創(chuàng)客教育的生態(tài)支持研究

創(chuàng)客教育的生態(tài)支持研究

一、創(chuàng)客教育的基礎(chǔ):創(chuàng)意電子平臺隨著中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷變化，“大眾創(chuàng)業(yè)和所有人的創(chuàng)新”的發(fā)展趨勢即將到來。當(dāng)前創(chuàng)客教育的課程載體很多,如Scratch創(chuàng)意編程、Arduino創(chuàng)意電子、Lego創(chuàng)意機(jī)器人、3D創(chuàng)意打印等。其中,創(chuàng)意電子以其容易實(shí)施、靈活性強(qiáng)、便于激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新等優(yōu)勢占據(jù)主流地位。同時,學(xué)習(xí)過創(chuàng)意電子的學(xué)生更容易適應(yīng)其他課程的學(xué)習(xí),所以本文對支持生態(tài)的描述將以與創(chuàng)意電子相關(guān)的創(chuàng)客教育支持生態(tài)為例。創(chuàng)意電子的核心是讓學(xué)生利用現(xiàn)有的電子模塊設(shè)計出創(chuàng)新的電子應(yīng)用,課程的重點(diǎn)是應(yīng)用的創(chuàng)新而非某種電路板的設(shè)計與實(shí)現(xiàn),所以其課程設(shè)計必須建立在相應(yīng)的板卡、固件庫和編程工具的基礎(chǔ)之上。當(dāng)前在國內(nèi)占主流的是基于Arduino的創(chuàng)意電子平臺(1)所有Arduino電路板的微處理器都來自同一家公司。雖然Arduino本身的硬件是開源的,但對于芯片廠商來說卻是壟斷的,用戶的選擇范圍很小。同時,大多數(shù)Arduino電路板采用的還是早期的8位微處理器,功能有限,已經(jīng)很難滿足學(xué)生創(chuàng)意的多樣性需求。(2)雖然Arduino提供了豐富的核心庫和擴(kuò)展庫,但用戶必須在電腦上才能編程,而且每次編程后都需要經(jīng)過“編譯→上傳”的過程。這不僅很大地限制了Arduino課程的開設(shè)場合(只能在機(jī)房進(jìn)行),更讓使用者感覺到極大不便。國內(nèi)中小學(xué)正在普及電子書包教育應(yīng)用,多數(shù)學(xué)校已經(jīng)達(dá)到了“一人一平板”的條件。如果學(xué)生可以通過平板電腦直接完成創(chuàng)意電子的開發(fā),便可以在很大程度上擴(kuò)展創(chuàng)意電子課程的普及程度。(3)ArduinoIDE是一個很方便的編程平臺,但使用的是基于C/C++的編程方式,面向的人群是具有程序設(shè)計基礎(chǔ)的開發(fā)者。當(dāng)前創(chuàng)客教育的主要對象是中小學(xué)生,學(xué)習(xí)C/C++程序設(shè)計會給教師和學(xué)生帶來極大困難。然而如果用積木式的圖形化編程方式,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,便于教師開展教學(xué)。綜上所述,從創(chuàng)客教育普及的角度而言,創(chuàng)意電子類創(chuàng)客教育需要更好的支持生態(tài);從國家戰(zhàn)略的角度而言,把我國的創(chuàng)客教育發(fā)展完全建立在國外的支持生態(tài)基礎(chǔ)之上是不能接受的。與此同時,中國的芯片技術(shù)、開源力量和創(chuàng)新能力已經(jīng)達(dá)到一定的水平,完全有能力構(gòu)建基于“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)意電子類創(chuàng)客教育支持生態(tài)。二、電子類設(shè)計內(nèi)容創(chuàng)客教育支持生態(tài)是個極其復(fù)雜的系統(tǒng)。參與者包括公司、學(xué)校、個人、興趣團(tuán)體等,產(chǎn)品形態(tài)包括芯片、板卡、固件、軟件、套件、課程、理論方法、交流平臺等,而且各種參與者和各類產(chǎn)品形態(tài)間存在復(fù)雜的聯(lián)系?；谝酝难芯?本文總結(jié)出了創(chuàng)意電子類創(chuàng)客教育支持生態(tài)架構(gòu)圖,如圖1所示。