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科学教育也即STEAM教育或创客教育,是一种重实践的跨学科整合的教育理念和教育模式。科学和数学是较为抽象的思辨性学科,技术、工程和艺术则是贴近现实生活的应用型学科。将这几门学科知识融会贯通,有利于激发学生兴趣,增强理解能力;有利于完善学生的知识结构,培养学生的创新思维和创造能力。
一、创客与创客教育
创客:源自英语单词“Maker”,原意是指“制造者”。狭义上的创客是指那些兴趣主要集中在电子、机械、机器人、3D打印等以工程化为导向的主题的人。广义上的创客指所有把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人。
创客教育:是以课程为载体,以推动创客精神为核心任务,以创客空间(基地)为主要场所,以现代信息科技为主要创造源,融合科学、技术、工程、艺术、数学等多学科知识,通过创造性的运用各种技术和非技术手段以及团队协作发现问题,解构问题,寻找解决方案的完整过程,实现培养学生想象力、创造力和动手解决问题能力的教学活动。它是一种以培养学习者,特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式。
二、创客教育和学生学习方式
英特尔中国有限公司总监朱文利曾说过:“如果学生在一个很自主、很开放的空间里学习和创造,加上技术支撑和老师支持,他可以充分发挥创意。这样的环境还能更好地激发他的兴趣,培养他的创造力和动手能力。此外,这个过程也培养他的团队合作、解决问题的能力。”随着现代信息技术的发展,教育也实现了翻天覆地的变化。首先是教材电子化。原来繁重的纸质书本由生动形象、丰富多彩的电子文档、音视频文件所代替。使学生在视觉、听觉等方面都得到充足的发展。近几年,随着创客教育的深入,不但培养了学生的动手能力和创新能力,而且在创造过程中学生展示了自己的劳动成果,体验了成功的乐趣。
因此,结合多媒体和创客教育的理念在学习小学三年级科学“水的科学”这一单元时,在课前,笔者让学生从生活或网上进行信息搜集,搜集一些关于水的浮沉现象和水的秘密的信息,以便课堂上的展示和学习。这极大地促进了学生的观察能力和信息搜集能力,而且形成丰富的教学资源。课堂上学生充满自信地展示自己所搜集的信息,有的学生将自己搜集的信息制作成精美的PPT,展示生活中丰富多彩的水的画面,还结合课本上的内容进行讲解和总结;有的甚至在家长的帮助下利用相机制作成微课程、微视频,利用信息技术让学生的被动学习转变成主动学习。
但所有的信息都是平面化的,学生缺少动手实践运用的过程。因此,借助创客教育思维让有兴趣的学生进行实践操作,将所学的知识运用起来。比如:利用水的表面张力、水的毛细现象、物体浮沉现象的改变等知识,有些学生到实验室通过实践操作制做出自动浇花器、天然加湿器、自动浮沉装置等作品。在这里,创客教育的实施让一些学生的奇思妙想转变成现实,学生的自主学习进一步转变成自主探究实践式学习,改变了学生学习的方式。
三、创客教育与教学方法的融合
随着现代创客教育的不断深入,“人工智能”的加入能够根据学生的不同特点和需求进行教学。首先,教师要搜集一切资源,然后整理、加工,发现最有利于学生学习实践的方法,满足学生动手实践的需求,努力将他们的奇思妙想实践出来。其次,教师要转变观念,转变思路,转变方法,从传统的教学方法转变为实践探究操作的教学方法;教师要从主导者转变为参与者。
如在学习“我的风向标”这一课时,首先,笔者向学生展示各种各样的风向标图片,开阔学生的视野,让学生真切感受到风向标是多种多样的,更有利于启发学生的创新思维,让学生创造性地设计出各种各样的风向标。其次,在学生认识了风向标的外部形态和内部结构,知道了风向标的用途和作用后,笔者将他们分成小组,进行风向标的制作。先让学生进行创新设计,说一说自己的设计意图,然后进行制作。在制作过程中,笔者对小组的设计创作也积极参与,提出自己的想法和意见供学生参考,并和学生一起进行创作。在这个过程中,师生互相借鉴、互相学习,体验成功的快乐,教师从一名指导者变成参与者。
