戴新菊 包思慧 何珍珍
课程概述
为了培养创新型人才，我校在2016年创建了创客空间工作室，开设了创客课程。在刚开始的一段时间里，我们的课程始终停留在创客准备课程阶段。为了让学生能通过创客课程创作出真正意义上的创客类作品，我们对创客课程进行了调整，形成了新的《创意智造》创客课程。课程由我们三位教师和学校信息中心的陈细鹏、杨霞老师共同承担，实施过程中也获得了其他学科教师的帮助。
1.课程特色
（1）课程时间长，面向对象广，分阶段开展
创客课程面对的是全校两个年级的学生，分三个阶段有针对性地进行开展。
第一阶段：先修课程。这一阶段重在向学生普及创客教育理念，并分子课程进行基础性教学，为第二阶段的学习打下基础。
第二阶段：创客课程。这是整个课程最核心的部分，我们安排在高一下学期实施。经过第一阶段的学习，学生已具备一定的动手能力。为了培养学生的整合性和创造性，本阶段以创客教育理念为指导，以项目式教学为主要手段，强调学生综合性“创”“智”能力。
第三阶段：整合课程。我们以“创”“智”为终极目标，师生双向选择，融合STEAM教育，力求完成“创”“智”终极项目。这一阶段我们对学生的要求相对较高，而且我校高二不再开设信息技术课，因此，这一阶段的课程放在每周三的校本课程时间去开展，只针对参与校本课程学习的学生进行。
（2）四个关键词贯穿课程全过程
第一个关键词：项目教学。我们以小组为单位开展项目式学习，充分调动学生的主动性、积极性，让学生在项目中体会创客过程，收获学习成就感和学习快乐。从项目的开始到项目结题都以学生为主体，教师处于辅助地位。
第二个关键词：以学定教。在项目式学习过程中，学生实操制作本组创客作品，教师对各组进行个性化指导。教师根据学生在实操过程中碰到的难题，结合每组学生“项目需求清单”上的知识盲点，提炼总结出共性知识点，在全班范围内讲解由学生生成的知识，并针对个性化知识进行一对一指导。
第三个关键词：走班教学。我们引导学生选择自己喜欢的课程，实施走班教学，变被动学习为主动学习，丰富我们的课程结构。由于高一年级9个班同时走班选课难度太大，我们实施了非完全走班策略，即1、2班同时选课走班，3、4班同时选课走班，5、6班同时选课走班，7、8班同时选课走班，9班单独走班，如图1所示。
第四个关键词：智能制造。我们鼓励、引导学生进行“智”“造”活动，培养学生独立的创造思维与解决问题的综合能力。
2.设计思路
设计思路如图2所示。
课程实施方案
1.创客课程准备
2017年，我校根据之前的经验形成创客准备课程——《3D建模与打印》《算法与编程及开源硬件初步》《手机App》《工业艺术设计基础》，并在全校范围内开设。每门主题课程实施时间约1个月，学生固定在行政班级，主题课程由主持研发的教师走班授课。经过2年的打磨完善，我校创客准备课程越来越全面，越来越系统，越来越成熟。
2018年，我们开发出3门创意智造课程，分别为《开源硬件与机器人编程》《3D设计与打印》《App Inventor移动互联网应用开发》。高一年级下学期我们利用2节连堂的信息技术课，让学生根据兴趣爱好和自身特点进行选修走班上课，课程以3个项目活动为承载。
2.高一年级课程实施形式
高一年级下学期以选修走班项目式学习为主，通过3个递进的项目把高一下学期的学习时间分成3段，每个项目持续约1个月。