整個創(chuàng)意電子類創(chuàng)客教育支持生態(tài)的最底層是各類芯片,最頂層是各類交流平臺,具體描述如下:(1)底層芯片:芯片是創(chuàng)意電子的基礎(chǔ),分為微處理器芯片和非微處理器芯片。由于創(chuàng)意電子只對微處理器進(jìn)行編程,因此關(guān)注的核心是微處理器芯片。按照使用方式劃分,微處理器芯片主要包含兩大類:一類是開放所有資源讓用戶直接操作的低性能微處理器,主要有AVR8、STM8、ARMCortex-M0/M0+/M3/M4等架構(gòu);另一類則是通過操作系統(tǒng)來操作的高性能微處理器,包括ARMCortex-A8/A9、X86、X64、MIPS32、MIPS64等架構(gòu)。在芯片這個層次上,所有產(chǎn)品被大公司壟斷,個人和小團(tuán)體很難有話語表達(dá)的機(jī)會。(2)硬件板卡:創(chuàng)意電子課程的目標(biāo)是激發(fā)創(chuàng)新應(yīng)用,而不是學(xué)習(xí)芯片的使用,所以學(xué)生需要借助各種各樣的硬件板卡來完成創(chuàng)意。硬件板卡分為兩大類:一類是搭載微處理器的主控板,如Arduino(主要基于AVR8),mBed(主要基于ARMCortex-M0/M0+/M3/M4),Edison(基于X86),RaspberryPi(基于Mips)等;另一類則是不含微處理器的擴(kuò)展板,如液晶顯示、馬達(dá)控制等。本質(zhì)上來說,擴(kuò)展板可以和各類主控板相配合,所以硬件板卡層次的核心是主控板。當(dāng)前的主控板一般都采用開源硬件的方式發(fā)布。具體的流程是:由廠商或開源組織設(shè)計并公開其制作方式,然后由廠商、組織和個人按照開源硬件協(xié)議進(jìn)行生產(chǎn)和發(fā)售。(3)板卡固件:各類主控板的使用必須要通過相應(yīng)的板卡固件來工作,而板卡固件的提供方式將直接決定主控板的受歡迎程度。一般的開源硬件組織都會提供相應(yīng)的板卡固件開發(fā)工具或庫。根據(jù)板卡固件生成方式的不同可以把板卡固件分成三大類:第一類是操作系統(tǒng)方式,如Edison和RaspberryPi,它們都采用了修正過的Linux操作系統(tǒng)作為固件。這類板卡的使用對用戶來說和操作一臺電腦沒有任何區(qū)別,靈活性也非常大,但對于板卡硬件資源的訪問有一定的限制;第二類則是解釋器方式,板卡的固件相當(dāng)于一個代碼解釋器,用戶直接使用各類腳本語言操作即可,如當(dāng)前流行的eLua、MicroPython、Espruino三個面向微處理器的解釋器,可以在多個主控板上運(yùn)行;第三類則是以軟件庫的形式提供,用戶需要借助于庫自行編譯一個完整的固件給板卡使用,如mBed和Arduino。在這三類使用方式中,后兩類面向的都是低性能的微處理器,第二類使用起來比較方便,第三類則功能最強(qiáng)。(4)上位軟件:不管是何種方式的固件,用戶都需要借助編程工具與板卡固件進(jìn)行交互或生成全新的固件來操作主控板。這是在整個創(chuàng)意電子課程中,用戶花費(fèi)時間最多的工作。在整個創(chuàng)意電子支持生態(tài)中,編程工具是核心。當(dāng)前創(chuàng)意電子的編程方式主要有兩大類:一類是文本編碼方式,如ArduinoIDE、SMeshStudio等。這種方式具有強(qiáng)大的編程能力,但對用戶的要求較高,適合專業(yè)人士;另外一類則是圖形編碼方式,如ArduBlock(5)成套商品:能夠應(yīng)用于教育教學(xué)的套件是把不同的組件打包在一起而形成的,而非獨(dú)立的板卡。只有電子類模塊的套件即為電子開發(fā)套件;如果加入結(jié)構(gòu)件,便構(gòu)成了機(jī)器人套件。任何一種套件的核心都是主控板和其相應(yīng)的上位編程軟件,套件的組件種類及組合理念將會影響套件的普及程度。當(dāng)前的套件設(shè)計主要由廠商進(jìn)行,然而隨著創(chuàng)客教育的發(fā)展,各類教師及課程的設(shè)計者將日漸主導(dǎo)套件的設(shè)計。(6)理論方法:創(chuàng)客教育的目的是激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新與分享意愿,并讓學(xué)生從中享受快樂。這種教育的理念雖然與傳統(tǒng)的以知識傳授為主的教育理念有較大的區(qū)別,在教學(xué)方法和課程設(shè)計方面得到了一定的理論支持。