创客教育中的创新电子技术活动设计

赵满明，韩继彤

（北京市朝阳区青少年活动中心，北京100027）

1 研究背景

1.1 与时俱进，电子技术项目发展的内需

电子技术是传统校外科技项目，存在着重理论、重技能、知识难度大、创新设计较少的情况。随着时代的发展，创新、人工智能逐渐融入人们的生活，并成为主要发展领域，而这些领域几乎都与电子技术相关。

当今的教学强调学生创新和实践能力的培养，这对未来人才培养来说是至关重要的。在各种教育辅助手段不断创新的今天，再依靠讲理论、练技能的传统方式已经很难吸引学生了。因此，要想让更多的学生参与到电子技术活动中来，就必须针对电子技术活动的特点，优化、调整内容和形式，以适应发展需求。

1.2 新活动资源的开发需求

从2015年李克强总理考察柴火创客以来，创客教育迅速兴起。不同于以往的课堂内容和形式，创客教育在教学中更侧重于“创”。创客教育的模式市利用技术、工具、课程资源等，将理论学习与实践融为一体，将整个的学习过程贯穿于创造过程，极大地提升了学生的学习兴趣，同时也培养了学生的创新思维和实践能力。

电子技术现有的活动资源相对传统，与创客教育使用的相关资源比较，形式比较单一，往往集中于“焊接”“面包板”等材料，制作的电路也较为传统，给学生创造的余地不多。为此寻找、开发新的适合电子技术学习的活动资源成为电子技术活动革新的重要组成。

基于朝阳区现有电子技术活动情况，让电子技术的难度“降下来”，活动内容“多起来”，形式“新起来”，则成为了创新的突破口。区教研组针对电子技术的活动内容、形式及难度进行了探索。寻找、开发了电子徽章——不用焊接的电子制作材料；针对电路内容传统，创新不足，开发了S4A课程（电路与arduino 开源硬件、编程相结合的课程）、树莓派创新设计等课程；编写了相应的教材，为活动的资源提供了支撑。

1.3 提升学生创新思维的需求

随着时代的发展，高新技术成为经济发展和国家综合国力增长的核心。而这些与人的创新思维培养是密不可分的。因此，在当前的科技教育中必须重点培养学生创新能力，以适应时代发展。

电子技术项目作为众多高新技术的基础，理应肩负起培养学生创新能力的责任。借鉴创客理念，利用创客教育的模式和资源，将原有电子技术活动资源整合，重点针对学生创新思维开发课程，从新设计、新技术引用的角度，打开学生的眼界，发散学生的思维，不断提升学生的创新意识。

2 研究目标

创新电子技术活动设计目的在于设计并实施创新电子技术活动，学生在学习新技术、新设计的过程中，提升自身综合能力。

2.1 学生学习方面

创新电子技术活动设计的目标是促进学生学习。活动改变学生以往的学习方式，促进实践能力、创新意识的培养，提升综合能力。

2.2 教师教学方面

教师是活动的实施者。因此活动的设计要考虑到教师的实际教学情况。集思广益，汇集本区广大教师的教学经验并结合本区实际情况，组织有能力的教师，依托教研组的相关资源，研发相应活动，并与广大教师分享，为教师们提供学习的资料和案例。

3 创新电子技术活动基本原则

对于教师和学生而言，创新电子技术活动是新的模式。因此，活动的设计，既要有适合参考的教师指导资料，也要有适宜学生学习的活动资料。

3.1 活动主题的选择

活动主题是多种多样的，可以采用开源的经典活动设计，将以往的活动主题和理论知识保留，但使用新技术、新实例、新创意，从而引起学生的兴趣，充分发挥校外教育原有课程的优势，让这些教学内容在新时期、新技术的背景下，焕发活力。例如，可以引用光控、电动机控制主题，结合树莓派以及python 编程，这样就可以让控制“可视化”，增强了视觉效果。

尽量选取学生感兴趣的主题。兴趣是最好的老师，让兴趣引领教学，会让教学过程轻松很多，也更加高效。当然，这需要不断关注当前学生们的思想变化，关注他们喜爱的话题等。以此结合电子技术的内容进行创新活动的设计。例如，前几年学生普遍喜欢的游戏——“我的世界”，其中就有可以实现逻辑门电路的内容，可以使用里面的内容，设计数字电路的入门活动。

