創(chuàng)客教育近幾年發(fā)展如火如荼，但在基層中小學(xué)卻出現(xiàn)了兩頭熱中間冷的形勢：上面領(lǐng)導(dǎo)專家挺重視，下面學(xué)生挺喜歡，但除一部分感興趣的教師外，大部分教師冷眼旁觀，另外還有一部分教師搞不清創(chuàng)客教育到底怎么回事。
筆者認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要有以下三個(gè)原因：1.教育體制問題。應(yīng)試教育側(cè)重考試成績，現(xiàn)行的教育體制造成學(xué)生不需要?jiǎng)趧?dòng)和技術(shù)，成績好就行。2.創(chuàng)客教育過度包裝問題。普通中小學(xué)教師沒有高深的理論，隨著創(chuàng)客教育這塊蛋糕越做越大，很多專家對創(chuàng)客教育進(jìn)行了深入研究，理論基礎(chǔ)逐漸扎實(shí)，但各種理論紛紛出現(xiàn)，沒有相應(yīng)的教師培訓(xùn)，讓很多理論基礎(chǔ)不太扎實(shí)的教師感到迷茫，甚至敬而遠(yuǎn)之。3.基層中小學(xué)經(jīng)濟(jì)條件限制?；鶎又行W(xué)由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，師資缺乏，條件有限，教師課務(wù)繁多，增加教學(xué)設(shè)備、培訓(xùn)師資、安排課程都非易事，開展創(chuàng)客教育面臨著很大的難度。
但是，全球一體要求我們把目光放遠(yuǎn)，現(xiàn)在和將來不再是國內(nèi)人的競爭，作為基層中小學(xué)教師，我們同樣希望學(xué)生能為成為一個(gè)健康全面、擁有創(chuàng)新能力的人。那么，在有限的條件下，基層中小學(xué)應(yīng)該如何著手開展創(chuàng)客教育呢?
建立編程思維
讀書一個(gè)很重要的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、認(rèn)識規(guī)律。在今后很長的一段時(shí)間里，利用編程控制物體運(yùn)動(dòng)將會(huì)成為主流，日常生活和工作都離不開編程思維，所以作為創(chuàng)客教育的一條主線，必須要理解編程思維，甚至要學(xué)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)編程。但計(jì)算機(jī)語言學(xué)**非常困難，為了讓普通教師和學(xué)生能夠掌握編程，創(chuàng)客制作出來的圖形化編程環(huán)境不需要記住繁多復(fù)雜的命令，只要理解編程的思維，把自己的想法用積木式的圖形疊放在一起。這種編程模式降低了編程技術(shù)的門檻，讓普通的信息教師、半路出家的信息教師、科學(xué)教師、通用技術(shù)教師及其他學(xué)科的教師和學(xué)生都能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速掌握編程，控制硬件，做出自己想做的作品。因此，如果教師參與創(chuàng)客教育，至少要掌握一門圖形化編程手段。
目前國際比較流行和通用的圖形化編程環(huán)境是Scratch(編程界面如圖1所示)，它是美國麻省理工大學(xué)為6歲孩子從小培養(yǎng)編程思維所做出來的編程環(huán)境，既然6歲的小孩子都能掌握，所有參與創(chuàng)客教育的教師都應(yīng)該能掌握，不要認(rèn)為它太簡單而不去掌握。大道至簡，甚至其他科目的教師也可以學(xué)**一下這種編程思維，理解孩子的世界。對初高中的教師來說，要求要高一點(diǎn)，在掌握Scratch的基礎(chǔ)上，最好能再掌握一門高級點(diǎn)的圖形化編程軟件，如App Inventor或Mixly等，凡是圖形化的軟件都不會(huì)太困難，如果再能掌握一門代碼形式的計(jì)算機(jī)語言就更好了。
圖1 Scratch編程界面
硬件入門
除了學(xué)好計(jì)算機(jī)語言，我們還需要用計(jì)算機(jī)語言控制硬件，目前最容易上手的硬件是Arduino及其傳感器。Arduino被稱為電子積木，使用不是太困難，它不但能夠用在學(xué)**上，而且能夠直接在實(shí)際生產(chǎn)工作中使用。Arduino及其傳感器價(jià)格便宜，而且現(xiàn)在可用圖形化編程來控制它，結(jié)合起來，用編程控制Arduino硬件就形成一條創(chuàng)客教育的主線。如果掌握了Arduino，就把握住了目前創(chuàng)客教育的主線，它并不需要花多少錢，甚至不需要專門的創(chuàng)客空間，花少量的錢，在機(jī)房就可以開展創(chuàng)客教育。