在教學(xué)方法中,當(dāng)前比較有影響力的是樂高的4C教學(xué)法(7)課程活動:創(chuàng)客教育的開展樣式很多,最多的是課程和活動。課程指的是在教室開展的教學(xué)活動和內(nèi)容,比較體系化,如創(chuàng)意電子入門、創(chuàng)意機(jī)器人制作課程等。對于學(xué)生來說,課程的主要作用在創(chuàng)客教育的初期,為學(xué)生知識的積累和興趣的培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。此后,學(xué)生參與的創(chuàng)客教育活動應(yīng)以創(chuàng)客活動為主。它將脫離課堂的限制,以綜合性的創(chuàng)意制作和展示為主,如創(chuàng)客馬拉松、校園創(chuàng)客嘉年華等。課程活動處于創(chuàng)客教育生態(tài)的高層,門檻較低且需求量最大,因此國內(nèi)大量教師和研究者都在從事此方面的工作。(8)交流平臺:處在創(chuàng)客教育生態(tài)中的各層次群體有著不同的需求,但都有相同的愿景,那就是讓自己的產(chǎn)品具有最大的影響力。在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天,這種愿景只能通過基于網(wǎng)絡(luò)的交流平臺來實(shí)現(xiàn)。平臺上需要發(fā)布課程、活動、套件、主控板等信息并構(gòu)建用戶與用戶、用戶與產(chǎn)品之間的交流機(jī)制。當(dāng)前這樣的平臺主要有兩類:一類是產(chǎn)品的提供方(包括公司、機(jī)構(gòu)及團(tuán)隊)為配合產(chǎn)品宣傳自主搭建的交流平臺,這類平臺數(shù)目眾多但影響力有限;另外一類則是綜合性的創(chuàng)客交流平臺,它面向所有產(chǎn)品和個人開放,如M網(wǎng)絡(luò),它是一個在世界范圍內(nèi)擁有一定影響力的,具有電子商務(wù)功能的,線上線下為一體的交流平臺。交流平臺處在整個生態(tài)的最上層,是新用戶了解創(chuàng)客教育的入口,具有很重要的意義。綜上所述,創(chuàng)客教育支持生態(tài)是一個極其龐大又相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。在整個支持生態(tài)中,我國的成果并未發(fā)揮太大的影響力,作為其主要成果的課程活動本質(zhì)上是在幫助國外的生態(tài)體系做推廣。這不僅無法滿足創(chuàng)客教育在中國普及的要求,更與“中國創(chuàng)造”的戰(zhàn)略大相徑庭。因此,我們必須建立基于“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)客教育支持生態(tài)。三、我國創(chuàng)意電子人才培養(yǎng)方面的探索隨著時間的推移,中國在信息技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)能力已位居世界前列,加之強(qiáng)大的教師和教研隊伍以其豐厚的理論研究和課程研發(fā)儲備作支撐,在創(chuàng)意電子領(lǐng)域,我國完全有能力從最底層開始創(chuàng)建一個完整的創(chuàng)客教育支持生態(tài)。支持生態(tài)的構(gòu)建不僅能為更好地普及創(chuàng)客教育打好基礎(chǔ),更能在全球領(lǐng)域體現(xiàn)“中國創(chuàng)造”的價值,下面便對這一支持生態(tài)的具體組成及關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。1.基于3g架構(gòu)的創(chuàng)客教育課程開發(fā)創(chuàng)客教育支持生態(tài)是一個極其龐大的系統(tǒng),一個人或一個組織獨(dú)自幾乎無法完成構(gòu)建,因此需要一種內(nèi)在的聯(lián)系將各個部分有機(jī)整合在一起。本文采用直接使用、整合研發(fā)、獨(dú)立研發(fā)和理論建構(gòu)等多種思路構(gòu)建初步生態(tài),基于“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)客教育支持生態(tài),如圖2所示。