【创新•教师专栏】陈永誌:很多学校都在做的创客课程,究竟怎么落实?
北师大中国教育创新研究院基地学校
宜 都 创 新 实 验 学 校
Yidu Innovative Experimental School
创客课程已经在我们兄弟学校--郑州市创新实验学校运行了两年之久,而在我们宜都创新实验学校也已经有半年时间了。很多人在看了我们的课程体系,或者参观了我们的课堂之后,仍然会问我同一个问题:到底什么是创客?是手工课程,科学实验,电脑编程,还是机器人组装?那么创客究竟是什么呢?让我们带着这个问题,先来看一看创客我们都做了什么?
一年级,我们“变废为宝”
这个年段,以培养孩子们动手及使用工具的能力为主,同时我们加入艺术作为粘合剂来融入其他的学科,最终激发孩子们的创造性思维。
比如下图中,学生们制作的是《七彩陀螺》。他们在废弃的瓦楞纸板设计自己的陀螺,用剪刀剪成圆盘,加上我们提供的牙签和一点点橡皮泥作为配重,就可以做成一个最简版的陀螺,当它表面涂上颜色之后,旋转时由于视觉暂留的效果会呈现七彩的画面,非常受孩子们的喜欢,有些孩子还会在陀螺上加上一些攻击的“齿轮”,下课的时候三三两两比较谁的陀螺最厉害。
当然,这只是其中一课。我们还有瓦楞纸工艺品,在不限定主题的情况下,孩子们做了各种各样的小玩意,比如飞机、房子、吉他等等,或者是小棍建筑课——用小棍和橡皮泥拼装高塔,看看谁的塔最高;又或者是创意冰棒棍——用废弃的冰棒棍做一些小玩意,像雪糕、飞机、电风扇等。下图中,小朋友正在认真地为他的橡皮做一个收纳盒。经过了一个学期的课程,孩子们已经能回收再利用10多种材料,并且做出了上百种各式各样的作品。
二年级,我们开展《生活中的科学》
这个主题是以培养孩子们对生活的观察能力为主的。
在这个年龄段我们会加入很多体验式活动来激发孩子们的好奇心,比如最受欢迎的《火山柠檬》课。我们用柠檬加入碳酸氢钠的粉末(也就是食用碱),和一些红色的颜料来模拟一个火山喷发的效果。由于柠檬酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,所以在实验的过程中会产生大量的气泡,混合着红色颜料就跟岩浆一样。每次上到这个课,孩子们都特别兴奋,课后每个人的小手都是红彤彤的,因为都想摸一摸“岩浆”,体验一下“岩浆”的感觉。
除了火山柠檬之外,还有很多其他的活动,比如《滴水不漏》,利用大气压力水面张力等让水不会漏出来;《空气大爆炸》,体验空气“爆炸”的感觉;《聪明的小丑》:自己做出小丑,让它在绳子上表演……目前孩子们已经学习了20多种不同的生活实验,极大的增加了他们对科学的兴趣和对生活的观察。
三年级,主题是“科学中的创客”
在这个年龄段,我们以培养孩子们多角度思考和创造的能力为主,所以我们会使用很多看似不可能的魔术或者是现象。
比如《指尖上的不倒翁》:让自己做的不倒翁能够站立在自己的指尖而不掉下来;或者《多层的美丽泡泡》:想办法让泡泡一个套一个,既不会破裂又不会互相融合;还有《纸杯电话》:与科学课进行联动;或者是《平衡魔术》:让硬币能停在牙签上而不掉下来等等。
看着孩子们从最开始的单纯的不可思议,到认真观察努力模仿,演变成多方面多角度的尝试,并加入自己的想法,在原作品上更进一步。这样的课程锻炼孩子们独立多方面思考的能力,促使他们个性化的诞生。目前为止,孩子们已经学会了30多种不可思议的魔术,科学在他们眼中变得更神奇了!