项目以教师主持的2节课的“选题定题会”开启。学生6～8人一组，在教师限定的范围内选题，如自拟选题范围要经过教师审核后方可通过。学生通过上网查阅资料、查阅书籍并在小组内充分讨论，根据实际条件确定具体要设计制作的作品。然后，学生分析作品应具有的功能，为实现这些功能需要用到哪些软硬件、材料及替代材料、工具，还需要学习哪些知识，如何进行人员分工等，之后生成“项目需求清单”。每组选题论证依据要科学充分，然后在全班范围内分享交流并做简单答辩，其他组成员对其选题提出疑问或者给出改进意见或建议，最后结合其他组和教师点评进行改进完善，并形成定稿。
项目确定后，小组根据人员分工用3周6节课时间实操制作本组作品，教师对各组进行个性化指导。如果时间不够用，学生需要自己找时间完成作品。教师根据学生在实操过程中碰到的难题，结合每组学生“项目需求清单”上的知识盲点，提炼总结出共性知识点，定期在全班范围内讲解由学生生成的知识，并让学生相互分享经验总结，借鉴学习，在后续的制作中完善本组作品。针对个性化知识教师进行一对一指导，如果碰到其他学科性问题则向其他学科教师请教。
项目第三阶段为用时2节课的“产品发布会”。2名学生主持人在教师的指导下，自导自演一场产品发布会。各组组员向其他组介绍展示本组作品并做过程性汇报。“产品发布会”的评价方式有两种，一种是各课程开发教师的点评，一种是小组之间的互评。教师点评和学生互评都通过问卷星进行。
项目2是对项目1的递进式改善扩展和延伸，或者重新选题，具体开展过程同项目1。项目3是对项目2的递进式改善扩展和延伸，或者重新选题，具体开展过程同项目1和2。我们希望项目3完成时，学生能够把4门创客准备课程的知识融会贯通，并把知识融合到我们的创客活动中去，辅助创新创意的实现。
3.高二年级课程实施形式
在高二年级，学生选修全校范围的创意智造校本课程。本课程学生名额较少，需要通过教师的考核后方能进入本课程学习。武汉市每年都有创客直通车活动，我们将借助这个平台，为学生提供一次展示其作品的机会。校本课程的要求较高，学生要结合多学科知识设计作品，并要求制作产品论证文档和产品说明书，然后生成一个较复杂、规模较大的智能创意作品。
产品制作完成并通过测试后，就要对本次项目活动进行总结提升，并生成舞台剧，接下来在全校范围内汇报演出，最后推到武汉市创客直通车活动中。
4.课程评价
合理的课程评价不但会为学生的学习指出努力的方向，也会在一定程度上激发学生学习的积极性和兴趣。因此，我们制定了评价量表（如下表所示）。
课程实施效果
学生的最终作品是我们整个课程效果最直观的体现。经过一年半时间创客课程的实施，我校学生制作了一大批优秀创意作品。以下是部分作品的展示。
1.高一下学期学生作品
（1）多功能茶几
基于节能环保、智能家居思想，改造茶几，充分利用茶几空间，发挥功效，为生活提供更大的便利，提升生活质量。茶几主要由桌面、茶几内部、底座三部分构成：桌面布置有太阳能板，为内部装置供电；茶几内部装有Arduino主板，配有光线、湿度传感器和高频振动驱动马达，实现自动采光、照明、加热、空气净化和加湿等功能；茶几的底部装有四轮驱动的底座，通过手机发送指令可以控制茶几前后左右移动。
（2）分拣回收机器人
针对学生随手丢垃圾及不能正确将垃圾分类等问题设计了分拣垃圾机器人。垃圾桶的头部由合金做成，外面覆盖太阳能电池板，用来吸收光能并转化为自身所需的电能。前面的摄像头就是它的眼睛，用来搜索垃圾。检测到垃圾后，机器人底部驱动轮带动机器人移动到垃圾所在地，“左臂”夹取大的垃圾，“右臂”吸起碎小的垃圾。垃圾桶的内部上半部分是一个漏斗状的东西，进而进入三个分类垃圾桶。
（3）生活之光绿色智能休息系统