在整個支持生態(tài)的技術(shù)層面上,采用了國產(chǎn)的GD32系列芯片作為底層芯片,它基于ARMCortex-M3架構(gòu)生產(chǎn),具有性價比高、使用方便的特點(diǎn);采用了基于XBed架構(gòu)的主控板,該架構(gòu)在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分考慮了用戶編程的需要,用戶可以選擇使用耳機(jī)線、WIFI、藍(lán)牙、串口等方式進(jìn)行編程;板卡固件采用了獨(dú)立研發(fā)的MixIO開源系統(tǒng),它本質(zhì)上是一個基于微處理器的Javascript解釋器;上位軟件采用了獨(dú)立研發(fā)的Mixly圖形化編程系統(tǒng),它是一個基于網(wǎng)頁技術(shù)的圖形化編程系統(tǒng)。有了底層的基礎(chǔ)以后,對于成套商品而言,定制廠商和個人只需要根據(jù)特定的應(yīng)用選擇模塊并打包。這種“菜單式”的選擇方式為用戶提供了最大程度的自主性和開放性。在方法理論層面,我們提出“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”和“面向主題的創(chuàng)客教育課程設(shè)計方法”。前者突出了創(chuàng)客教育理念中的創(chuàng)新和分享精神,后者把創(chuàng)客教育的課程和人的本質(zhì)情感聯(lián)系在一起,有利于更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新熱情。在課程活動層面,采用開放研發(fā)的方式,將更多的自主權(quán)交給教師,只要教師設(shè)計的課程建立在底層生態(tài)之上,就可以說是體現(xiàn)了“中國創(chuàng)造”的理念。處于支持生態(tài)最上層的交流平臺肩負(fù)著推廣生態(tài)的重大責(zé)任,其目標(biāo)是讓整個生態(tài)能夠可持續(xù)發(fā)展。由于生態(tài)的構(gòu)建尚處于起步階段,交流平臺的架構(gòu)還處于設(shè)計之中。2.用戶體驗(yàn)方式技術(shù)支持生態(tài)處于創(chuàng)客教育支持生態(tài)的底層。完善合理的技術(shù)支持生態(tài)將吸引更多的研究者在其基礎(chǔ)上設(shè)計課程,隨之而來的理論研究者也將以此為基礎(chǔ)開展實(shí)驗(yàn),從而讓此生態(tài)發(fā)揮更廣泛的影響力。創(chuàng)客教育技術(shù)支持生態(tài)的用戶體驗(yàn)方式如圖3所示?；谶@一技術(shù)支持生態(tài),用戶可以在各種智能終端(包括手機(jī)、平板、電腦)上通過Mixly圖形化編程系統(tǒng)對運(yùn)行MixIO固件系統(tǒng)的xBed主控板進(jìn)行編程控制。一旦把主控板和各種電子及機(jī)械擴(kuò)展組件相連,用戶便能方便地完成多種電子產(chǎn)品、智能機(jī)器人的搭建和開發(fā)。整合研發(fā)xBed主控板并不涉及過多的技術(shù)難點(diǎn),因此本文重點(diǎn)描述MixIO和Mixly系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。MixIO是一個面向微處理器開發(fā)的JavaScript解釋器,基于mBedMixly是一個面向微處理編程控制的圖形化編程系統(tǒng),它基于Google的Blockly3.簡單任務(wù)模仿為了更好地指導(dǎo)教師開展創(chuàng)客教育,在支持生態(tài)的理論部分提出的SCS創(chuàng)客教學(xué)法,其核心是簡化教師開展創(chuàng)客教育的過程,并提升教師在創(chuàng)客教育中的使命感,同時更好地讓學(xué)生享受創(chuàng)新和分享的快樂?！癝CS創(chuàng)客教學(xué)法”從兒童最擅長的模仿學(xué)習(xí)入手,把整個創(chuàng)客活動分成七個步驟。由于所有步驟的英文單詞首字母連起來是SCSCSCS,所以將其命名為“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”。其具體步驟描述如下:(1)情懷故事引入(Story):情懷故事引入的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的真實(shí)情境。