四年级,开设Ev3乐高机器人课程
这个课程更偏向孩子们的逻辑思维能力和空间想象力。
编程软件需要的是孩子们的逻辑思维能力,通过编程,将孩子们天马行空的想象力变为一步一步有条不紊的程序语言;乐高积木需要孩子们的空间想象力,通过积木的拼装,将带有孩子们思想的程序语言化为一个个小小的机器人。
下图中学生正在制作各种比较“高大上”的作品,比如魔方机器人——可以还原魔方到初始状态;钢琴——除了外形拟真之外,还可以弹出歌曲哦;大象机器人——完全模拟大象,可以前进、后退、甚至用鼻子搬东西……而我最喜欢的则是这组图,虽然老师都要求拼出电风扇,但由于不同的设计理念,孩子们完成的作品各个都不同,体现了孩子自己的思考和想法。在完成这门课程之后,孩子们已经能独立设计出实现自己所需功能的机器人。
高年段,顺势开展项目学习课程
此时,孩子们已经拥有了很强的综合素养,于是进行了项目学习。
比如风筝项目。最初在一年级开设,由老师一步一步把过程详细地写出来做出来,让孩子们照着做,但这样做出来的风筝千篇一律,连创客最基本的创新精神都没有。在参考了学生能力以及制作难度之后,我们把它放到了高年段,变成了项目学习中的一个课题,为单独的风筝制作增加了目的性。
首先预设情景:火星上的快餐连锁店彼得劳,需要制作风筝来打广告。听到这个题目之后,学生们兴奋极了,他们做出的风筝再也不是呆板的三角形了,而是火箭型的、字母形的、火星型的、薯条型的、可乐型的……当时有个小组,为了贴合主题,把风筝做成了汉堡型,而且还不是平面,而是立体的汉堡型,甚至还贴了一个可乐瓶上去,结果到后面的实践试飞环节,他们的风筝怎么都飞不起来,自然也就没有赢得必德劳的倾心。不过虽然没有变成广告风筝,但是他们组的作品因为外形做得太好,最后变成了必德劳的一个新的商标,当然这是后话了。除了风筝之外,我们还开展了一些其他的项目学习《纸张建筑—桥梁》,《多米诺长城》等等。
让我们回到最初的问题,所以什么是创客?
我们发现在之前的介绍中,创客并不单单培养一种能力,它培养的是多方面的能力,但既然都属于创客课程体系,那必然会有一条主线,所以动手能力,观察能力,使用工具能力,创造创新能力与思维能力,空间想象力,工分工合作能力,多方位思考能力,这一些能力到底,是为了什么呢?
我们得到的结论就是,为了能让孩子们解决生活中的实际问题——
当我们需要解决生活中的实际问题时,首先我们得发现问题,而只有善于观察、乐于观察、勤于观察,才能发现很多隐藏在生活中的问题;当我们发现问题之后,我们需要思考解决问题的思路,这个时候多方位思考能力,逻辑能力就能来帮忙了;想出了思路之后,我们得将思路变为可执行的方案,这个时候空间想象力、编程能力就起到了作用;而将这方案实现,则需要我们使用工具、分工合作以及动手实践的能力。
高年段,增加了Arduino课程
在朝着这个目标进行教学之后,我们发现又出现了新的问题,这一次,制约孩子们去解决生活中的实际问题已经不再是他们的能力了,而是“工具”,于是我们又在高年段增加了Arduino课程。
Arduino相对于EV3来说,它更加开放,几乎能够适配在任何的主体材料之上,为你想改造的任何东西添上新的功能。像图中显示的这一些都是使用Arduino制作完成的。它的另一个特点是,其拥有50多种传感器和执行器,每个传感器执行器之间互相组合,能够完成绝大多数的功能设计,这样一来,保证了工具再也不会是制约孩子们想象力的问题了,只要你有解决思路,你就能用Arduino来实现它。比如我们身边最常见的楼道灯,就可以使用Arduino中的声音模块、主控器以及LED灯模块模拟出来,当声音模块接受到外界的声波的时候,它可以把信号传递给我们的主控器,然后我们的主控器在处理了信号之后,会控制LED灯发光。Arduino的最后一个特点就是使用的图形化的编程,这会让编程更加的通俗易懂,可视化图形化,降低了使用的门槛,也就让我们的学生在使用过程中更加得心应手。
以上就是我们已经做的内容,而接下来,下一步的发展方向是什么呢?
下一步,我们准备成立“校园小帮手”组织——吸收对于创客有兴趣、对于校园有想法的孩子,组成一个小组;观察我们的校园,发现其中的问题,然后用我们之前学到的所有能力、方法、工具去解决它,改造校园,最后如果方案特别成功,我们还会将这个方案推广到其它兄弟学校,让创客在生根发芽开花。
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