创客教育区域推进模式探究与实践

单位名称:广东省佛山市禅城区

入选年份:2017年

简    介:禅城区形成了传统文化与创新科技相结合的创客文化特色,凝炼出“禅城创客教育生态体系”区域推进模式,创客教育氛围良好,全区约60所学校开展创客教育,其中公办学校开展率接近80%,建设及改造创客空间38个,培养了200多名创客教师,有效激发了一大批师生不断创作和追求梦想的动力。

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2018年5月5-7日第三届全国基础教育信息化应用展示交流活动的STEAM/创客作品展示区,基于STEAM理念的岭南文化主题创新创客教育案例吸引了大量来自全国各地的参会代表,用手机APP控制粤剧舞台,通过3D打印制作狮头灯……这些奇思妙想的作品,是佛山禅城师生和非遗文化传承学校的创新成果!非遗文化融合创客教育的典型作品吸粉无数,大受点赞!禅城小创客还吸引新华社、人民网的关注和报道,并在中国政府网、中国经济网、国务院妇女儿童工作委员会等多个政府网站转载刊登!创客教育的“禅城模式”也引起了不少专家和教育同行的关注……

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图1:主流媒体及政府网站报道禅城创客教育作品

禅城区是佛山的中心城区,辖区共有77所公办中小学校,在校学生约11万人,实现“一级办学,一级管理”体制改革。禅城承载着千年古城的文化底蕴,也面临着“智能制造”的城市产业发展挑战。 “创新是引领发展的第一动力,是国家综合国力和核心竞争力的最关键因素”,当前国家对科学知识和优秀人才的需要,比以往任何时候都更为迫切!创客教育基于学生兴趣,倡导造物,鼓励分享,培养学生跨学科解决问题、团队协作和创新能力,对培养创新型人才具有重要的现实意义和深远的战略意义!然而,有不少学校和学生还没有融入到这股创新教育的浪潮当中,环境、师资、课程……区域推进创客教育存在着不少的难点和痛点问题!如何才能使到辖区的每一个孩子公平地享受到创客创新教育,实现可持续发展?

“创客教育要推进一所学校容易,要推进一个区域困难!推进过程中会遇到不少实际的问题,例如学校不够重视、师资不足、设备缺乏、教师没有得到认可和回报、学校开展情况缺乏监管……这是一条生态链,每一个遇到的节点问题都可能会影响其发展,要从点到面都抓好应用、抓出成效需要保障生态链上的每一个环节,而建立一个基于创客教育生态体系的区域推进模式是一条有效途径”,这是佛山市禅城区创客教育负责人——区教育发展中心教育技术装备室主任黄美仪的体会,于是她的团队与各学校一起走出了一条构建创客教育生态,实现普及创新教育的探索之路!经过了两年多的努力,禅城区形成了传统文化与创新科技相结合的创客文化特色,凝炼出“禅城创客教育生态体系”区域推进模式,创客教育氛围良好,全区约60所学校开展创客教育,其中公办学校开展率接近80%,建设及改造创客空间38个,培养了200多名创客教师,有效激发了一大批师生不断创作和追求梦想的动力。

一、多元分层创客课程推进创新教育普及

禅城区学校的创客课程比较多元化,有区域推广的开源软硬件《创意电子》基础普及课程,也有学校自己独特的创客特色课程,例如图2是澜石小学的创客创新课程结构图。目前已有近20所学校形成了创客教育典型案例。

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图2:澜石小学创客课程结构图

1、普适课程

为推动创新教育的普及,让禅城区的每一个学生都有机会系统性地参与其中,禅城区想到了建立普适性基础课程这条路子。《创意电子》是由禅城区教育局联合北师大米思齐创客教育团队共同设计的区域创客课程,融合了项目学习的思想和程序设计的思维,通过北京师范大学傅骞老师组织开发的米思齐(Mixly)软件和佛山本土生产的开源硬件,让学生在短时间内掌握可视化编程及控制电子元件的原理和方法,并初步认识人工智能教育。《创意电子》是基于实际问题解决的跨学科融合课程,涉及到信息技术、物理、数学等多个学科,整个体系从入门到高级阶段,围绕“交通”这一主题分设17个子项目,通俗易懂。目前,参与该课程试点的学校超过20所,并开展了梯度式教师培训,为下一阶段区内创客教育的全面普及打下课程、师资基础。