浙江省長興縣洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)作為一所農(nóng)村基層學(xué)校，受到經(jīng)濟(jì)條件和師資能力的制約，在研究與分析后，我們采用Arduino及積木相結(jié)合的方式，展開了基礎(chǔ)的創(chuàng)客教育(見圖2)。從玩具入手，學(xué)生極易接受，再將普通玩具改造成智能玩具，就實(shí)現(xiàn)了從玩家到創(chuàng)客的轉(zhuǎn)變。
圖2 積木加傳感器的結(jié)合易于上手
機(jī)械原理與電路知識，對于小學(xué)生來說生澀難懂，但是通過這樣的操作，不僅突破了硬件與軟件銜接的障礙，而且會(huì)充分調(diào)動(dòng)起孩子愛動(dòng)手敢動(dòng)腦的天性。通過高效的小組合作，學(xué)生可以在3分鐘的時(shí)間內(nèi)自由拼搭出復(fù)雜的坦克，可以用最普通的塑料積木件及尋線傳感器制作出小車循跡。在這樣自由自在的舞臺上，他們就是最閃亮的星，他們就是蘊(yùn)藏在小學(xué)校園的創(chuàng)客高手。
但是，目前很多公司為了賺錢，把Arduino改裝或包裝一下出售，為了不讓客戶發(fā)現(xiàn)秘密，必須要包裝好，我們稱這樣的硬件為不開源的硬件，利用這樣的硬件學(xué)**尤如隔靴搔癢，浪費(fèi)錢也浪費(fèi)時(shí)間，本來許多教師理論基礎(chǔ)不扎實(shí)、動(dòng)手能力不強(qiáng)，被商家一忽悠，就更加迷茫了。這樣魚龍混雜的市場對基層中小學(xué)開展創(chuàng)客教育造成了一定的困擾。
結(jié)構(gòu)件的延伸
除圖形化編程、Arduino主板和各種傳感器外，還有作品結(jié)構(gòu)的問題。對于結(jié)構(gòu)件有以下幾種選擇：
1.利用生活中的器材
利用生活中的器材，類似于科技創(chuàng)新比賽中的作品，這類作品是一種最像創(chuàng)客行為的創(chuàng)客作品，用實(shí)際生活中器材改造，做出來的作品千變?nèi)f化。我們可以用圖畫、陶泥、布頭、冰條棒、木材、鐵罐、塑料瓶、鋁型材等器材制作出自己的創(chuàng)客作品，這些材料對出身通用技術(shù)和科學(xué)的教師更加熟悉，對信息技術(shù)的教師要求會(huì)高一點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)性不強(qiáng)，對教師和學(xué)生要求比較高，
2.利用3d打印機(jī)或激光切割機(jī)等工具做機(jī)械結(jié)構(gòu)
利用3d打印機(jī)或激光切割機(jī)等工具做機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種做法比第一種難度還要大，熟悉的技術(shù)工人都無法做好機(jī)械的整個(gè)體系，何況普通的教師和學(xué)生，它要求除了平面繪畫外和3D建模外，還得熟知很多機(jī)械和結(jié)構(gòu)方面的知識，這恰恰是在校教師最缺乏的，所以使用3d打印機(jī)和激光切割機(jī)對大部分初入門的教師來說還只是一種概念，有興趣的教師可以先學(xué)一下autocad和3D建模簡單軟件如草圖大師和123d等，等稍有基礎(chǔ)再買設(shè)備，另外如果沒有那么多東西經(jīng)常要打印和切割，網(wǎng)絡(luò)上有代工生產(chǎn)的，費(fèi)用比較低，不必購買設(shè)備。
3.用積木做結(jié)構(gòu)件
用積木做結(jié)構(gòu)件，現(xiàn)行常見的積木有樂高類、螃蟹王國類、扁平洞洞板類(如龍?jiān)椒e木等)，這些積木都是學(xué)生喜歡的玩具，用在教學(xué)中制作出新的作品，可以作為機(jī)械結(jié)構(gòu)，甚至可以做出機(jī)器人，非常吸引學(xué)生的注意力。
另外可以把前兩種方式結(jié)合到這種方式中，龍?jiān)?a class='keywords' target='_blank' href='http://www.buyu5683.com/product/ca2525.shtml'>機(jī)器人是一種洞洞板結(jié)構(gòu)，可以把生活生產(chǎn)中的材料、3d打印機(jī)制作出來的零件用螺絲安裝到積木上，作為目前創(chuàng)客教育初級階段的機(jī)械結(jié)構(gòu)的器材非常合適。它的缺點(diǎn)在于如果使用的人多了，會(huì)出現(xiàn)視覺疲勞，特別是參加比賽會(huì)讓評委產(chǎn)生千篇一律的感覺，但它作為教學(xué)和作品原型吸引學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)客之門非常合適，因?yàn)樗鼘熒蟊容^低，而且價(jià)格便宜。