在這里SCS創(chuàng)客教學(xué)法通過一個情懷故事來創(chuàng)設(shè)情境,把要學(xué)的內(nèi)容和人的本質(zhì)情感聯(lián)系在一起(如親情、友情、鄉(xiāng)情、民族文化認(rèn)同之情等),激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部動機(jī)。如通過“母親節(jié)的到來”學(xué)習(xí)用Scratch制作電子賀卡;通過“中國傳統(tǒng)節(jié)日的由來”學(xué)習(xí)用3D打印節(jié)日禮物;通過“家”的概念學(xué)習(xí)用創(chuàng)意電子設(shè)計一個溫暖的“家”等。(2)簡單任務(wù)模仿(Copy):通過一個簡單任務(wù)模仿強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,以增加自我效能感,從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。這種以任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式區(qū)別于傳統(tǒng)的講授法,學(xué)生會全身心地通過快速模仿達(dá)到既定的目標(biāo),有利于激發(fā)學(xué)生的思考,活躍思維,使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。(3)知識要點(diǎn)講解(State):當(dāng)完成了簡單任務(wù)后,學(xué)生會思考其中的知識原理。通過學(xué)生的學(xué)習(xí)情況講解知識與技能、過程與方法,以幫助學(xué)生達(dá)到深入理解的目的。需要注意的是,創(chuàng)客教育關(guān)注知識的應(yīng)用而非知識的復(fù)制,因此老師在講解知識點(diǎn)時要注意多講一些知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用知識,而非知識點(diǎn)本身的深入講解。(4)擴(kuò)展任務(wù)模仿(CopyExtended):擴(kuò)展任務(wù)模仿是一個可選步驟,如果這次活動中新引入的知識點(diǎn)并不復(fù)雜,則可以跳過此步驟。需要注意的是,擴(kuò)展任務(wù)的設(shè)計必須建立在簡單任務(wù)模仿之上,只能是功能的增加,不能引入新的知識點(diǎn)。只有這樣,學(xué)生才有興趣去完成該擴(kuò)展任務(wù)并獲得更好的成就感,否則學(xué)生會質(zhì)疑原先簡單任務(wù)模仿的意義而產(chǎn)生挫折感。(5)創(chuàng)新激發(fā)引導(dǎo)(Stimulate):當(dāng)完成了兩次任務(wù)模仿以后,學(xué)生思維得到了發(fā)散,進(jìn)而希望探索更多的可能性。這時教師需要對學(xué)生的創(chuàng)新進(jìn)行激發(fā)和引導(dǎo),建議從兩個方面進(jìn)行指導(dǎo):一是全局方面,教師需要對新知識的創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行啟發(fā)性引導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生朝哪些方面進(jìn)行創(chuàng)新;二是個體方面,教師需要對學(xué)生的創(chuàng)意進(jìn)行評估和改進(jìn),從而保證學(xué)生能夠完善并完成自己的創(chuàng)新。教師的創(chuàng)新激發(fā)必須是方向性的而非具體的,否則創(chuàng)客教育激發(fā)創(chuàng)新的目標(biāo)就無法達(dá)到;但激發(fā)引導(dǎo)又是必須的,否則有些學(xué)生會因感覺無從下手而產(chǎn)生強(qiáng)烈的負(fù)荷感。(6)協(xié)同任務(wù)完成(Cooperation):在創(chuàng)新激發(fā)階段,學(xué)生已經(jīng)開始了協(xié)同學(xué)習(xí),通過討論得出了一個有創(chuàng)意并且能夠完成的作品設(shè)計,進(jìn)而通過協(xié)同合作,共同完成作品的開發(fā)?？紤]到協(xié)同的效率,建議學(xué)生們進(jìn)行模塊化分工,分配角色以確保每一位學(xué)習(xí)者都參與其中,協(xié)同完成任務(wù)。在創(chuàng)客教育中,學(xué)生的參與度越高,得到的快樂程度就越高。在協(xié)同任務(wù)完成階段,教師還需要幫助引導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計。