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图3:《创意电子》课堂及其微课系列

此外,随着禅城区少年创客养成计划的开展,很多学校普遍开设了Scratch可视化编程及DIY搭建等基础创客课程,为创客培养夯实了基础。

2、特色课程

(1)岭南非遗文化特色创客课程(文创)

佛山的岭南文化底蕴十分雄厚,粤剧文化、龙狮文化、陶瓷文化、剪纸、纺织、铸造等传统文化非常著名,很多学校结合了传统岭南文化特色形成独特的创客课程。

澜石小学结合粤剧文化和陶塑文化的创客作品“创意彩泥——粤剧体验平台”,用彩泥和木板制作而成的粤剧发源地象征——祖庙“万福台”戏台上,站着六个分别代表着花旦、刀马旦、老生、武生、大花脸、丑生的粤剧公仔,舞台加装了声控电子元件、引动舵机和LED灯。通过手机操作,选择其中一个粤剧角色,一曲精彩的粤剧表演随即开始。这个创客作品曾获广东省第一届中小学生创客大赛一等奖,下图是作品从构思到技术实现的过程。

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图4:澜石小学“创意彩泥——粤剧体验平台”

从单一的狮头到衍生品再到结合现代工艺的3D打印,佛山市铁军小学非遗传承人、美术教师欧琦辉在传统狮扎的基础上插上了创意的翅膀。她结合传统狮扎结构建模,利用3D打印重现再加上金箔技艺,跨界开拓了“非遗传承”+“创客教育”全新思路。

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图5:铁军小学“3D打印+狮头”作品

除此以外,还有十四中石湾陶艺、佛山十中剪纸等一批创客特色项目为非遗文化演绎着时代特色。

(2)可持续发展理念(ESD)STEAM课程

近两年禅城区一批学校尝试把STEAM教育、创客教育等新教育模式融入可持续发展教育(ESD)育人模式实践研究。联合国教科文组织(UNESCO)《全球ESD行动计划》指出“ESD是全方位和具有变革性的教育,解决学习内容和成果,教学法和学习环境等方面的问题,通过改变社会而实现其目的。”,包含两层涵义:第一层是指教育促进社会、经济、环境与文化的可持续发展;第二层是指教育促进人的可持续发展。不少学校着力开展了“基于可持续发展教育理念下的课程和学习创新”的探索,例如东鄱小学在可持续发展教育理念下,把国家课程、地方课程和校本课程作为一个系统工程来设计,三者相互联系、相互作用、相互制约,形成一个有机的整体,下图是学校课程体系图。

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图6:东鄱小学可持续发展理念(ESD)STEAM课程

3、特长课程

(1)基于科技创新项目与小发明的创客课程(科创课程)

禅城区的科技创新教育一直走在全省乃至全国前列,相当多学校将创客教育与科技创新学习融合起来,例如同济小学以培养学生科技创新素养为目标的“童童少年科学院”项目,以全体学生为服务对象,让每一位学生展开奇思妙想,参与科技活动,提升科技素养为目的的功能性社团。它是同学们的科技之家,目的在于通过开展孩子们喜闻乐见的科学实践和创造发明等活动,引导孩子们进一步学科学、爱科学、用科学,努力培养创新精神和实践能力,提高综合素质。目前为止,童童少年科学院有国家级小院士24名,预备小院士22名,研究员18名等。获得全国、省、市级比赛有七百人次,各级创新大赛获奖达四百多项,国家专利26项。

白燕小学开展了构建小学校园STEM教育生态系统的探索与实践,通过项目学习让学生制作出不少科技创新创客作品,其中学生作品《水位提示壶》,结合学校的3 D打印课程设计了一个可以提示水位的壶盖,该作品获得2017年全国青少年科技创新大赛一等奖。