另外，社会热门问题、科技前沿话题也都是创新电子技术活动设计的源泉。将社会热点结合电子技术的创新活动能够让学生们更好地关注社会发展。例如，现在普遍存在的养老问题。学生根据现状，利用开源硬件、传感器、物联网等，设计可以依托于现有小区的养老系统。这样学生不仅能学习到知识，培养创新意识，而且能提升实践能力，还能将知识运用于实际生活，树立服务社会的意识。

活动主题大小不一，大主题往往包含若干个子主题。这些子主题活动有些是独立的，有些是相互关联的，需根据教学的需求和具体实施环境来确定。

一个主题活动如果用时较长，可将活动分成若干个部分，但每个部分都要有相应的目标，使每次活动都是完整的。从而循序渐进地达成目标（活动分解后应有不重复的且递进的活动目标）。

3.2 活动的流程和要素

活动基本的流程大致为：情景引入、提出问题、知识学习和实践、设计和实践检验、测试并完善、展示与分享。

活动设计的要素大概包含：活动目标、活动重点、难点，活动分析、活动准备（含材料、安全教育、紧急措施等）、活动步骤、学生分享、扩展学习资料等。

关注交叉学科对学生不同方面能力的培养。有时活动中，有两门或以上的学科内容，而且两者地位相当，如在创新电子技术活动中，电子、程序、机械等往往缺一不可，对能力培养的侧重也不同，这些学科在活动中都有相应的活动目标。

3.3 活动内容

3.3.1 活动主题与目标

活动目标是教学的根本目的，目标要科学、清晰和能够检验。而主题则是要实现这一目标而选取的话题。

三维活动目标包含知识与技能、过程与方法、情感态度价值观。在以往的电子技术活动中，重知识技能与过程方法，对情感态度价值观的培养不是很明显。创新电子技术活动，引用创客教育的活动特点，从情感态度价值观的角度挑选主题，从而整个活动围绕这一主题来开展，使情感态度价值观的培养贯穿于活动的始终。

3.3.2 活动重点、难点的设置与分析

情感态度价值观的培养始终是重点，也是难点。但这个重点和难点是通过前两个维度的目标来实现的。这就要求认真分析学生的学习背景，结合现有的教学条件，找出具体要培养学生的内容。当然，情感态度价值观的形成不是一两次活动就能实现的，需要细化，将目标分解，循序渐进地实现每一个分目标，最终达成总目标。

可以结合学生的年龄、行为和语言习惯等方面发现他们存在的共性问题，从而设定目标。如当前学生普遍存在的“急躁”问题，在行为、语言和课堂表现中均能体现。然而克服急躁，拥有严谨的科学精神，需要长期培养，这就需要将目标分解，让学生们由易到难、循序渐进地学习，从而一点一滴地克服急躁情绪。

3.3.3 活动准备

活动材料、工具、安全教育、紧急措施是活动开展前必须落实的内容。

除了考虑人数外，活动材料要考虑到加工的难度、使用工具的难度以及学生的基础。另外也要考虑是否有辅助人员，如志愿者等，同时要考虑场地大小和适用环境。

安全教育是必不可少的内容，必须让学生们意识到安全使用工具的重要性，培训并强调正确的操作方法。教师要时时关注加工和使用工具的过程，及时提醒学生。

紧急措施要针对不同的活动内容来设定，并且提前告知学生，遇到紧急情况应该如何处理。

3.3.4 活动步骤

活动步骤，是活动的核心。按照活动步骤，学生在教师的指导下，逐步完成任务，达成目标。活动步骤需要详细给出具体的任务、知识内容、学习效果检查、教师要讲解的部分、任务的关键点。这些对把控活动十分关键，能让教师在活动中很好地掌控活动的节奏。

3.3.5 学生分享

创客教育活动本身有着开放、开源的特点，鼓励交流分享，这一点对于学生相互学习，提升能力以及学会合作等有很大帮助。教师虽然把控着活动的节奏，但学生是活动的主体，而且教师很难把每一个学生都分析得很准确（在校外，学生流动性大的情况下就更难做到了）因此，学生分享自身经验，可以帮助很多有类似特点的学生，而且学生间交流往往更容易，这样可以提高教学的效率。

3.3.6 扩展资料

活动扩展是在活动任务基本达成的基础上提供的扩展内容，包含了拓展性的思路、自学资料。这可以给教师和学生创造出更大的创新空间，也能够培养学生自学的能力。当然这要紧密联系当前的教育条件，如场地、学生特点、当前的教学内容等。

这些扩展资料的形式多样，可以是文字、视频、网站等，但教师要首先对资料进行检验，避免出现科学性问题和不适宜的内容。