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自2011年創客概念傳入中國后,創客精神引起了國內教育者的思考和共鳴,更是激起了教育者?Υ純徒逃?的研究和開發熱情。在教育領域,關于創客教育的研究如雨后春筍般出現,教育研究者們已經敏感的認識到創客在教育領域的發展潛力,在培養創新人才方面的重要作用。對創客及創客教育的探索,將有助于發掘一條培養創新人才的新途徑。
1 創客及創客教育
創客一詞來自英語單詞“Maker”,意思是制造者。關于創客的起源,有人認為最早源自美國的創新項目,也有人認為創客的思想可以追溯到20世紀60年代的DIY。在國內,對于創客這一概念的分析和界定基本來自于《創客:新工業革命》,將創客概念理解為創新、實踐和分享。我國教育專家一致倡導培養創新型人才,而創客的出現,與我國教育專家的主張相吻合,創客精神的出現將有助與培養創新人才。
創客教育一詞的出現相對較晚,但卻是教育領域關注的熱點。目前,眾多的研究者都對創客教育的概念進行了闡釋。大致可以分為三類:第一種認為創客教育是課程,是為了培養中小學生創新能力而實施的一系列課程。第二種認為創客教育是教育過程,是圍繞創客、創客空間、教育創客而展開的活動過程。第三種可以理解為創客教育綜合說,認為創客教育是培養創客的教育實踐,目的是為了培養學生的想象力和創造力。不管從哪一方面理解創客教育,其都將改變目前的教育方式,成為教育創新的新的途徑。
2 創客教育促進創新人才培養
2.1 開發科學的創客課程
創客教育的開展需要建立相應的創客課程。對于高校而言,創客課程的建立既要與專業課程緊密結合,也要突出創客課程的特點,既突出課程的自主性、開放性、實踐性和綜合性的特點,從而實現培養學生創新能力的目的。創客課程不是一門課程,而是由低到到的一系列課程,低級的課程可以側重基本知識技能的講授和訓練,高級課程可以進行綜合性的創新實踐,讓學生以團隊的形式開展創客活動。不管哪一類的課程,都要遵循一定的原則。第一,創客課程一定要與時展相聯系;第二,與信息技術相融合,充分發揮網絡資源的優勢,用信息技術支持創客課程的開展;第三,重視課程的創新實踐性,必須能夠發揮學生的創造力和想象力,親自動手實踐才能實現創客課程的價值。
2.2 在創造中學習
創客教育區別于傳統教育集中體現在學習方式的轉變上。創客學習是一種新型的學習方式,也可以說是一種新型的學習理念,無論是開展哪種形式的創客學習活動,只要能夠突出學生應用技術工具動手操作、實踐體驗,就是適合學生的創客學習方式。教師在創客活動中指導和推進創客課程的進行,優秀的創客教育教師也是開展創客教育必不可少的條件,對于創客教師,可以采用專題培訓等方式,激勵教師掌握創客教育的理念,更好的組織學生開展創客活動。
2.3 建立創客空間
創客空間是指不同職業的具有創意的人們和社群聚集到一起,通過彼此分享,認識志同道合的朋友,將想法變成現實。在教育領域,創客空間可以理解為有創意的學生,通過合作、分享、實踐,進行創新性活動的空間。目前,全國已經建立了大約2000個創客空間。在創客空間中,學生可以利用空間里的技術和硬件實現他們的創意。美國創客空間的創始人Mitch Altman 認為,創客空間不需要物質上的奢華,而是需要能夠為每一個學生提供一個可以自由交流思想、一起探索未知的環境。創客空間的建立,為學生創造了一個發揮創新力和想象力的空間,通過創客空間及其孕育的創客生態,能夠讓學生運用所學的知識進行實踐,更重要的是培育的創新素質和能力。可以通過開展跨學科的項目實踐,推動合作式學習,充分發揮創客空間的優勢,促進學生創新能力的培養。
3 創客教育的展望
3.1 創客教育在國內的優勢分析
創客教育繼承了做中學、探究學習等以學生為中心的教學思想,并借助信息技術的支持,開創了創新教育的新領域。目前,創客教育已經在部分學校逐步開展起來,但并沒有得到廣泛的推廣。創客教育的優勢顯而易見,因此,值得在未來的教育領域大力推廣。創客教育鼓勵學生發揮自己的特長,尋找適合自己的學習方式。同時,創客空間的建立,更有助于發揮學生合作精神,合作是進行創客教育的重要組成部分,能夠培養學生的團隊精神和合作能力,增強學生的集體榮譽感。再者,信息技術的發展也為創客教育的開展提供了支持。借助信息技術,學生能夠隨時隨地獲取資源,進行實時的交流和合作,極大的促進了我國信息化的發展。此外,我國教育的特點決定了學生重成績,輕能力。部分學生專業基礎知識扎實,但由于缺乏實踐,動手能力較差,部分高校學生走入社會后,不能很好的適應社會需求。創客教育提倡自己動手,鼓勵創新開闊的思想,為學生提供將知識付諸于實踐的空間,因此,創客教育可以很好的彌補我國教育的缺陷,發展前景廣闊。