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图7:白燕小学科技创客作品《水位提示壶》

荣山中学学生张致诚从高一开始接触创客教育,而在创客工作室两年内完成了3件创客作品,其中《智能饮水机》还代表禅城区参加全国青少年节水设计大赛总决赛。

(2)机器人教育

南庄三中3D科学馆内,4个孩子正在认真摆弄着手中的机器人超级轨迹赛车,这些微型车辆没有螺丝、铆钉、胶水、胶带,而是孩子们由几十个微型积木式散件在几分钟内手工搭建而成,“积木零件”加上传感器的心脏组装起来的微型车辆,靠着孩子们编写的程序灵活快速地越过由直线、折线、圆弧、S弯道等组合而成的轨迹线,并不断突破赛道设置的碎石、山洞、浮桥等障碍物。孩子们专注地反复观摩赛车在关键转弯处的灵敏度,并不断调试着电脑程序,对程序进行修改和完善。

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图8:南庄三中超级轨迹机器人教学

其实不只是南庄三中,禅城开展机器人教育的学校已呈星火燎原之势。数据显示,2003年,禅城参加机器人竞赛只有4所学校,2017年参加区比赛的队伍已达到107支队伍,创历年之最。 禅城全区共有25所学校开展机器人教学,项目包括机器人灭火,机器人足球,WER“撬动地球”、“校园足球”训练营、超级轨迹赛、RTEC创意闯关、人型机器人、FLL资源再生及创意机器人等项目。

(3)3D打印

STEAM教育理念下,3D打印通过让学生设计、创作作品,再从建模到打印,最后制作出实物作品,实现新技术融入基础教育的课堂,不仅有利于学生理解科学、工程学和技术等领域的抽象概念,更有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。石湾三小以信息技术学科为主导,开发出《玩转3D打印》校本课程,深受学生们的喜爱。课堂上,学生创意得到充分的发挥,设计出极富个性的3D作品。

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图9:石湾三小《玩转3D打印》课程及学生作品

二、特色空间建设优化创客教育环境

近两年禅城区创新装备项目主要是创客空间建设,创客空间是学校开展创新教育的一个重要阵地,区教育局鼓励学校结合自己的特色进行创客空间的设计,所以在禅城区有多样化的创客空间,有新建的,也有改造的。

1、非遗文化创客空间

“石湾陶,景德瓷”,可以说是概括了中国陶瓷的精髓。石湾陶瓷是岭南文化瑰宝,禅城地处陶都,开展陶艺课程的学校众多,除了有南风古灶、广东石湾陶瓷博物馆等制陶、展陶的场所,学校还建设了多个以陶瓷文化为主题的创客空间,包括佛山二中“知隐博物馆”及佛山十四中的陶艺美术馆等,成为了学校开展STEAM教育的主阵地。

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图10:佛山十四中陶艺美术馆

东鄱小学结合有限的场地和资源,因地制宜,充分发挥场景、场馆、场地教育来传承和发展佛山非遗文化,并融入了现代科技和环保创新,如百草园(佛山中草药文化)、千灯屋(佛山古灯文化博物馆)、陶艺走廊(佛山陶艺)、狮艺屋(佛山东鄱龙狮)、节气屋(体现二十四节气)等校园十景,充分突显了东鄱小学可持续发展教育理念下课程和跨学科STEAM学习创新成果。学校还通过VR技术将校园十景进行虚拟现实呈现。

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图11:东鄱小学校园十大景区导游图及VR体验二维码

2、3D科学馆及STEAM体验馆

南庄三中的3D科学馆,装修风格结合了太空元素与3D元素,分设全息投影展示区、3D影院、3D建模和3D打印区,AR/VR体验区、智能搭建区和科普图书角。这些区域可以灵活地拆分组合,适应学生开展各类的创客活动。这个馆落成之后吸引了大批学生,激发了他们的创新欲望。这个馆同时是全区的基地,面向全区学校开放,也成为全国“3D教育示范基地”。比较有代表性的还有环湖小学STEAM创客体验馆、包含创新科技系列、创意家居等五大类别、33个项目,这个体验馆成为禅城区开展教师创客培训展示的重要基地。