本系统的设计基于两个出发点，一是不能及时关闭电源导致能源浪费，二是培养健康规律的作息时间。本系统的具体功能有：①使用者回家跨进入户门，红外线避障仪检测到环境信息，灯光全部点亮，除客厅灯外，其他灯全部为最低亮度。②红外线避障仪检测到使用者离开房间，如果使用者在自定义的时间间隔内未进房间，房间的灯会变为最暗。如果在设定的时间间隔内回来，客厅的灯将在自定义时间间隔后变暗。（中间设定时间间隔是为了保证使用者从房间出来去客厅倒水或上洗手间时灯光不熄灭）③如果使用者上床休息，就会触碰床上的压力传感器，灯光会在一分钟内熄灭。④时间到达使用者设置的最晚休息时间后，全部灯自动熄灭。
2.高二上学期学生作品
为了参加武汉市创客直通车活动，学生以献礼国庆为主题，设计了德鲁伊机器人。机器人高1.1米，能灵活地旋转、行走，并通过化学试剂让白色的卷轴出现粉色汉字“光谷情，中国心”。更特别的是，该组成员用舞台剧的形式还原了创客过程的酸、甜、苦、辣，在活动现场获得了好评。
总体来说，高一年级学生的作品有创意，但作品相对简单，实用性略微欠缺。通过一年时间的学习，高二年级的作品从技术性、艺术性、实用性和科学性方面都有了质的提升，展示呈现的方式也有了明显提升。学生的优秀作品参加了各类比赛，并获得了理想的成绩。参赛获奖决不是我们开展创客课程的目的，我们更期待提升学生的综合素质，能收获感悟和体会。因此，每次项目结束，我们都鼓励学生总结心得感悟，并形成文字材料。学有余力的学生还可以以此为基础，尝试完成研究性的学术论文。部分小组还完成了技术类文档和研究类文档，如《生活之光智能休息系统的设计说明报告》《马航MH370大数据分析》《光伏发电的可监控系统》。虽然学生的论文内容尚显稚嫩，但他们在思考总结的过程中习得了基本的研究方法，掌握了调查研究的能力。学生从被动接受到主动思考，进而改变创造，这便是我们课程教学效果的体现。
点 评
学校开展创客与STEAM活动往往遇到学生准备知识和能力不足的难题，要么把创客活动异化为原有的信息技术或通用技术课程的常规教学活动，要么就在学生准备不足的情况下开展项目学习。两种情况都偏离了创客与STEAM综合应用已学知识开展有创意的项目学习活动的宗旨。武汉光谷二中的教师们在创客与STEAM课程设计中成功地破解了这一难题，他们课程设计的思路如下。
第一，教师根据学生在实操过程中碰到的难题，结合每组学生“项目需求清单”上的知识盲点，提炼总结出共性知识点，创建创客准备课程，包括《3D建模与打印》《算法与编程及开源硬件初步》《手机App》《工业艺术设计基础》等主题课程模块。每个主题课程模块实施时间约1个月，学生固定在行政班级，主题课程由主持研发的教师走班授课。经过2年的打磨完善，创客准备课程已日趋成熟和系统化。创客准备课程实际上是基于STEAM课程理念用主题而不是知识点重组和拓展信息技术课程和通用技术课程内容，是基于核心素养的新一轮课程改革理念的成功的探索实践。
第二，开发基于项目学习的创客课程。武汉光谷二中创客课程的一个鲜明特点是让学生设计项目学习时分析要创建的作品应具有的功能，为实现这些功能需要用到哪些软硬件、材料及替代材料、工具，还需要学习哪些知识，如何进行人员分工等，生成了“项目需求清单”，并以此为主线，贯穿于项目设计、实施和评价的全过程。课程实施以选修走班项目式学习为主，通过3个递进的项目把高一年级下学期学习时间分成3段，每个项目持续约1个月。
第三，开发创意智造校本课程。借助武汉市创客直通车平台，武汉光谷二中结合多学科知识设计作品，并要求制作产品论证文档和产品说明书，然后生成一个较复杂、规模较大的智能创意作品。
从来自教学一线的“草根”实践开始，不局限于传统的就事论事的经验总结，而是提炼成创客课程开发的从设计、实施到评价的规范流程，并付之于在全校范围的实施，探索出了创客教育可持续发展的新路径，这就是武汉光谷二中案例给我们的启示。
