任务卡》。主题式的任务卡作为学习过程中的引导性材料,既能够引起注意,激发学生的学习兴趣,促进新旧知识的衔接,也能够突破重点、难点,促进小组分工协作。
以黑龙江教育出版社初中信息技术教材《温控风扇》为例,设计任务卡如图:
《温控风扇》任务卡 | ||||||||||||||
班级 | 记录人 | 程序 编写 | 流程图绘制 | |||||||||||
具体任务 | 根据外界环境的温度,自动开启或关闭风扇。 | 参考资料 | ||||||||||||
1.硬件分析与准备 | ( )( )( )( )和4P端子线 | 1.教材P21 2.豆米工坊基础套件 | ||||||||||||
2.新使用的代码块 | 名称 | 所在模块类 | 教材P20-21
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任务1:实践操作,衍变生成“如果-执行-否则”代码块。
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3.信号 类型 分析 | 输入信号 | 选择的接口 | 教材P21 | |||||||||||
输出信号 | 选择的接口 | 教材P21 | ||||||||||||
4. 重难点 知识 学习 | 选择结构有几种类型,区别是什么? 2.“如果明天下雨,你就乘坐出租上学; 如果没下雨,你就坐公交。” 任务2:请画出上面文字所描述的选择结构流程图。 3. 任务3:根据代码块绘制流程图。 | 教材P15
思考题: 问题1:“如果”块中的内容对应流程图中的哪部分内容,作用是什么? 问题2:“执行”块中的内容对应流程图中的哪部分内容? 问题3:“否则”块中的内容对应流程图中的哪部分内容? | ||||||||||||
5.实践 任务 要求 | 1.完成硬件的正确连接; 2.绘制流程图; 3.进行程序编写; 4.测试程序是否与任务描述一致。 |
硬件连接示意图 |
随着课程的逐步深入,学生能力的不断提高,《任务卡》内容可从最初的基础性内容拓展、深入趋向产品化的变化,概括如下:
(1)突出设计思想,完成整个实践任务的关键基石是学生能够建立起解决问题的思路,任务中可以要求学生从解决问题的角度,去分析其创造性的功能,得以顺利实现的根本是什么,继而再推而广之的具有目的性和针对性的完成硬件的选择以及接下来的程序的编写等。
(2)建立清晰思维,在创客的任务实践中,学生能够逐渐总结并掌握创客作品的测试方法和顺序至关重要。例如:先单个功能的分步测试,再整体功能测试;先检查硬件连接,再核对程序代码的一致性等等,培养学生初步的工程学思维。
(3)获得完成能力,学生在创客的任务实践中,分析问题、拆解突破点、组建硬件材料,最后创造出产品,达到“创意物化”的目的,这样的过程能够激发学生高阶思维的跨学科学习能力,实现学生有思路后,有的放矢,有判断的选择硬件,完成流程设计最后实现目标的效果。
四、教学实践中探索策略
在教学实践中,我们探索一些方法和策略,梳理如下:
(1)教学活动中,强调小组合作的学习方式,能够激发学生积极参与、相互评估、相互帮助的热情,在教学实践活动中教师要注意对学生小组合作中角色与能力加以专门的指导,这要求教师非常的熟悉学情,要求学生轮流承担不同角色,能够使得学生得到普遍的锻炼,比如:记录员、程序编写员、流程图绘制人员等,不同的角色,不同的任务和思路,同时及时记录于《日常考核表》中,来确保每个学生都各尽其职、有所作为,以确保小组内部交流的效率。
(2)教学实践中,上面提到的借助标准化的《任务卡》表格,以一种专业的工具,方便高效的指导学生逐步深入的掌握问题,能够清晰的解析、顺利的计划分工等复杂的工程管理能力,从而也能提高学生的自主判断能力。
五、创客教师教学能力的建议
创客教育对原有的信息技术教师提出了越来越高的要求,教师要在创客教学中不断的通过思考和动手来培养学生的核心素质能力,以便培养出的学生能够更好的适应和引领社会未来科技等多维的发展,从而为未来中国的发展和国家实力做出下一代人的贡献。小小的学科,担负着大大的使命。
所以在创客教育的实践上,信息技术老教师任重道远,笔者从几个方面建议如下:
(1)自身提升方面
教育的无数次变革和教育教学理念的转变,最末端的践行和落实者是一线的教师,所以转变的理念要从教师的理解与认识开始, 所以信息技术教师有效顺畅的开展创客教育教学,需要从理念提升,加快适应创客教育的环境,加大自主的学习,促进观念转变。在学习中逐步了解和体会创客教育给学生带来的好处和改变,不断提高认识,注重信息技术课程与创客教学在生活中的紧密联系,并且快速转变教师在创客教育中的角色——学生学习的“辅助者”。
(2)认识态度方面
创客教育在中国的普及非常快,中心城市和经济发达的地区接受和转变的速度很快,但较偏远地区和经济不发达地区普及性较差,有的信息技术教师,不愿意接受,有等待的思想,面对发展和变革,教师首先要摆正心态,乐观积极的看待创客教育的发展前景,转变和变革只为更好的学生的发展。创客教育是大势所趋,“创新”和“智造”在各个领域都热度极高,所以信息技术教师在了解了当前的形势和政策后,要充满信心,积极应对挑战,这样才有助于创客教育的发展。
[参考文献]
教育部. 《中小学综合实践活动课程指导纲要》
杨现民. 创客课程的内涵、特征及设计框架
该文章为黑龙江省教育科学规划“十四五”规划2021年度重点课题课题编号JJB1421251《中小学信息技术教师创客教育能力提升策略的研究》
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