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图12:南庄三中3D科学馆及视频二维码

3、机器人实验室及开源软硬件创意空间

张槎中学建立了佛山首个机器人教学实验室,并以“创意闯关机器人”为特色主攻方向,让学生有开放的空间研制出一个又一个省内领先的闯关机器人。

为了进一步普及创客及机器人教育,部分学校利用原有场室改造为“经济实用”的创客空间。如城北中学,利用原有的电脑室,增加了一些开源硬件及搭建套件也建起了简易的创客室,在老师的带动下一大批学生参与创意搭建、创意编程等学习,目前创客及机器人教育也成为了学校的一个特色。

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图13:城北中学从旧有场室改造的创客空间

3、科创空间

除了同济小学以科学探究为主题的“童童少年科学院”,禅城还有不少科创类的空间,例如吉利村委会规划给吉利小学19亩实践用地,还有3亩的鱼塘,建成了“吉利小学农科实践园”,作为镇区共享的科普教育活动场所。园内所种植的花、水果和有机蔬菜作物共有300多种,鱼塘养殖了四大家鱼。学校老师根据季节、实践园具体情况安排好各班种植的时间、作物,然后任课教师再组织学生到实践园里种植(园丁指导)、观察、记录农作物的生长,培养了学生爱观察、爱学习和爱劳动的好习惯,吉利小学农科实践园被评为禅城区科普教育基地。

三、教师提升体系加大创客师资保障

教师是实施创客教育的关键因素,然而师资保障也是推进创客教育的瓶颈。禅城区曾抽样对124名创客教师进行问卷调查,统计结果表明创客教师35岁以上占75%,非信息技术学科教师超过73%。针对年龄结构偏大,专业技术不强的师资善,禅城开拓了以下教师提升的渠道。

•培训体系:创客技术培训、创客教学培训、创客导师培训

•教学提升:创客说课、现场课活动

•名师培育:创客名师遴选、人才培育

近两年区内组织多次创客培训,使教师从技术到教学进行梯度学习,培训统计见表1。此外,我区积极参加了三轮由佛山市教育局主办的创客导师培训,这些导师在创客教育发展中充分发挥了示范带头作用。


表1:2016-2017年创客培训统计

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图14:《创意电子》教师培训

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图15:创客说课及现场课比赛

四、活动展示体系凸显融合创新成效

一直以来,禅城区为营造装备创新应用的良好氛围,唤醒学校对新概念、新技术的认知,除了开展系列培训,让学校认识到位外,还要努力争取家长的认同,所以禅城区这两年还推出了一系列面向社会的特色展示活动。比较突出的是创客嘉年华活动,每年都有不同的主题,2016年是“体验科学,博物洽闻”,结合了科技节、创客文化展览、创客游园活动等六部分,到场人数近3000人。2017年的主题是“融合创新”,历时3天,包括校长开放日、教师开放日和社会开放日,分别面向不同对象开展了沙龙、高峰论坛、公益讲座等多样化活动,现场还设了STEAM创新课程体验秀、虚拟现实体验秀等7大主题秀,受到了学生和家长的欢迎,到场人数近5000人,在线观看直播的人数累计近5万人。禅城区的学校也纷纷开展了让家长学生同参与的活动。

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图16:创客嘉年华活动

五、政策扶持体系提供支撑和保障

禅城创客教育能够吸引那么多学校的参与,与区域的政策推动和扶持密切相关!禅城区教育局先后出台多份政策文件,明确发展战略,规范管理体系,课程开设指引,竞争性资金扶持和创客名师培养政策。其中主要包括2015年底制定出台《“互联网+教育创新”工作方案》,指明了在“互联网+”新时期,禅城区教育工作的总体方针路线、工作重点、方法内容及组织架构。2016年出台了《佛山市禅城区教育局关于印发佛山市禅城区创客教育基地管理办法的通知》,规范地充分利用社会力量支撑创客教育。2017年出台区域试点开设《创意电子》创客课程的文件,设立竞争性分配资金大力扶持创客空间建设。2018年印发《《佛山市禅城区基础教育人才特殊支持计划实施细则》,正式将创客名师列入“名教师”培养行列,给创客教师人才培养提供了激励政策和渠道等。