3.2 創客教育發展方向分析
二、小學教學中開展創客教育相關課程的意義
小學階段的學生求知欲強、思維敏捷, 相較于高年級學生想象力更為豐富。但其自主性和獨立思考能力較差。這一階段的教育在保護學生的求知精神、探索精神, 培養學生創新思維, 幫助其養成自主學習、獨立思考和團隊協作的良好習慣, 開發學生潛能等方面具有重要作用。這一階段的教育是培養學生終身發展力和促進學生全面發展的基礎階段。
創客教育強調通過教育教學培育創客的創新精神、創新能力及團隊解決問題的能力。在相關課程實施的過程中, 豐富的想象力能夠幫助小學生想到一些奇特的方案;較強的求知欲和敏捷的思維有利于小學生學習和掌握傳統課程以外的技術;在完成項目的過程中, 同學們經歷問題分析、方案設計、動手物化、小組合作和評價總結的過程, 能夠更好地培養其探索精神、創新能力、實踐能力、團隊協作能力、自主學習和獨立思考能力。
三、小學教學中開展創客課程必備條件
1. 創客空間和相應設備
創客課程的教學是一門綜合性強、跨學科、跨技術領域且強調動手物化的創新活動。傳統的教室和室內設施無法滿足教學需求, 須有專屬于創客教育相關課程的教室---"創客空間".創客空間中應設有器材存放區、大型設備擺放區、學生操作區和作品展示區等。此外, 創客空間中須有與所學或所用技術相應的設備以滿足教學需求, 如3D打印機、激光雕刻機等。本篇文章是由研究生的碩士畢業論文。
2. 時間
創客教育是創客運動和教育的結合。創客即將創意轉變為現實的人, 將創意轉變為現實不僅需要空間還需要時間;此外, 創客課程授課內容龐雜, 傳統的40min課時無法滿足教學需求。因此, 可將創客課程設置為課時為60min甚至時間更長的素質拓展課或成立創客社團。
3. 師資
創客課程是一門綜合性強、跨學科、跨技術領域的課程, 需要學校配備面向創客活動的專業教師。而且創客課程作為一種動手性、創造性的課程就要求專業教師有較高的專業素養。基于以上考慮, 學校可以進行校際合作, 與外校相關專業的教師共同組成創客教育教師團隊。在教學的過程中, 各個專業的老師可先依次講授本專業的基礎知識, 待系統學完基礎知識后, 進行綜合項目練習。
四、小學教學中創客課程的內容選擇
在創客教育中, 學生會同時采用多種技術來解決問題, 這些技術不僅會涉及到硬件還會涉及軟件, 不僅僅是單純的組裝或搭建還會涉及編程和傳感器等智能元素, 是一項非常綜合的學習活動, 因此授課內容要具有實用性和適用性。近幾年激光雕刻、3D打印和創意編程等技術, 在基礎教育領域都被廣泛應用, 且各自有各自的一套課程體系。筆者認為, 小學階段的創客教育不僅可以在縱向上深入教學而且可以在橫向上進行教學, 即根據需要, 學生可以同時運用以上技術來解決問題, 由問題或任務的難度來驅動學生學習某一技術的深度, 將三種技術融合到一起進行教學。
1. 激光雕刻技術
激光雕刻技術作為授課內容的一部分, 主要是用于制作三維立體模型, 利用這門技術雕刻并搭建作品框架或作品中的某一裝飾部分。通過這部分的教學, 同學們將學會一種二維設計軟件的基本操作、激光雕刻機的使用與維護以及如何利用二維設計制作三維立體實物模型。
2.3D打印技術
3D打印技術作為授課內容中的一部分, 主要是用于制作模型, 利用這門技術打印作品的框架或作品中的某一裝飾部分, 據同學們的創意而定。通過這部分的教學, 同學們將學會一種三維設計軟件的基本操作、3D打印機的使用與維護等知識。
3. 創意編程
創意編程作為授課內容的一部分, 主要是作為智能部分應用于學生作品或方案中。這部分內容的教學載體, 硬件部分主要采用一些開源開放的單片機和與之相應的傳感器和執行部件;軟件部分主要是與單片機相應的非數字化的、模塊化的、以搭積木的方式進行編程的軟件。通過軟件和硬件的結合, 學生可創作出自己想要的智能作品。
五、創客課程的教學模式
創客課程可以采用"項目為載體, 任務為驅動"教學模式來開展學習活動, 并采用設計學習、操作學習和探究式學習的形式, 讓同學們在"學中做"和"做中學".
