四、破解创客教育的难题

1. 按需建设创客空间

创客空间的建设涉及范围较广，学校可以根据自身情况因地制宜。空间大小从几十平方米到几百平方米；空间装饰没必要追求门面奢华，只要能为创客教师和学生提供必要的软硬件设备和各类制作加工工具即可；载体选择可根据校情、师情和学情突出自己的特色。如“智创空间”是根据所在单位属市级教育支撑服务机构的特点，建成的空间是为本区域学校服务，其目的是为培训全市创客师资队伍和作为区域创客教育的科普基地。笔者作为“智创空间”创始人，从2002年开始从事机器人科技教育，通过10多年的积累，在机器人教育方面取得一定的研究成果，因此“智创空间”的建设以机器人为主体向周边进行拓展和延伸。根据现有条件设计了智能机器人创客教育工作台[16]、3D打印创客教育工作台等一系列创客空间配套家具，并获得了国家发明专利。2015年重点以智能机器人设计制作、3D打印技术在机器人中的应用和Scratch与机器人融合作为创客教育“三剑客”[17]，并以此为载体进行创客教育和STEAM教育的探索实验。2016年迎来VR元年的到来，空间建设又引入了虚拟与增强现实技术(含可穿戴设备)、无人机(空中机器人)和APP Inventor与机器人融合作为创客教育“新三剑客”进行了拓展实验。经过两年的探索实验，取得了一系列研究成果，培训了一大批创客教师、学生和家长。“智创空间”的建设模式和研究成果受到了国内外创客教育领域的高度关注，2016年11月24—26日受大会组委会邀请，在武汉参加了教育部和中央电化教育馆举办的“教育部2016年教育信息应用现场会”和“中央电化教育馆2016年教育信息化应用交流展览会”，教育部副部长李晓红和中央电化教育馆馆长王珠珠等领导到“智创空间”展厅参观和指导，并给予高度评价；2016年12月9—10日，“智创空间”团队受大会组委会邀请，在国家会议中心参加了中国教育学会和北京师范大学主办的“2016国际智慧教育展览会”和“2016设计、计算与创新思维培养高峰论坛”，笔者作为主讲嘉宾与来自国内外的多位顶级专家一起交流和分享，并向与会代表作了《智创空间正驶向创客教育实践场》的专题发言，受到了与会专家和参会代表的高度称赞和充分肯定，并受邀接受了中国教育电视台记者针对如何推进创客教育的专访。由此可见，创客空间的建设只要根据本地具体情况和教师的特长，无论采用何种载体，只要适合学校、教师和学生操作，能发挥其最大效能，就是最好的空间和最好的载体。

2. 购买创客教育教学设备

创客教育设备的购买需要结合校情、师情和学情而因地制宜和因人而异，根据申请的资金多少和购买什么样的设备，严格按照教育信息化管理部门和教育装备管理部门的要求认真撰写“采购创客教育设备建设方案”，根据采购设备性质的归属分别向教育信息化管理部门和教育装备管理部门申报，待方案经专家评审批复后，根据采购金额分别选择招投标或网上询价进行设备采购，以免走弯路。笔者在创建“智创空间”的过程中就走了很多弯路，2013年撰写的“智能机器人科技教育体验中心设备采购建设方案”，其中需要建设一间智慧型教室并购买一批机器人与3D打印机设备，根据惯性思维就报送到教育信息化管理部门审批，方案经评审后才发现只批复了智慧教室的计算机和智能录播系统设备，而机器人和3D打印机则以不属于信息化设备为由被驳回，后经咨询机器人和3D打印机需要经教育装备部门进行采购，无奈2014年又重新申报计划， 2015年才顺利购买到相关设备。因此，在方案提交前，一定要先向相关部门咨询各种设备的采购渠道和采购办法。

3. 开设创客课程，培训创客教师

近两年在国内创客教育火热的背景下，各类学校都随机而动，积极推进创客教育进校园，但遇到的最大瓶颈是创客教师奇缺。为解决学校缺少创客教师的难题，笔者所在单位作为市级教育支撑服务管理机构便承担了创客教育培训的任务。“智创空间”团队根据不同情况开设了丰富多彩的教师继续教育课程，三年来分别以面授课程、网络课程、专题培训和专家讲座的形式培训教师5930多人。如自2014年面向广东和贵州两省教师开设了普通高中信息技术教师职务培训网络课程“‘机器人’的教学策略与处理技巧”6期；面向广州市教师开设了教师继续教育面授课程“智能机器人制作与程序设计”创客教育培训课题4期；面向广州市教师开设了专题培训课程“Scratch与机器人融合”创客教育培训课程3期；面向全国各地教师开设专题讲座课程20多场。为学校培训了一批骨干创客教师，充实了创客教育队伍，为部分学校解决了缺少创客教师的难题。

4. 开发配套的创客教育教材和教具

学校建成了创客空间，购买了相关设备后，还必须要有与之相配套的教材，才能更好地实施创客教育。但目前市面上现成的创客教材很少，为此，“智创空间”团队基于创客教育“三剑客”和“新三剑客”开发了一系列创客教育与STEAM教育教材，如创客教育与创新应用教材《智能机器人制作与程序设计》[18]、创客教育与STEAM教育教材《Scratch与机器人创新设计》(初级篇、中级篇和高级篇)[19]，同时将四本教材开发为网络课程，供学习者远程学习使用。又陆续开发了《3D打印技术应用与创新设计》《APP Inventor与机器人创新设计》等一系列教材。针对各机器人公司机器人软硬件互不兼容和互不通用的情况，从近期发展看到了一丝希望，目前部分机器人公司开始利用开源的Scratch进行二次定制开发，完成了支持自己机器人硬件的Scratch界面的软件平台，也希望所有的机器人公司都能利用图形化积木式的Scratch软件把软件平台统一起来，因此采用Scratch软件降低了学生学习编程的门槛，有利于培养学生的编程素养，便于创客学习，为创客教育教材的开发和教学提供了方便。