四、创客教育与PBL(基于项目的学习)的整合
在新课改不断推行的背景下,基于项目的学习,成为教师、学生都非常喜欢的方式。创客教育也积极提倡互相学习,乐于帮助别人,分享自己的学习成果。人机互相学习将是未来教育发展的趋势。在学习三年级科学课“有趣的不倒翁”时,除了让学生探究不倒翁不倒的秘密外,还进行了拓展:拆装、改进、创造新玩具等活动。利用课外活动以及校本活动时间带领学生到学校3D打印室和激光切割机教室进行创造。首先,让学生分组,根据老师指定的方案,根据自己修改制订。这需要小组内学生集思广益、分工合作,共同制订出修改方案。学生有的拆卸玩具,有的按拆卸的顺序摆放零部件,编上号,有的将复杂部分的拆卸详细地记录好,最后按他们制订的新方案进行组合安装。
有的小组则是在教师的带领下,利用3D建模软件、人工智能的主控板进行设计。在这个过程中,学生的思维像火花一样不断地迸发出来,在不断地设计中创造,综合运用不同学科的知识得出新的结论,再应用于探索创作中。创客教育改变了学生学习的方式,也改变了学生学习的圈子。不同班级甚至不同年级的学生可以在一起学习和协作,创造出更多的东西。
以上从几个方面介绍了创客教育、信息技术以及科学课整合的形式。其目标之一就是改变传统教育的模式,弥补传统教育方式的不足之处,转变教师的教学思维,使学生更有利地学习、成长。创客教育使科学教学在教学观念、教学方式、教学手段、学生学习方式等方面发生深刻的变革。学生在更加开放的环境中设计、分享、交流、制作,有效地促进自主学习,大大提高科学课堂教学的效率。学生也在与同学的交流过程中拓宽了自己的思路,触发了灵感,培养了创新思维。小学生天生活泼、开朗,形象思维十分活跃,想象力丰富,动手意念强,什么都想听一听、看一看、干一干,更适合通过创客教育的方式得以引导和启发。创客教育和现代信息多媒体技术的深入,将为小學教育带来新的变革。
【作者单位:宜兴市新芳小学 江苏】
一、创客与创客教育
创客:源自英语单词“Maker”,原意是指“制造者”。狭义上的创客是指那些兴趣主要集中在电子、机械、机器人、3D打印等以工程化为导向的主题的人。广义上的创客指所有把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人。
创客教育:是以课程为载体,以推动创客精神为核心任务,以创客空间(基地)为主要场所,以现代信息科技为主要创造源,融合科学、技术、工程、艺术、数学等多学科知识,通过创造性的运用各种技术和非技术手段以及团队协作发现问题,解构问题,寻找解决方案的完整过程,实现培养学生想象力、创造力和动手解决问题能力的教学活动。它是一种以培养学习者,特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式。
二、创客教育和学生学习方式
英特尔中国有限公司总监朱文利曾说过:“如果学生在一个很自主、很开放的空间里学习和创造,加上技术支撑和老师支持,他可以充分发挥创意。这样的环境还能更好地激发他的兴趣,培养他的创造力和动手能力。此外,这个过程也培养他的团队合作、解决问题的能力。”随着现代信息技术的发展,教育也实现了翻天覆地的变化。首先是教材电子化。原来繁重的纸质书本由生动形象、丰富多彩的电子文档、音视频文件所代替。使学生在视觉、听觉等方面都得到充足的发展。近几年,随着创客教育的深入,不但培养了学生的动手能力和创新能力,而且在创造过程中学生展示了自己的劳动成果,体验了成功的乐趣。