抓住主線，適當(dāng)擴(kuò)展
掌握了圖形化編程、微控制Arduino板、傳感器和機(jī)械結(jié)構(gòu)以后，創(chuàng)客教育的主體就出來了，它是創(chuàng)客教育的主干，一棵大樹除了主干外，還得有枝枝葉葉，才能形成豐富完善的創(chuàng)客教育體系。我們必須先要掌握主線，這樣才不會(huì)讓開展創(chuàng)客教育的教師感到迷茫，創(chuàng)客作品是千變?nèi)f化的，但教育必須要有系統(tǒng)性，先有規(guī)矩，才能成方圓。在這條主線中，我們要學(xué)會(huì)編程，學(xué)會(huì)動(dòng)手操作，學(xué)會(huì)機(jī)械，在動(dòng)手動(dòng)腦的過程中產(chǎn)生創(chuàng)意。
因此在創(chuàng)客教育初期，筆者認(rèn)為能夠掌握編程控制硬件，做出創(chuàng)客作品已經(jīng)走出了第一步，隨著入門后能力的提高，可逐漸提升到藝術(shù)和工程上來，跨學(xué)科融合教育的模式已經(jīng)出現(xiàn)并在不斷發(fā)展。在基層中小學(xué)教師中，信息技術(shù)教師是最年青、最有活力、技術(shù)能力最好的一個(gè)群體，有能力并且應(yīng)該走在創(chuàng)客教育的最前列。
設(shè)立課程
抓住主線，根據(jù)自己的特長來安排學(xué)校課程，如果能征得校領(lǐng)導(dǎo)的支持，滲透到常規(guī)教學(xué)中是最好的，如果不行，可以安排興趣小組活動(dòng)。學(xué)校有條件建設(shè)創(chuàng)客空間當(dāng)然好，沒有條件在機(jī)房中開展活動(dòng)也并不影響教學(xué)效果。在完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，給學(xué)生多一些感興趣的動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)，創(chuàng)客任務(wù)和作品開闊了學(xué)生的眼界，增長了見識，創(chuàng)客的器材讓學(xué)生對日常生活中的高科技產(chǎn)品不再陌生。
課程的建立是為學(xué)生服務(wù)的，在課程設(shè)立之初，洪橋鎮(zhèn)中心小學(xué)利用浙江省中小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科學(xué)**平臺，對于4-6年級學(xué)生的興趣與愛好做了科學(xué)的調(diào)查與分析。
我們通過綜合分析學(xué)生的興趣愛好、對創(chuàng)客的了解程度、綜合想象力及年齡特點(diǎn)，初步找出愛好創(chuàng)客和有創(chuàng)造力和想象力的學(xué)生，進(jìn)入社團(tuán)的創(chuàng)客班級試聽學(xué)**，在幾次試聽課結(jié)束后，會(huì)讓真正有興趣的孩子留下來，再根據(jù)學(xué)情來設(shè)立課程，才最為合理有效。通過數(shù)據(jù)分析，針對我校的實(shí)際情況，在3-4年級，我們開設(shè)了Scratch趣味編程，5年級為簡單的硬件入門，6年級會(huì)根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)與自身優(yōu)勢，給予更寬松的環(huán)境，讓學(xué)生自由創(chuàng)作，創(chuàng)意改變生活。
唯一要注意的是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要重視，基層中小學(xué)教師開展創(chuàng)客教育付出很多，如果還要教師自己出錢買器材，參與的教師將會(huì)更少。雖然創(chuàng)客教育可以不需要投入很多的錢，但必須要細(xì)水長流，持續(xù)少量投入購買作品所需器材，一次性買齊是不可取的，是一種浪費(fèi)的行為，因?yàn)樵趯W(xué)**和創(chuàng)作的過程中要用到不同的器材才能做出千變?nèi)f化、與眾不同的作品。因此，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持非常重要。
