创客教育是帮助人们更好地解决问题
——访清华大学清华大学航天航空学院教授、青少年科普教育专家高云峰
4月11日,走进北京师范大学附属实验中学的卡魅实验室,高云峰教授正在给来自来自香港、云南、广西、广州、浙江、湖北等地的中小学优秀校长及科技老师培训卡魅课程。
大学教授玩起了小学课程
高云峰教授和香港青年协会李兆基书院周鸿强老师、广西南宁市逸夫小学陆俊达老师等探讨作品制作。
高云峰是卡魅实验室的创始人,他还有一个身份是清华大学航天航空学院教授、力学专家。一位大学教授,怎么干起了教中小学生怎么“玩”的活儿?一边是高大上的航空航天、力学分析,一边是中小学生的手工作品,这个跨界看起来有点大。
对此,高云峰说,多年前,作为高校教授,他曾受邀给清华大学附属小学的孩子们做讲座,然后走上了科普之路,多次指导中小学生创作科技作品,策划设计数百个科普实验。还参与了我国首次太空授课的方案论证、实验道具制作、授课讲稿撰写等工作。当时“创客教育”这个词还没有流行起来,但高云峰已经走在了“创客”的路上。“纸船载大象”、“手机吊冰箱”等活动的原创人就是高云峰。早在2012年,高云峰就在清华成立了创新实验室,开始了创客教育方面的探究,目标是培养创客。作为卡魅系列课程的创始人,高云峰希望以此为试验田,融入趣味性和学科性,更好的培养人才。
在卡魅实验室,所想即所得,学生们有任何的创意,都可以通过计算机设计,最后经过卡魅打印机,打印出各种卡纸,进行拼装组合,成为产品。高云峰说:“这样的课程,对于学生培养创新素养,是非常实用的。孩子们想得到的,都能通过简单设计和卡魅打印机变成实物,对于学生而言,没有什么比想到就能做到更有趣的了。创新素养,应该从激发学生的好奇心和求知欲开始。”
创客教育有些类型?面临哪些问题?
老师们给自己培训期间的手工作品拍照留念
2015年,国务院办公厅出台《关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》。2015年也因此被称为创客教育元年,随后的2016年则被称为创客教育大发展的一年。“创客教育”逐渐升温,并逐步融入课堂。
浙江省温州市教育局在 2015年底印发了《关于加快推进中小学创客教育发展的指导意见》,提出到2020年中小学校实现创客教育“五个一”工程,即每校开出一门创客课程、建设一个创客空间、聘任一位创客指导师、每年组织一次创客教育活动和每生每年完成一个创客作品;提出到 2016 年温州各县(市、区)校园创客空间建有率达到 20%,按照每年20% 递增,到2020年实现全覆盖。深圳市提出了3年内,所有公办学校都建有至少一个创客工作室,对每个工作室每年资助30万元。
2016年1月20日,由重庆市第二十九中学倡议,全市首批 30 个学校(单位)自发组成的重庆市青少年创客教育联盟宣布成立。
2016年6月,教育部印发《教育信息化“十三五”规划》,提出有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用。由“创客运动”引发的“创客教育”热潮,正式进入国家层面的教育发展规划。
创客教育的流行,引起了高云峰的关注。正日趋流行的创客教育有哪些形式,又有哪些误区?
在高云峰看来,主要有有三种形式。一是体验式的培养。兴趣是最好的老师。当代中国青少年对科学技术的最初萌动,基本来自于课堂。浸入式的科技制作课、神奇的科技馆之旅,都点燃了年轻人对自然科学、应用科学的强烈好奇心。于是,一些教育者们通过开发一些简单的手工制作、拼装实验,将青少年慢慢带入动手实践的环节。“这种体验式的培养效果功能明显,但不足也在于大多数体验都停留在“耳闻”或“模仿”阶段,即使有一些制造机会,也是成品或半成品的拼装组合,很难让学习者保持长期的兴趣,并真正开发一些自己感兴趣的东西。”高云峰说。
高云峰认为,第二种常见的形式是素养式培育。课程是教育教学的关键组成部分,在体验式培养的基础上,教育者们开始注意青少年科技兴趣长效机制的建立,通过课程使之连贯起来。这种方式更重素养的培育,把创新当作个人素养的必须品,进行补充强化。长期的兴趣才能让兴趣转化为成果,一些小创客在这样的机制下快速成长,虽然不一定就能百分之百成为一个完整创意,或称为创业的起点,但却给了很多年轻人尤其是90后一个尝试的机会。
三是平台式教育。体验和课程是创客培育的条件,二者不可偏废。可仅有这些就足够了吗?显然不是。“目前,创客教育已经进入了平台式的教育阶段。如果学生在一个很自主、很开放的空间里,辅以技术支撑和导师支持,便能更好地激发学生的兴趣,培养学生的创造力和应用能力,充分发挥创意。此外,这个过程还可以培养学生的团队合作、解决问题的能力。这样的综合性平台是目前最为成熟的创客教育模式。”高云峰说。
在现有中小学的创客教育中,面临的主要问题有缺乏系统性、硬件条件和软件条件不匹配、师资力量薄弱等。“创客教育和以前的科学、通用技术是什么关系、如何考核?也有不同的看法。最主要的,是没有统一系统的教材,使得很多学校对创客教育产生畏难情绪。”高云峰说,一些学校购置了昂贵先进的设备,但是教师不太会用(不熟练),设备成了摆设。大部分的老师没有创客的经验,自己没有设计、制作过一些作品,很难辅导学生。
创客教育与传统教育中的动手实践有何区别?