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《禅城区创客教育推进政策文件汇编》二维码链接

六 、绩效监管体系评价产出及调控投入

禅城区教育局形成了绩效监管评价机制,进一步完善中小学信息装备管理及应用绩效评价指标,开展网格化巡检,推进应用绩效管理的精细化。区域对学校开展创客及机器人教育给予了较多的扶持,包括给各学校分配创客专项资金、创客空间竞争性资金分配、在学校年度绩效考核加入创客创新教育的指标等,形成了以“绩效驱动”为核心,集投入、评价、监督、激励为一体的“融合创新”机制,有效激励了一大批学校开展创客教育持续探索。

禅城区近几年在基础建设、教师发展、学生成长各方面都取得了长足提升,学生通过学科融合造出创意作品,实现非遗传承弘扬传统文化,他们创造出了令人叹为观止的自动扫地机器人、粤剧机器人、自动倒茶机器人、自动伸缩大门……或许他们的作品有些稚嫩,有些粗糙,透过这些奇思妙想,使学生的创造力得到尽情的发挥。有了雄厚的群众基础后,禅城区的创客教育出现了硕果累累,成绩显著,部分学生的创客作品深化为产品正式推向市场。

禅城区中小学创客教育,走的是普及推广之路,也是特色发展之路。教育局对学校所开展的创客项目持开放态度,使创客教育能与学校特色教育紧密结合,力争实现一校一特色(或一联盟一特色),几年来,已涌现出一批创客教育特色明显学校,一批批颇具特色的创客作品脱颖而出,特别是结合非遗项目的创新项目、可持续发展的STEAM项目等,已成为禅城教育的一张张名片!禅城区创客教育成果受到教育部、省市领导和专家的好评,并多次被各大新闻媒体争相报道。2018年中共禅城区委宣传部汇编《2017禅城最强音》,集中盘点禅城政治、经济、民生、生态、党建等领域的亮点成就,我区创客及机器人教育案例也被列入其中。

在迎接人工智能大时代的今天,禅城区教育局与全体学校协同创新,融合可视化编程等前沿技术,使千年古城焕发出时尚创新的风彩!以创客教育推进教育公平,培养创新型人才,禅城区正在一步一个脚印地演绎着传承与创新的美丽篇章!

专家点评:

创客和创客教育是近年来出现在我国社会和教育领域的一个崭新的概念,创客的共同特质是创新、实践与分享。创客通常有着丰富多彩的兴趣爱好以及各不相同的特长,一旦他们围绕感兴趣的问题聚在一起时,就会爆发出巨大的创新活力。所谓“创客教育”就是让我们的各级各类教育承担起培养各个层面的“创客”的任务,提升教育对创新的贡献。

佛山市禅城区在创客教育的推进过程中,通过“协同课程研发、分层教师培训、课程普及开设、面向全员分享”四个阶段,通过行政推动和绩效监管在短时间内形成了创客教育的良好氛围,同时包括一线教师、教育管理者、社会工作者和企业家形成了可向全国分享的并且有影响力的创客课程、区域推进模式和活动组织经验,为创客教育的区域发展发挥了自己的价值,形成了创客教育的理想生态,在非遗文化与创客融合、科技创新方面产生了丰富的优秀案例与成果。

在未来的创客教育进程中,建议佛山市禅城区继续围绕创客教育的普及开展工作,在普适课程研发、专题教师培训、在线平台部署、地方教材推广等领域做出特色,并重点帮扶条件薄弱学校加大创客教育的普及。同时,进一步开发传统文化与创客融合的区域本土课程将是一个很好的发展方向!

2018年6月3日

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