因此,结合多媒体和创客教育的理念在学习小学三年级科学“水的科学”这一单元时,在课前,笔者让学生从生活或网上进行信息搜集,搜集一些关于水的浮沉现象和水的秘密的信息,以便课堂上的展示和学习。这极大地促进了学生的观察能力和信息搜集能力,而且形成丰富的教学资源。课堂上学生充满自信地展示自己所搜集的信息,有的学生将自己搜集的信息制作成精美的PPT,展示生活中丰富多彩的水的画面,还结合课本上的内容进行讲解和总结;有的甚至在家长的帮助下利用相机制作成微课程、微视频,利用信息技术让学生的被动学习转变成主动学习。
但所有的信息都是平面化的,学生缺少动手实践运用的过程。因此,借助创客教育思维让有兴趣的学生进行实践操作,将所学的知识运用起来。比如:利用水的表面张力、水的毛细现象、物体浮沉现象的改变等知识,有些学生到实验室通过实践操作制做出自动浇花器、天然加湿器、自动浮沉装置等作品。在这里,创客教育的实施让一些学生的奇思妙想转变成现实,学生的自主学习进一步转变成自主探究实践式学习,改变了学生学习的方式。
三、创客教育与教学方法的融合
随着现代创客教育的不断深入,“人工智能”的加入能够根据学生的不同特点和需求进行教学。首先,教师要搜集一切资源,然后整理、加工,发现最有利于学生学习实践的方法,满足学生动手实践的需求,努力将他们的奇思妙想实践出来。其次,教师要转变观念,转变思路,转变方法,从传统的教学方法转变为实践探究操作的教学方法;教师要从主导者转变为参与者。
如在学习“我的风向标”这一课时,首先,笔者向学生展示各种各样的风向标图片,开阔学生的视野,让学生真切感受到风向标是多种多样的,更有利于启发学生的创新思维,让学生创造性地设计出各种各样的风向标。其次,在学生认识了风向标的外部形态和内部结构,知道了风向标的用途和作用后,笔者将他们分成小组,进行风向标的制作。先让学生进行创新设计,说一说自己的设计意图,然后进行制作。在制作过程中,笔者对小组的设计创作也积极参与,提出自己的想法和意见供学生参考,并和学生一起进行创作。在这个过程中,师生互相借鉴、互相学习,体验成功的快乐,教师从一名指导者变成参与者。
四、创客教育与PBL(基于项目的学习)的整合
在新课改不断推行的背景下,基于项目的学习,成为教师、学生都非常喜欢的方式。创客教育也积极提倡互相学习,乐于帮助别人,分享自己的学习成果。人机互相学习将是未来教育发展的趋势。在学习三年级科学课“有趣的不倒翁”时,除了让学生探究不倒翁不倒的秘密外,还进行了拓展:拆装、改进、创造新玩具等活动。利用课外活动以及校本活动时间带领学生到学校3D打印室和激光切割机教室进行创造。首先,让学生分组,根据老师指定的方案,根据自己修改制订。这需要小组内学生集思广益、分工合作,共同制订出修改方案。学生有的拆卸玩具,有的按拆卸的顺序摆放零部件,编上号,有的将复杂部分的拆卸详细地记录好,最后按他们制订的新方案进行组合安装。
有的小组则是在教师的带领下,利用3D建模软件、人工智能的主控板进行设计。在这个过程中,学生的思维像火花一样不断地迸发出来,在不断地设计中创造,综合运用不同学科的知识得出新的结论,再应用于探索创作中。创客教育改变了学生学习的方式,也改变了学生学习的圈子。不同班级甚至不同年级的学生可以在一起学习和协作,创造出更多的东西。
以上从几个方面介绍了创客教育、信息技术以及科学课整合的形式。其目标之一就是改变传统教育的模式,弥补传统教育方式的不足之处,转变教师的教学思维,使学生更有利地学习、成长。创客教育使科学教学在教学观念、教学方式、教学手段、学生学习方式等方面发生深刻的变革。学生在更加开放的环境中设计、分享、交流、制作,有效地促进自主学习,大大提高科学课堂教学的效率。学生也在与同学的交流过程中拓宽了自己的思路,触发了灵感,培养了创新思维。小学生天生活泼、开朗,形象思维十分活跃,想象力丰富,动手意念强,什么都想听一听、看一看、干一干,更适合通过创客教育的方式得以引导和启发。创客教育和现代信息多媒体技术的深入,将为小學教育带来新的变革。
【作者单位:宜兴市新芳小学 江苏】