創新的激情永不磨滅?近年來,“創客教育”“STEAM教育”等新的名詞不斷沖擊着教育界作為目前國務院批準建設的唯一國家傳感網創新示範區,無錫市積極利用自身優勢,推進物聯網技術教育應用,特别是連續多年成功舉辦世界物聯網博覽會,讓衆多學校創客教育成果獲得廣泛關注無錫市僑誼實驗中學以此為契機,積極建構相應課程,推動學校教育變革,取得了不俗的成績,我來為大家科普一下關于創新的激情永不磨滅?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!
近年來,“創客教育”“STEAM教育”等新的名詞不斷沖擊着教育界。作為目前國務院批準建設的唯一國家傳感網創新示範區,無錫市積極利用自身優勢,推進物聯網技術教育應用,特别是連續多年成功舉辦世界物聯網博覽會,讓衆多學校創客教育成果獲得廣泛關注。無錫市僑誼實驗中學以此為契機,積極建構相應課程,推動學校教育變革,取得了不俗的成績。
2017至2019年,在世界物聯網博覽會“物聯網設計創新創客大賽”(青少年組)決賽中,無錫市僑誼實驗中學的《流浪寵物智能投喂器》《智能道路系統》《冰球計分系統》等作品均獲得一等獎,這樣的“意外”之喜讓學校的教育者對物聯網技術與教育融合的關注持續高漲。
幾年來,學校高度重視對學生創新精神和實踐能力的培養,充分挖掘校内外資源,充分利用物聯網、移動互聯網等技術,從參加創客比賽、組建創客社團到探索創客課程,逐漸清晰了學校創客教育的發展方向,“創客空間—創客團隊—創客課程”的創客教育生态正在形成。
目前,學校開發的以STEAM教育理念為指導、以物理綜合實踐活動為載體的物聯網創新實踐活動課程,正受到越來越多的關注。
物聯網創客活動助推課程萌芽
創客教育如何開展?對于隻從事單一學科教育的教師來說,大多都是“門外漢”。無錫市舉辦的一次創客活動,為學校打開了物聯網創客教育的大門。
為了能指導學生參賽,面對各種傳感器和模塊,教師與學生一起踏入了一個完全陌生的領域。一開始,我們隻能通過上網查閱相關文章與物聯網方面的書籍,學習相關網絡視頻教程,一點點摸索着前進。學校考慮到教師對這一領域不熟悉,專門為我們提供了各種學習和培訓機會,組織師生參觀無錫多家著名的物聯網産業基地,通過參觀學習,我們受到了很多啟發。第一年指導學生,學校物理教師團隊就創造了不錯的成績:2016年暑假,學校有16位學生參加第14屆全國中小學信息技術創新與實踐活動,通過層層選拔,學生呂昕羽、朱妍菲榮獲全國中小學信息技術比賽物聯網創新設計賽項的最高獎——“恩歐希教育信息化發明創新獎”,且比賽成績在4000多名獲獎選手中位列第一。她們的作品命名為Alpha Cage,意思是和谷歌“阿爾法狗”一樣聰明的智能寵物籠。在頒獎活動現場,她們代表所有參賽選手向來自全國各地的師生代表做了精彩的作品分享,我也因此被評為優秀指導教師。
可以說,這樣的創客活動為學校進一步實施創客教育奠定了良好的基礎,也帶來了新的啟示:學生能夠根據自己的想法,利用物聯網技術來解決生活中發現的問題。種種創客活動的推進,讓僑誼實驗中學成為區域創客教育的典範,創客課程的教師研發團隊随之建立。學校以在校學科教師為核心成員,以高校教授、教研員為專家引領,團隊成員主要來自于江南大學物聯網工程學院,市、區教研部門與重點中小學。課程團隊緻力于研究和發展學校的創客教育。
學校還成立了“IOT創客工坊”社團,目的是基于學生興趣,結合創客文化和教育,以項目學習的方式使用數字化工具,同時倡導造物,鼓勵分享,培養學生的解決問題能力、團隊協作能力和創新能力,讓學生創作出真正意義上的創客類作品,從而使他們成為更優秀的創客。
很顯然,技能競賽是促進學生掌握知識、深化技能的重要途徑,社團中主要開設的就是競賽型課程,即教師确定競賽項目,各個小組圍繞給定的項目進行模仿與實踐。如“智能書桌的設計與實現”項目,通過項目設計,培養學生的項目設計與規劃能力和創新思維能力。教師以指導者的身份出現,對項目的實踐與發布進行指導。學生則以組建項目小組、案例分析、項目設計、資源收集、加工制作、成品展示等為主。由于“IOT創客工坊”社團學生獲得榮譽多,短短幾年就成為學校的王牌社團,被評為無錫市十佳社團、江蘇省紅領巾社團,還曾參加過江蘇衛視優漫卡通頻道《心願樹》和中央電視台少兒頻道《看我72變之創意少年》等節目的錄制。
學校逐漸意識到,創客教育不僅僅包括創客活動的舉辦、創客課程的開設,更需要與學科教學相融合,讓各學科教師都能運用創客思維進行教學,這樣才能讓創客教育普惠學生。于是,僑誼實驗中學的校園裡處處都有創客的影子,曆史教師帶領學生用泥土、泡沫等材料做仿制文物,地理教師組織學生用各種顔色的大小谷物做世界各地的地圖模型……這些創意作品形象生動、惟妙惟肖。越來越多的人看到了學科教學與創客教育融合的價值:學生從被動學習變為主動學習,從淺層學習變為深層學習,學校改革也找到了有力的抓手。
創客 STEAM思維構建多學科融合路徑
物理、曆史、地理等多個學科開展的創客實踐,引發學校教師的思考:如何用創客思維打通學科教學,不同學科之間又該如何進行有效的融合呢?
為了解決上述問題,學校課程團隊于2017年開始着力研究注重跨學科能力的STEAM課程。根據STEAM的基本含義,課程主要強調多學科的交叉融合,目前涉及五門學科(科學、技術、工程、藝術、數學)。而到底應該以哪個學科為主,又該如何整合呢?課程團隊通過查閱資料發現,STEAM課程的第一層意思就是“科學”,美國物理教師協會将這個觀點表述為“物理第一”,在中學階段學生學好物理知識是科技活動開展的前提和基礎。因此,在開展STEAM教育中,物理知識必須起到引領作用。在确定了物理科學為首的背景之下,結合學校多年創客實踐經驗,物聯網技術就成為學校建設STEAM課程的“技術”首選。
2017年12月,教育部發布的《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》,為課程指明了方向。文件中提出,中小學綜合實踐活動課程是義務教育和普通高中課程方案規定的必修課程。綜合實踐活動課程要求對活動内容進行選擇和組織,對活動方式進行認真設計,對活動過程和結果進行科學評價等。物理是一門實踐性很強的學科,物理教材中的綜合實踐活動以多樣化的項目和活動的方式,以解決生活中的實際問題為出發點,通過學生動手實踐,增強學生的探究和創新意識,發展綜合運用知識的能力。經過讨論,學校課程團隊決定開發基于STEAM教育理念的物聯網綜合實踐活動課程。
接下來要解決的問題是,如何将物聯網技術應用到物理綜合實踐活動中去。經課程團隊成員共同研究,2018年11月由我執教,面向無錫市梁溪區教師推出一堂題為《設計簡單電路》的綜合實踐活動研讨課。這是蘇科版物理九年級上冊教材中一節課,最終設計成了以編程體現技術、以作品成品化展現工程,并結合物理電路設計的STEAM課。江蘇省物理教研員葉兵評價這堂課“融合創造性、實踐性和結合性解決真實問題,滲透工程學思想,讓物理教學更貼近生活”。當年12月在北京舉辦的中英教育技術助力智能時代教育變革論壇上,我向來自全國的專家和教師代表介紹了學校開展“創客和STEAM”教育的概況和課程設計,當時專家評價此項課程打通了創客教育和學科教育的壁壘,适合于學生發展的需求,能夠幫助學生達成求真探索、實事求是的科學素養。
物聯網創新實踐課程開發與實踐
各種課程的實踐研讨活動,為學校課程開發指明了路徑,即以物理科學作為學科整合的核心,分析物理綜合實踐活動與物聯網技術相聯系的切入點,設計物聯網創新實踐項目。課程設計思路(見下表)根據初中學生的認知規律,由淺入深在每個項目之前介紹不同的物理知識和傳感器技術,并針對這些知識開展相關的項目學習。我們将多年來的探索成果總結提煉,開發了十個以物理“聲、光、電、力、熱”為主題的物聯網創新項目。開發項目的初衷是為了讓更多的師生能加入進來,系統地培養學生的創造性思維,讓項目學習真正融入課堂教學。項目中還包含了創造性方法和策略的掌握,項目通過開放性讨論,一步步引導學生建立一種更發散、獨立的思維模式。
合理有效地在全校範圍實施這一課程是非常重要的,學校利用全校範圍内的校本課程進行師生雙向選課。“IOT創客工坊”社團可以面向初一學生進行招募,選出在科技方面有優勢或熱愛科技的學生。具體實踐辦法有以下四大特點:一是項目式學習模式提升教學效果。以小組為單位開展項目式學習,從項目的開始到項目的結題展示,都以學生為主體。二是支架式教學促進知識建構。師生會圍繞任務單開展作品的制作,任務單包含設計來源、解決問題、突出功能、所用工具等。三是自主選修模式讓師生共同發展。學生是課程實施的主體,能自主選擇感興趣的技術類課程進行學習。因此,學校設置了自主選課的教學。目前,開設的物聯網創新實踐課程包含四個子課程,即開源硬件與編程、機器人課程、Python編程與3D設計與打印,提供給有不同技術愛好的學生進行選擇。四是科學設計課程活動提高項目完成度。結合實際教學,每個項目設計為4課時,第一課時知識準備,介紹物理知識和相關技術知識、傳感器的應用等;第二課時介紹生活中的場景,通過情景引入與現實結合,作為學生發問和思考前的鋪墊;第三課時引導學生開展項目的研究活動,通過活動步驟的引導,培養學生的各項能力;第四課時用于評價與交流,将作品進行交流和分享,通過小組交流欣賞他人作品,并提出問題,在交流和反思中促進提升。
2019年9月,課程研發團隊出版了《物聯網課程活動設計》的校本教材,這本教材不僅有對學生的項目指導,也囊括了曆屆比賽中學生獲得全國一等獎的創意作品。從創意到改進,提供給學習者示範和啟迪。
然,創者,始造也。無論是創意“智造”還是創新實踐項目,都代表着一種生命力,孕育着新希望。隻有營造良好的課程生态,才能讓其充分湧流、競相綻放,形成萬紫千紅的局面,真正讓創新之花絢爛。
(作者單位系江蘇省無錫市僑誼實驗中學)
《中國教師報》2019年10月23日第6版
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