而对创客教具的开发，笔者建议多利用操作简单但功能强大的软硬件进行设计和制作，制作的教具和创客作品具备创新性、实用性、易用性、智能化、生活化、商品化等特性，突出其创意“智造”、跨界融合、低碳环保等特质。如笔者利用Scratch、机器人和3D打印等技术相融合，开发了悬空感应式电子爵士鼓[20]、触碰式电子钢琴、触碰式电子爵士鼓、智能控制救援服务机器人、语音交互创客教育服务机器人、3D设计打印陶笛等一系列创客教育教学器具，实现了跨学科、多领域、新媒体和新技术的综合应用，把STEAM教育较好地融入创客教育教材和教具的设计与开发中，从而解决了缺少创客教材和创客教具的难题。

5. 构建基于创客教育的教学模式和学习方式

由于创客教育课程的特征要求学生进行动手、实践、造物和创新，属于实操性非常强的课程，教学时肯定不能像语、数、英等课程那样上课，必须探索与之相配套的教学方法和教学模式。笔者根据机器人课程实操性强的特点，经过多年的实践研究，在汲取翻转课堂、研学后教等教学模式优点的基础上，基于“微课”在机器人教学中的应用构建了“微课导学”教学模式[21]，如图2所示。该教学模式是对“翻转课堂”教学模式的拓展和延伸，结合教材和导学案(自主学习任务单)，把微课应用到课前、课中和课后等环节。教师课前把机器人设计搭建、机器人程序编写和机器人软硬件调试等过程分别录制成微课视频，课前让学生通过微课预习教学内容，上课时教师只需布置教学任务，学生即可自己动手制作自己的机器人。如果没有微课视频的教学引导，教师需要做多次重复性的工作，如在机器人搭建环节，机器人的配件都很小，如果要演示机器人搭建过程，一个班50个学生，教师要分8到10组分别演示一遍，教学效率低下，一部分学生要坐等教师讲解，浪费了宝贵的时间，而利用微课辅助教学，每个学生面前都有一台电脑通过微课来指导学生学习，相当于每个学生身边都有一位教师。让教师从繁重的重复性讲述中解脱出来，当学生遇到不懂的地方进行答疑解惑，课后还可以通过微课来复习当天所学内容。因此，采用“微课导学”教学模式进行创客学习，可以深化学生开展项目学习、探究式学习、体验式学习、协作性学习活动，充分调动学生自主性学习、个性化学习的积极性，提高教学效率。该教学模式不仅适用于机器人创客课程的教学，还适用于3D打印技术、无人机设计制作、Scratch与机器人融合、APP Inventor与机器人融合等实操性较强的创客课程的学习，是“互联网+”创客教育时代基于新媒体、新技术、新领域和新应用而设计构建的一种新型的创客教育“微课导学”教学模式。

图2 创客教育“微课导学”教学模式[22]

创客时代的到来，学生的学习方式也不能一成不变。创客学习是创客在创客空间里通过主动探索、动手实践、创新设计、跨界融合、问题导向、活动探究、项目体验等获取新知识的学习方式，创客在“玩”和“做”的过程中学习新知识，并在“做”和“学”的过程中得到升华和创新，进而把创意变为现实，其核心理念是“玩中做”“做中学”“学中做”“做中创”[23]。创客们通过创客学习在实践中体验、在探索中创新，将跨学科知识进行内化吸收，通过项目学习、自主学习、合作学习、探究学习、移动学习和碎片学习，最终为学生创意“智”造获得有意义的学习经历，是一种培养学生创客精神与创客素养的新型学习模式。创客学习将会开启“人人皆学、处处能学、时时可学”的创客教育新时代，有助于提升学生的核心素养。

6. 普及创客教育的推进策略

创客教育作为提升中小学生创新能力、培育创新意识的载体，已经越来越受到现代中小学校的重视。普及创客教育可以通过线下创客空间与线上创客空间联动，在线下空间运用空间所配备的各种软硬件设备进行实地体验、动手实践、现场互动、交流分享的方式开展创客体验活动，线上空间通过微信群、微信公众号、网络课程进行线上学习、分享交流，线下与线上空间结合突破时空限制，随时随地开展创客教育普及活动。实现学校创客资源与社会、社区和家庭创客资源共享，充分发挥学校创客空间、社会创客空间、社区创客空间和家庭创客空间的联动作用，协同推进创客教育的推广普及。“智创空间”两年来经过实验探索形成了一套实用的创客教育推进策略，具体做法是：面向中小学校组建创客教育协作联盟，面向社会大众开放创客教育科普基地，面向教师开设创客教育继续教育课程，面向学生开设创客教育体验活动课程，面向家长开设创客教育亲子互动课程，面向偏远地区开展创客教育普及活动。[23]目前已培训教师、学生和家长5930多人，接待来自海内外专家、学者1800多人，取得了较好的社会效果。