對于創(chuàng)客教育而言,讓學(xué)生享受到創(chuàng)新和分享的快樂遠(yuǎn)比知識的復(fù)制性學(xué)習(xí)重要。所以在這個環(huán)節(jié),教師一定要對完成作品有困難的學(xué)生給予充分指導(dǎo),直至他們實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。(7)成功作品分享(Share):創(chuàng)客教育注重分享。提倡學(xué)生通過對自己創(chuàng)意作品的分享來體會創(chuàng)新和快樂。創(chuàng)新是分享的基礎(chǔ),分享是創(chuàng)新的動力。學(xué)生非常樂于分享自己的作品,特別是當(dāng)其創(chuàng)新分享得到群體認(rèn)同后,他會更努力地去進(jìn)行創(chuàng)新,并在創(chuàng)新和分享的循環(huán)中充分享受創(chuàng)客教育帶給他的樂趣。因此,教師非常有必要給學(xué)生創(chuàng)造分享的機(jī)會。經(jīng)過本研究團(tuán)隊的多次實(shí)踐表明,“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”對教師而言簡單易用,對學(xué)生而言切實(shí)有效,可以快速指導(dǎo)學(xué)校實(shí)施創(chuàng)客教育。如表1所示,這是一節(jié)基于“SCS教學(xué)法”設(shè)計的創(chuàng)意電子課的示例,設(shè)計突出了“家”這一人人依戀的情感,增強(qiáng)了學(xué)生的主人翁意識,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作熱情。4.從四個步驟組成創(chuàng)客教育課程,并在后續(xù)過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)客教育在我國開展以來,國內(nèi)的教師和研究者們基于國外的底層生態(tài)開發(fā)了一系列的創(chuàng)客教育課程,這為國外創(chuàng)客教育生態(tài)進(jìn)入我國提供了幫助,也為創(chuàng)客教育的普及發(fā)揮了重要作用。分析總結(jié)后發(fā)現(xiàn),這些課程的核心還停留在了知識點(diǎn)的傳授上,全課程只是通過不同知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系把課程串在一起。這種課程設(shè)計方式對于創(chuàng)客教育來說并不合適。創(chuàng)客教育關(guān)注的是創(chuàng)新和分享,其目標(biāo)是學(xué)生健康人格的培養(yǎng)。知識固然重要,但創(chuàng)客教育有著更高的要求,希望把知識的運(yùn)用和人的情感表達(dá)更好地聯(lián)系起來,因此筆者在基于“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)客教育支持生態(tài)中提出了面向主題的創(chuàng)客教育課程設(shè)計方法,它建立在“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”之上,突出了科技和人文的結(jié)合。其主線不是知識而是知識的領(lǐng)域應(yīng)用。一共由以下四個步驟組成,具體描述如下:(1)從人情感出發(fā)選定主題:在面向主題的創(chuàng)客教育課程設(shè)計中,主題是整個課程的主線,所有的課程都圍繞知識這個主題的應(yīng)用展開。筆者推薦的是從人的情感出發(fā)選定主題。人的情感有親情、友情、鄉(xiāng)情、民族文化認(rèn)同之情等,一旦把整個課程建立在人的情感的基礎(chǔ)之上,學(xué)生就會覺得知識的運(yùn)用離自己如此之近,所學(xué)的知識對于自己意義如此重大。比如以家為主題,可以設(shè)計一個創(chuàng)意電子課程來探討如何構(gòu)建一個溫馨的家、安全的家、快樂的家、美麗的家;以禮物為主題,可以設(shè)計一個創(chuàng)意電子課程來探討如何在不同的節(jié)日設(shè)計一個創(chuàng)意電子禮物送給朋友。(2)從易到難設(shè)計課程活動:任何一門創(chuàng)客課程都需要由多個創(chuàng)客活動組成,當(dāng)選定了主題以后,就需要從學(xué)生能夠接受的程度在同一主題下設(shè)計多個由易到難的活動。