卡魅实验室的老师们正在打印设计作品素材
提及“创客”,很多人想到它的发源单词:Maker,意指热衷于创意、设计、制造的群体。是否在“创客”这个词出现前,我们的教育体系就没有培养相关能力?高云峰认为不是这样,以前也有很多强调动手、创新的课程,比如科技科、信息技术课等。那么创客教育与传统教育中的动手实践,有何区别?
高云峰参加过很多青少年科技大赛的评选,他发现,在许多国际科技制作大赛中,中国小选手都沉戟折沙。有教育专家认为,中国孩子的创意不少,但这些点子大多天马行空,与现实相距甚远;另一方面,学生的发明也不符合现有的知识层次。
高云峰认为,传统教育中的动手实践,多为学校教育中的科技制作课、手工课、社会实践课,课上会安排一些简单的拼装试验,多为半成品,孩子们只要按照步骤一步步执行即可。这种启蒙性的动手制作,对青少年迅速提升对科学的兴趣也许有帮助,但并不利于给他们建立一个完整的,可操作、可思考的实验思维体系。传统制作课上培养出来的学生,往往建立了良好的知识体系,也受过一定科学训练,谈起公式、计算和步骤头头是道,但涉及具体设计方案时就犯了难。
“相比科学思维,工程思维对学生的逻辑思维、全局考虑问题的能力以及动手能力的要求更高。在国外,面向中学生,以工程项目为内容的课程和实践机会很多,这种锻炼让很多美国中学生年纪轻轻就可以成为创客。”高云峰说。
理想的创客教育什么样?
北京师范大学附属实验中学卡魅实验室展示的作品
高云峰认为,在数字化学习的背景下,新技术的应用对教育理念、教育方式、教育手段带来了极大冲击,未来教育与技术的融合必将越来越紧密。对于创客教育的建议,高云峰认为,教育的目的是培养人,系统化很重要。而创客教育本身系统化不强,所以创客教育要考虑与教育本身的目的。
在高云峰看来,理想的创客教育,是在培养人的过程中,让参与者掌握相关的知识,具有处理问题的方法和手段,能积极主动地发现身边和自然界中的问题或现象,通过团队合作、分析研究,设计制作一些装置,从而帮助人们更好地解决问题,提升生活的质量,为社会的发展提供前进的动力。
“真正的创客教育,不是仅仅教学生做一些作品,而是培养学生一种创新精神,一种发现问题、分析问题、解决问题的能力,这也是创客教育的精髓。同时,让学生掌握一些先进的工具和方法,把自己的设想变为现实。”高云峰说。
高云峰认为,人类未来社会可能面临大量新的问题,需要新的发明创造。回顾历史,以前人们的千里眼、顺风耳等幻想,都由于电视、电话的发明而变成了现实。那么,今天的很多幻想,明天是否能变为现实呢?谁让这些幻想变为现实呢?如果我们提倡创客教育,我们的学生中间将会涌现出大量的发明家,他们将有能力改变世界。
“传统教育注重知识的传递,理论与实际脱节,学生处理实际问题的能力弱,进入社会后不适应。而创客教育,知识与能力并重,特别是让学生有能力设计制作出作品,使学生从传统意义上的纯粹消费者转换为产品设计者,未来可以为社会提供真正的产品,从而提升生活水平、推动社会进步。”高云峰说。
高云峰认为,课程是创客教育的生命线,课程设计的结构优化与否,课程质量的优劣与否,都直接影响到学习者的兴趣,直接关乎创客教育的最终质量。创客教育中课程设置的出发点,应该是面向现实应用的,学生根据自己需求提出的。只有让人萌生兴趣的课程,才可能让学习者摆脱传统课程的“阴云”,拓展新的思路和看法。此外,在课程实施过程中还要特别注意避免一些情况,如在课程中教会了学生做一些作品,但是没有教学生处理问题的方法和手段;或者只注意教技术,忽略背后的科学和数学知识。如果处理得不好,学生在经过一段时间的学习后,学习曲线并不能按照预期一直向上走。因此,创客教育不应急功近利,只顾眼前效果,而应以STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)教育为土壤,放眼于学生综合素养的长远发展。
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