想要做好創客教育?來看看州中學創客空間是如何運作的吧~
溫州中學創客空間的前身是學生社團科技製作社的活動室,建立於2008年。2013年8月,在上海新車間李大維博士的建議下,學校添置了一些加工工具,將這一場所開放出來供所有學生使用,正式宣布成立創客空間。空間建設初期因為缺少資金,得到了上海DFRobot公司的贊助,同時感觸於「Drive the future」的理念,於是命名為溫州中學DF創客空間。
溫州中學DF創客空間是一個具有加工車間、工作室功能的開放實驗室。空間並不用於平時的上課,而是在課餘時間向所有學生開放。指導師通過各種創客分享活動,鼓勵不同年級、不同班級的學生觀察生活、發現問題,研究跨學科的綜合性項目,提升技術並交流創意。
圖1 學生在溫州中學DF創客空間活動
創建創客空間容易,持續運營創客空間不易。面向社會的創客空間一般要滿足以下三個條件:固定的場所、必要的設備、有共同興趣愛好的人。中小學的創客空間要做到可持續發展,也需要滿足這三大條件。經過兩年的努力,創客空間基本上已經能夠穩定運營了。如何讓這一空間的建設和運營更具可複製性?下面從空間選址、設備配置、指導師隊伍等方面進行介紹。
面向中小學的創客空間並不是越大越好,應該根據學校學生人數、跨學科師資力量以及現有的場地資源等多種因素綜合決定。一般來說,創客空間只要擁有一個普通教室大小的房間即可,裡面能容納4~6張工作檯,能容納一些體積較大的加工工具,如雷射切割機、3D印表機等,同時還有一定的空間來存放學生的創客作品和半成品。如果是高中,創客空間最好和原有的通用技術實驗室合併,避免器材的浪費。
考慮到創客空間需要經常組織創客分享活動,而且還要存放選修課程的教學器材等綜合因素,我們最終選擇了科技樓四樓最邊上一間大約30平米的場地。該場地下方三樓是學生上選修課的機房,場地旁邊自帶一個小型會議室可供項目研究小組同學進行分享交流;旁邊是一個大型的多媒體教室,可用來展開面向全校或者全市的創客演講、學生作品展示等。多媒體教室的旁邊,是原先的機器人教室,這個教室可供創客空間的學生進行基本技能訓練,比如焊接、電子電路接線等,以後逐年添置的大型加工工具都將放在這裡,便於管理。總體布局如下圖2。
圖2 溫州中學DF創客空間總體位置布局
創客空間鼓勵學生動手使用各種金屬、木質、塑料甚至電子工具進行創作,將想法轉變成現實。所以3D印表機、小型車床、焊臺等工具應該是標配。智能化作為創客研究的主要方向,使Arduino也成為創客空間不可或缺的基礎器材。
溫州中學DF創客空間主要配備了如下資源(見表1)。其中,Arduino作為創客課程的主要實施平臺,配製的相關套件數量可供大班教學;Raspberry Pi、Banana Pi、pcDuino等多種硬體平臺,用於學生的項目研究、實際開發創造或者教師演示;小型雷射雕刻機、胸章製作機、3D印表機等加工工具,方便學生將電子世界與實際物理世界連接起來;同時,各類創客成品、電子類書籍、設計創造類書籍給學生提供了很好的自學支撐
表1 溫州中學DF創客空間的器材清單
按照規劃,創客空間接下來還要購買雷射切割機和小型車床,這些機器具有一定的危險性,所以要另外放置在隔壁獨立的專用工具室,具有一定的操作能力的學生才能進入。
溫州中學DF創客空間指導師隊伍來源不同、專業不一,這與創客教育的跨學科特性相符合。創客教育作為一種典型的跨學科教育,需要多專業師資共同支持,傳統的單一學科教師作為指導師,已遠不能滿足支撐空間正常運轉、指導學生項目學習的需要。創客空間常駐指導師包括溫州中學技術組的信息技術老師以及通用技術老師;流動指導師有大學教育信息工程研究所研究生、有科技館實習經驗的科學教育專業研究生等;同時,國內經營開源硬體的知名創客類公司會不定期派遣專業創客來校做講座以及Workshop活動;已經畢業的學生創客和精通電子電焊方面的學生家長偶爾也會出現在創客空間客串指導師。
創客空間指導師會根據自己的跨學科研究方向,開設選修課程、開設講座、發起與學生興趣相符的項目研究。在基礎知識與研究性學習相結合的的學習與教學中,通過不斷豐富的教學實踐培養學生開放性思維以及發現問題並動手解決問題的能力。
創客空間作為學生進行項目研究、交流、分享、創造的場所,在物理空間、硬體配備以及師資上給學生以莫大的幫助。但是這種幫助有其局限性,為了更好地發揮創客空間的作用,給學生提供有效的跨學科支持,學校開設了一系列STEM課程。
在現有師資以及個人特長相結合的基礎上,將STEM課程建設分為控制、互動以及設計三個方向,其中控制類課程有:《跟我學App Inventor》、《Arduino創意機器人》、《基於Arduino的電子控制技術》;互動類課程有:《S4A互動媒體技術》、《物聯網與大數據》;設計類主要包含《數學視界下的3D模型》、《3D列印與SketchUp》等。課程結構如下圖。
STEM課程列表
這些課程緊緊圍繞科學、技術、工程、數學展開,以設計、控制,互動為主線來組織課程內容。課程以選修課的形式開展,以18課時的容量進行設計,並供全校學生選擇。這些課程的實施雖然不在創客空間,但是課程涉及到的工具和器材,在創客空間都能找到。創客空間相當於選修課程的課堂之外的學生訓練基地。
目前每個學期約有三十多位學生在創客空間展開各種創客實踐,也產生了許多優秀的作品(詳見表2)。這些作品或是在省市級比賽中得到一定獎項、或是在創客嘉年華上得到師生、家長的一致好評、或是在全校文藝晚會上獲得同學老師的喜歡,讓人不得不感嘆創客的神奇力量。
表2 溫州中學DF創客空間部分作品列表
Flaperon遠程開放實驗平臺(圖6)是一個通過網絡,利用RTMP流媒體、Flash、JavaScript、PHP等技術,以MySQL作為伺服器資料庫系統,通過平臺提供的API與實驗端設備連接實現遠程實驗的開放平臺,具有可擴展性強,簡單易用等特點。該平臺可以實現實時實驗操作、數據共享分析,可以應用於水質監測、萌寵養殖等方面。
Flaperon遠程開放實驗平臺在2014年上海創客嘉年華活動中得到了大家的一致好評,這並不僅僅因為它是國內面向中學教育開發的第一個遠程開放實驗平臺,可以通過網絡和攝像頭進行遠程做實驗,更重要的是這樣一個平臺的主體建設都出自一位高三學生孫宏川之手。
圖7 孫宏川和同伴陳俊廷介紹Flaperon遠程開放實驗平臺
創客空間的建設目標定位很重要。上海新車間的定位是一個純粹的供創客交流的場所。而柴火創客、南京創客就不同了,他們還承擔了「科技孵化器」的功能。和這些創客空間不同的是,中小學的創客空間建設,則是為滿足學生動手實踐的需求,為他們提供「用知識」的機會,努力將他們的奇思妙想實現出來。從這點看,中小學的創客空間其實具有了開放實驗室、社團活動室和圖書館等功能。
來源:陝師大遠程教育
★會議預告:2016中國國際遠程與繼續教育大會(2016年10月18-19日 北京)
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