激光雕刻、3D打印及創意編程三部分教學內容可先獨自以經典項目開展教學, 在最短的時間將各自最基礎的內容介紹完畢。然后選取大項目進行教學, 學生需根據自己的設計利用以上三種知識完成方案或作品。
關鍵詞:創客空間;培養;醫工結合
中圖分類號:G642.0
文獻標識碼:B
一、創客空間與醫學領域的密切聯系
1.3D打印技術
3D打印技術即利用計算機技術,采用材料累加新成型原理,直接由軟件內的數據信息打印成三維實體模型。[1]
目前,通過3D打印技術制作的假肢、假牙等醫療器械已廣泛用于醫療行業。
傳統的醫學教學實驗立足于穩固的基礎操作,部分有能力的學生掌握基礎知識之余缺乏創新技術的培訓,或者是個人的創新思想因沒有設備的支持而不能用于實踐。而醫學院校創客空間的出現滿足了這一要求,可促進人才的培養與創意新產品的出現。
2.Arduino技術
Arduino是一款便捷靈活的開源電子平臺,沒有編程或電子技術經驗的人也可迅速上手。通過開源且豐富的系列生物醫學傳感器與Arduino相結合,可以輕松得到準確的人體生理數據,方便沒有編程基礎的醫學生進行二次開發。
二、創客空間模式對醫學生創新的啟發
1.反饋性學習
創客空間有大量具有高度熱情的創意實踐者,而在實踐中發現問題,在實踐中得到反饋,并通過社區進行線上線下的交流,將極大地提高醫學生的自主創造力。同時,不同思想的碰撞會產生新的創意,促進醫學生培養創造的自信與創新的習慣,彌補教學的不足。
2.思維模式的改變
鼓勵醫學生借助跨界思維解決現實問題。同樣的技術可以用于不同領域,遇到的問題也可借鑒其他領域的技術來加以解決,這對醫學生創新思維的提高又提出了新的要求。
三、創客空間建設在醫學院校的開展
創客空間在某些高校如清華、西安交通大學等已形成產業鏈,但是仍有不少醫學院校并沒有意識到創客空間存在的價值或缺乏理論和經驗而難以很好地組織起來,本文以徐州醫科大學醫學影像學院創客空間為例,提供以下意見。
(1)提倡在醫學院校建立符合本校特色的創客空間,場地以圖書館和校內自習室為宜。根據專業的不同靈活選用創客空間的主題,在保證質量的前提下,力求把資金消耗降到最低。基礎硬件配置應包括3D打印機、Arduino單片機等。鑒于創客空間的協作性與交流性特點難免產生噪音,場地宜距離書庫一段距離,配置隔音設備,或是通過預訂獨立教室來協調師生的使用時段。
(2)以社團或學院為組織形式。積極號召擁有共同理念、愿意奉獻一些課余時間的學生共同創建校內創客空間社團。每年組織招新,不定期地進行各類創意產品的展示以及3D打印機等技能的宣傳,以激發更多學生積極參與進來。醫學院校的創客空間發展模式上應以學生為主體,同時邀請部分老師參與來引導學生進行實踐操作。
(3)通過開展課內外教學活動來加大創客空間的宣傳力度,提高大學生參與的積極性。醫學院校圖書館可以將與大學生科技創新實踐活動緊密聯系的DIY公共選修課程相結合,[2]同時舉辦創客講座等。創客空間具備一定的基礎設備,為有興趣選擇相關課程的學生提供了良好的實踐環境,可滿足個性化需求。
(4)定期舉辦校內或由醫學院校聯合開展的科技創新活動。基于大學人才、技術和教育的優勢,孵化學生和教室發起的創業項目。該類活動的舉辦,為校內外營造了創客空間氛圍的同時提高了社會關注度。高校應依照各項目的合理開發進程,結合個人貢獻程度,對創新實踐表現較好的學生給予相應的學分或者能力認證鼓勵,培養其科研能力,提高其創業積極性。
創客空間形成了一種具有時代意義的新浪潮,提供了實踐、學習與創新的空間,培養學生的創新思維、解決問題的能力以及團隊協作精神。創客空間深入醫學領域,為醫學領域的創新提供了一個嶄新的平臺。基于創客空間在醫學院校的建立以及未來的發展前景,應以此為契機,促使醫工結合,推動創新型人才的培養。
參考文獻: