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基于项目学习的创客教师培训设计与实施

2017-6-19 11:07| 发布者: admin| 查看: 32| 评论: 0

摘要: 创客教育是跨学科实践能力培养的素质教育,是STEAM教育的载体之一,其育人价值符合当下时代发展的需要。由于其跨学科性和造物性,使当下创客教育的师资极之贫缺。为配合和支持创客教育发展的形势需要,如何组织和开 ...

       [摘要] 创客教育是跨学科实践能力培养的素质教育,是STEAM教育的载体之一,其育人价值符合当下时代发展的需要。由于其跨学科性和造物性,使当下创客教育的师资极之贫缺。为配合和支持创客教育发展的形势需要,如何组织和开展创客教师的培训学习,是各地亟待解决的问题。本文针对创客师资基于创客空间和项目学习的实训需求,阐述创客教师培训课程的设计和实施,为创客教师培训的研究提供借鉴与参考。

      [关键词] 项目学习;创客教师;创客培训

         一、问题的提出

       在国外创客运动风行与国内“双创”的背景下,创客与创客教育在当下受到热捧。但在实践中不难发现,处于起步阶段的创客教育因为创客师资和课程的贫缺,推进尤为困难。其中,较难解决的是创客师资问题。因此,除了师范生培养在STEAM教育和创客教育领域实现对接的同时,对于在岗教师的继续教育培训,作为教师专业发展的指导单位、支撑机构例如教研院、电教机构等,都要研究与组织创客教师的培训工作。

       近2年各地陆续开展了一些创客教师的培训活动,但是创客和创客教育作为新生事物,概念和内涵仍然存在较大争议,在动态发展中。不同培训组织方由于价值取向、认知定位的不同开展的培训就会产生较大的差异。从培训内容来看,比较多的培训按工具模块开展,例如3D打印,创意电子等;从培训形式来看,有的是讲座型培训,有的是技术操作培训,比较多的还是依托企业开展,跟企业产品有一定程度的绑定,开放性不足。这些培训,由于主观上或客观上对创客和创客教育认识的不足,总体而言缺乏对培训对象、培训内容、培训形式和培训实施的整体研究,培训各元素间的耦合度不高,认知建构不强,满足不了一线教师创客学习和造物创作的需要。

      鉴于创客师资培训的需求和存在的问题,笔者将自己多年来在教师信息能力实训方面的模式和管理评价体系的成果迁移应用于创客教师培训,通过四轮行动研究,形成了基于项目学习的创客教师培训策略和模式,培训成效显著。因而,本文通过阐述创客教师培训的设计和实施,为创客师资培训工作提供借鉴与参考。

       本研究依托“广州数字教育城”创客教育实验室(又名“红棉创客空间”)开展。该实验室通过创客研究和师傅带徒弟的方法,经历了从0到1的孵化、从1.0至3.0的创客导师建设历程,打造形成了红棉创客导师团队。该团队具有自主开发创客培训项目和承担培训的能力,使实验室成为创客师资培训的基地,是支持一线学校师生开展创客学习的平台。本研究中提到的创客教师本土培训,就是笔者带领创客导师团队依托本实验室开展并实施的。

        二、相关概念界定

        (一)创客与创客项目

       什么是创客,没有形成统一的描述,本研究指向的创客,是指不以营利为目标,利用3D打印技术以及各种开源硬件,努力把各种创意转变为现实的人[ 1]。

       创客项目,是指为了解决问题或提升生活品质的需要,制作或研发的项目。通过开源硬件电路搭建,以及电脑编程或非编程的处理,形成核心部件装置,利用身边易获得的材料,鼓励利用数字化加工工具,例如3D打印、激光雕刻等,制造其成品结构和外观造型[2]。

        (二)创客教育与STEAM教育

       创客教育,是创客文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导造物,鼓励分享,培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育 [3]。STEM源于美国,是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)的缩写,是基于四门学科融合的教育。A是艺术,但更多理解为加入人文教育。将A加入到STEM中,使问题解决或应用设计更具有人文思维。创客教育是STEAM教育的实践载体之一。

        (三)创客教师

       目前还没有专职的创客教师,参与培训的以科学、技术、数学、物理等理科教师为主,本研究谈论的 “创客教师”,泛指从事或者有可能从事创客教育的教师。

       (四)基于项目学习

       基于项目学习(project-based learning,简称PBL)的概念最早产生于欧美,强调以项目为依托,将学习者置身于真实情境之内,以问题为导向,以学习者为主体,以团队学员之间的互动实现问题解决和知识分享[4]。

       基于项目学习,在本研究中有两重内涵,第一重内涵,是从培训项目管理的角度来出发,以基于项目学习来策划和构建培训体系,包括培训课程构建与实施、培训评价等均以项目学习为主导线索;第二重内涵,是指培训实施使用的一种教与学方式,培训师、课程资源和培训环境等均为之服务。基于项目学习,具有情境性、真实性、问题解决思维和设计思维。在本研究设计的培训案例,充分利用真实创客项目或其实验,激发学习的兴趣,承载创客造物知识与技能的学习体系。

        三、培训研究技术路线

      (一)理论依据

       以项目学习、成年人学习、基于设计的学习等学习理论指导培训的设计,给予的依据和启示是:浸入真实的问题与场景,让学习内容容易习得;让思维具有可见性,让学习者的视觉元素来评估学习;触发学习者的元认知;帮助建立学习地图促进自主学习和终身学习。从支持基于项目学习开展的维度来看,需要考虑学习项目基于标准的评估、主题、任务、资源、作品(产品)分析、结果测评等元素。

     (二)研究方法

       基于笔者从事的创客教师培训工作,通过文献研究、扎根研究、行动研究、评价研究、调查法、观察法、访谈法等研究方法开展研究,在不同的研究阶段相应使用。

     (三)技术路线

       笔者将教师信息能力培训体系的研究成果迁移应用于创客教师培训,指导培训设计,并通过培训实施的四轮行动研究,修正课程设计与项目实施设计;同时通过网络研修深度交流的信息反馈,进一步修正培训设计;整个培训项目通过培训评价来调控,如图1所示。

图1 创客教师培训研究技术路线


        四、培训设计

      (一)培训课程设计

       1. 价值取向

       倡导开源和分享精神,通过项目学习和项目制作,培养教师动手将想法转化为实物的意识和能力,影响、带动、培养学生成为具有创客意识和创客技术能力的新一代公民。

       2. 设计观

       以建设创新实践应用型的师资队伍为目标,着眼于问题解决、能力提升和团队形成,做创客培训的全局性、长远性、纲领性筹划,设计与组织不同类型、不同级别的创客教师培训,为区域性创客教育发展作整体连动考虑,包括后续的创客教师社群建设、创客教育文化生态建设等。

       3. 课程目标

       课程目标从思维意识、知识与技能、学习方法以及触发的元认知四个维度去定位和审视,如表1所示。

       4. 课程构建

       (1)课程内容

       根据创客项目形成的过程,同时辅以文献研究与专家论证会,形成创客教师培训的课程内容,包括创客认知、创客技术实训、创客项目教学、创客能力评价四大维度。其中,创客认知,包括对创客运动、创客理念、创客文化的了解与认识,与创新教育、学校科技活动关系的认识、对创客空间的认识;创客技术实训,以开源硬件技术为主体,辅以各种加工工具的使用、结构建与加工的技术培训;创客项目教学,指依托创客项目开展教学方法,包括造物工坊教学、社团活动教学及常态课堂教学;创客能力评价包括学生创客思维品质、技术能力和创客作品评价。

       创客技术实训,是培训课程内容的重点,内容选取甚为关键。从作品研发流程来看,搭建电路与功能性编程,是制作时首先要实验的;从技术功能视角来看,搭建电路和功能性编程,是创客造物的核心;从原型作品化的视角来看,材料与结构、外观是重要内容,如图2、图3所示。

图3  作品研发流程视角的造物

       (2)课程结构

       课程内容之间具有一定的结构关系,选取内容时连带需要考虑结构设计,如表2所示。创客培训设计,需要混合使用到多种设计方式,开展创客培训时倡导使用项目式。

       (3)课程编排

       学习起点、学习阶段与培训期长度是影响培训课程编排的重要因素,同时需要考虑知识的逻辑结构、认知路径、建构作用和培训形式,以促进内容的耦合度与学习者认知。培训期设计,一般有短训班(1至5天),长训班(1周以上)、间断式马拉松班(例如,季度式集中,晋级式马拉松学习)。一般间断式马拉松班可按照系统课程的进阶关系做整体编排。其中,1至3天的入门短训班由于培训时间短,学员认知过渡慢,培训课程是最难设计的,如表3所示。3-X天或3+X天短训班课程的编排,要视具体时长编排必学课程与选学课程。

       时间短于3天但又意图在培训期内获得较深的体验和较好的认知效果,课程编排上更具技巧,需要控制项目数量和项目难度。可尝试体验型项目,选取适切的基础案例或微综合项目,具体可在表3的安排上缩减各项时长。

       (4)创客项目设计

      实训选取的创客项目要具有情境性、真实性、综合性,要能够整合实训中涉及的知识和技能。例如,在省创客实训中,我们以“智能保险库”创客项目作为综合案例承载一天项目实训,具体的项目设计详见表4所示。

       (二)培训实施设计

       1. 估算可能性困难

       (1)培训实例与培训目标的匹配性

      项目实例的选择和表达,是否能够反映和实现培训目标,即两者的匹配性,需要充分考虑。

       (2)主讲导师与助学导师的师生比

       培训主讲+助学的培训团队成员与参训对象的师生比,比较理想的为1:8,一般为小班教学(25人以下为佳),每班建议不超过64人。

       (3)学习起点与学习难度的适切性

      项目中子实例的难度,要能够反映一定的层次性,为不同层次的对象提供可行的学习接口。

       (4)主讲导师对项目学习把握度

       培训项目要求主讲导师以项目学习来主导教学培训,导师对项目学习的把握度影响项目案例的设计与培训实施流程,需要项目负责人深入沟通跟进。

       2. 构建培训模式

       围绕基于项目学习的组织元素,包括学习环境设计与学习过程设计,考虑项目负责人、导师、案例、助学导师、环境五个要素,同时,综合线下线上建设,构建“PI4+TT4”培训模式,如图4所示。PI4,指的是线下集中培训模式,项目负责人PI (Project Instructor,),从培训目标定位、课程内容编排、与创客导师沟通对接、助学导师管理、培训环境(创客空间)设计布置以及项目案例的建构策略设计等培训项目整体设计,做培训项目管理时,规划和实施管理创客导师、助学导师、项目案例、培训环境(创客空间)4个培训要素。TT4,指的是线上社群建设模式,培训团队TT(Training Team)是集中培训的讲师团队,在线下集中培训之后,在线上进行社群建设,做好答疑、资讯推送、资源推送和情怀催化4个学习与交流的支持。在PI4线下培训模式中,具有五个元素三对关系,分别是培训人关系:项目负责人-导师-学员,培训内容关系:项目负责人-导师-项目-学员,以及培训场关系:项目负责人-培训环境-学员。在TT4线上社群交流模式中,要做好三件事情:推送、答疑、分享和催化情怀。

图4 “PI4+TT4”培训模式

        3. 使用的培训策略

       (1)双导师策略

       双导师是指主讲导师和助学导师。主讲导师,要求是资深创客,能够独立研发项目实例,具有丰富的培训经验;助学导师,要求熟悉培训实例的技术操作,指导学习者实操,解决学习者遇到的问题。主讲导师一般为1人,助学导师可多人,在培训场中机动穿梭,方便时,还可实施协同教学。

       (2)环境场策略

       基于项目学习的培训,对场景要求有需要。培训场地的选取要考虑创客空间、网络、桌椅、投影、音响五个因素。其中,由于学员需要动手实操,实操的手提、工作桌和无线网络是重点考虑的因素。

       (3)学习组策略

       创客培训,动手环节和时间较多,通过小组有意编排,实现不同角色、不同知识储备学习者的调配,实现组内互助,给同伴示范电气连接、代码的编写与调试等,可减轻助学导师的压力,同时,可活跃学习氛围,形成蝴蝶效应的场景。小组人数,可从4至8人小组为宜。

       (4)评价导向策略

      通过学习起点问卷调查、学习观察、任务测评和作品评价等评价工具的使用,梳理与充实反馈信息,导向和调控培训过程中教学的策略。


       五、培训实施与反思

       (一)培训实施

       本研究经过初期创客教师工坊培训、广东省骨干教师创客培训、广州市骨干教师创客培训和全国骨干教师创客培训四轮行动研究,检验和形成了构建与实施创客教师培训的方法体系。其中每一轮行动研究,均暴露和反映培训设计与实施的一些不足,在下一轮行动研究与评价调控中去修正,如表5所示。



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