在创客活动中培养学生的心智

万川

自2015年教育部提出要“有效利用信息技术推进‘众创空间建设，探索STEAM教育、创客教育等新的教育模式，使学生具有较强的信息意识和创新意识”之后，2017年8月，国务院再次重磅出击，印发了《新一代人工智能发展规划》，明确提出要“实施全民智能教育项目，在中小学设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。支持开展人工智能竞赛，鼓励进行形式多样的人工智能科普创作”。对突如其来的“造物运动”，大多数学校、教师和学生都还没做好思想准备。一面是学校多元设备落地的凯歌高奏，另一面是学生创意激发的进展缓慢。如何才能跳出这个困惑？在此，笔者结合《停车场的那道拦车杆》这一创意积木主题教学，谈谈自己的一些思考。

劣构的创客主题有利于学生良好探究习惯的养成

一个劣构的创客主题，源于真实的生活情境，具有一定挑战性，而且解决方案不唯一。像“停车场的拦车杆”这样的主题，既有简单的结构拼装，又含复杂的电子编程，对学生而言，熟悉中带有陌生，简单中藏有难题，既有跃跃欲试的冲动，也有寸步难行的节点。在课堂上，教师首先让学生简单说说他们对停车杆的认识、它由几部分组成，然后让学生结合认识，自选材料设计一个拦车杆系统。教师给学生搭建一个大致的框架，使他们不至于过度天马行空、胡思乱想、自成一派。在这个过程中，材料是充足的，但又几近相似、各具特色，不同模型的搭建、不同材料的选择代表着学生不同的思考，学生在不经意地选择中无意进入了工程设计的范畴。这样的设计，不仅是一个简单拦车杆的搭建，更是一类搭建模式的传授，一种探究习惯的养成。未来无论是创意风车的设计，还是自动感应门、发球机等一系列主题的设计，都将水到渠成，自然而然。

开放的创客氛围有利于学生面对难题的勇气和批判性思维的养成

创客教育中，教师引导学生自主发现问题、思考问题、解决问题，探究学习的过程，在乎的是生生之间、师生之间“面红耳赤”之后的“无私分享”；顺着学生的“错误”走，抽丝剥茧，让学生的思维深处在一个个节点的攻克中不经意地呈现出来。然而在真实的课堂中，学生的思维是带一定惰性的，他们一碰到问题就想着四处求援，甚至直接赖器材有问题，面对难题、面对失败，缺乏勇气与斗志。那该怎么办？人们常说“科学活动原本就是一种永无止境的探索活动”“创新总是在问题的解决中发展起来的”，我们要引导学生正视难题，承认失败，不回避，不遮掩，针锋相对，直击问题核心，這是每个作品在创造过程中的必经阶段。面对学生的“思维惰性”以及开放的创客氛围，教师要变得比“无赖”更“无赖”。

在《停车场的那道拦车杆》一课的教学中，全班学生连续两次“求援”。

第一次，学生把拦车杆直接连在马达上，无论怎么调试时间，马达都是连续转几圈，不能正常地90度起落到支架上（如下页图1）。

师：这怎么行啊？如果在现实当中，保安亭的大叔都给你们拍死了一遍又一遍，谁来说说？怎么啦？

生（一脸委屈的样子）：老师，我们都把时间调到0.1秒了，马达还是转几圈。

师（好无辜的样子）：我也没办法呀，该调的我们都调了，器材都是从厂家原装买的，我也没有多余的材料，怎么办？难不成不做啦？

生：老师，我有个办法，我们只要在两边拦住它就可以了。

第二次，当学生明白直接阻挡容易损坏电机，应该使用齿轮组进行减速的时候，发现没有合适齿轮比的齿轮组，怎么办？创造性的课堂就是这样，很多时候“好创意不是想出来的，而是逼出来的”。

①学生A运用多齿轮联合驱动（敢于面对复杂问题）。尽管到目前为止，学生仍没搞清楚这四个齿轮间的连带齿轮比如何计算（如图2），但是不可否认的事实是“他们实现了”。这也再次验证了“小学生认识事物的主要器官不是眼睛和耳朵，而是手”。

②学生B运用涡杆驱动（敢于批判）。这个作品最大的特点就是当学生碰到问题时，并未按部就班地在不同大小齿轮的排列组合上耗费时间，而是跳出思维定势，创造性地选用涡杆进行试验（如图3），按照他们的说法就是，你没要求我一定要怎么做的，我实现了就可以。那神情，完全可以用嘚瑟来形容。

③学生通过降低电机功率（同理心）来实现。零件结构上碰壁了，无法再往下开展了，只能试图从消费者需求的角度去揣度商家的商业设计，学生最终成功了，在翻阅主机的过程中，他们找到了电机功率设置一栏，并成功地通过改变其数据，实现了电机速率的调整。

求新求实的创客文化有利于学生自我实现与社会责任的形成

在传统的课程设计中，学生作品展示了，交流了，课程也就结束了。从表面上看，学生是有了自己的思考和成品，解决了一个个具体的技术难题，但这并不是创造性课堂想要的，只能说“一个优秀的‘机械工顺利完成‘机械生产了”。一个真正的知识的创造者，不单能利用所学知识去制造既有的产品，还能结合既有的产品和真实生活中存在的问题创造性地改进产品。而在学生课堂，教师不仅要给学生一个简单作品展示交流的机会，还要给他们一个追问生活的平台，这个平台不仅是创新思维活动的另一开端，更是在真实生活中不断实现自我的另类延续。

例如，在《停车场的那道拦车杆》一课中，学生通过结合拦车杆在生活中存在的问题进行提问、创意改进，先后提出了多个问题和解决方案。其中，有一个学生提出：“小区车库往往设在斜坡，车主在排队刷卡的时候，经常将车停在坡中间，启动的时候容易往后退，特别是女司机，非常不安全。”全班学生积极思考，设法解决问题，最后达成共识：在斜坡上，每隔一段距离，安装地面插座盒的装置，呈三角斜坡状，车辆驶过的时候，装置被压到地下，车辆轮胎一驶离，装置就弹起，这种方式不仅可以有效防止车辆后溜，而且不像传统的减速带容易出现顿挫感，同时设计的时候要注意，弹起的高度必须低于汽车的底盘高度。本环节，学生通过创新分解发明创造步骤（提问、设计、制作、交流、改进），共同参与到同一个作品的创造中，相互交流，不仅用创意激发创意，在不断改进中优化了创意，而且让大家明白创意并不是一个人的单打独斗，需要凝聚集体智慧。

一个富有创造性的课程应该是“课程的伊始源于一个既定的大问题或劣构问题，教学的过程生成于学生对每一具象的疑问或惊奇，课堂的出色成于点亮每个学生思维闪亮的瞬间”。作为一个教师，不仅要关注课堂呈现出的“热闹”“闪亮”的华丽显性外表，更要关注学生心智成长的隐形核心。在创客活动中培训学生的心智，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。endprint