根據(jù)我國學(xué)制的實(shí)際情況,具體的活動數(shù)應(yīng)該在14-16左右,也就是一個學(xué)期的課程?；顒拥脑O(shè)計是整個創(chuàng)客教育課程設(shè)計最核心的內(nèi)容,基本思路是:后續(xù)活動盡量使用前面已完成的任務(wù)成果;每次增加的知識點(diǎn)一定要在學(xué)生可接收的范圍內(nèi);考慮主題人物的先后內(nèi)在聯(lián)系和知識點(diǎn)本身的內(nèi)在聯(lián)系。如前面說的“禮物”主題,在活動的設(shè)計上既要考慮節(jié)日的先后順序,還要考慮任務(wù)的難易程度,整個課程活動的設(shè)計是個較為復(fù)雜的過程。(3)依“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”細(xì)化活動:在設(shè)計了詳細(xì)的課程活動之后就需要結(jié)合“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”來細(xì)化每節(jié)課的具體任務(wù)。根據(jù)“SCS創(chuàng)客教學(xué)法”的要求,每節(jié)課的活動由三部分任務(wù)組成,即簡單任務(wù)模仿、擴(kuò)展任務(wù)模仿和自主創(chuàng)意任務(wù)。教師需要對前面兩個活動進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,以達(dá)到學(xué)生可以直接模仿的效果;而對于自主創(chuàng)意任務(wù)來說,需要設(shè)計具體的創(chuàng)意激發(fā)和引導(dǎo)策略,根據(jù)每個活動學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)的不同,其對應(yīng)的創(chuàng)意激發(fā)和引導(dǎo)策略也是不同的,此步驟的工作量相對較大。(4)完成綜合任務(wù)表現(xiàn)主題:為了讓學(xué)生有更好的分享機(jī)會,需要在創(chuàng)客教學(xué)課程的最后設(shè)計一個綜合性的任務(wù)。當(dāng)然,教師只需提供設(shè)計該任務(wù)的方向即可,留下大量的空間讓學(xué)生們?nèi)グl(fā)揮。如教師可以設(shè)計一個以家為情境的互動游戲創(chuàng)意電子任務(wù),以表現(xiàn)中國傳統(tǒng)寓言為主題的創(chuàng)意電子任務(wù)等。綜合任務(wù)的設(shè)計一定要方便學(xué)生的展示,在課程的結(jié)束時讓學(xué)生更好地體驗(yàn)創(chuàng)新與分享的快樂。筆者設(shè)計的以“家”為主題的創(chuàng)意電子入門課程大綱,如表2所示。5.國外采用不同的創(chuàng)客教育支持生態(tài)面向“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)客教育支持生態(tài)應(yīng)用方便且擴(kuò)展性強(qiáng),易于理解可操作性強(qiáng),但發(fā)展現(xiàn)狀不容樂觀。由于基于國外Arduino架構(gòu)的創(chuàng)客教育支持生態(tài)已經(jīng)發(fā)展多年,具有極大的用戶群體和生態(tài)體系,很難在短期內(nèi)發(fā)生改變。為此,筆者就面向“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)客教育支持生態(tài)設(shè)計了以下的初步推進(jìn)策略。(1)第三方圖形化編程工具對于現(xiàn)有的基于Arduino架構(gòu)的創(chuàng)客教育支持生態(tài)而言,面向中小學(xué)創(chuàng)客教育的圖形化編程工具的缺失是它的主要障礙,基于C/C++語言的編程方式在很大程度上限制了開課范圍。即便出現(xiàn)了ArduBlock這樣的第三方圖形化編程工具,也未必能突破這一障礙。所以本支持生態(tài)中的Mixly系統(tǒng)首先提供了對Arduino主控板的完美支持。Mixly因其免費(fèi)、開源、方便使用、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在很短時間內(nèi)吸引了大量的