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吴俊杰——中国创客教育这五年

2018-1-26 16:04| 发布者: admin| 查看: 6| 评论: 0|来自: 江苏科技报·教育周刊

摘要:   吴俊杰,北京景山学校信息技术、物理教师,STEM教育研究者,研究方向为创客教育的普及课程和教师专业发展。在上海教育、教学仪器与实验、中国信息技术教育、中小学信息技术教育杂志开设不定期专栏。发表论文七十 ...
  吴俊杰,北京景山学校信息技术、物理教师,STEM教育研究者,研究方向为创客教育的普及课程和教师专业发展。在上海教育、教学仪器与实验、中国信息技术教育、中小学信息技术教育杂志开设不定期专栏。发表论文七十余篇,专著三本。在创新创业领域,致力于从教育的角度推动可持续发展理念下的模块可重用的设计,推进电子、家电、家具、建筑行业的可重用设计的理念和消费行为。

  创客教育正在营造一个多方参与的生态圈,它包括与创新甚至创业教育相关的方方面面的人、事、物和制度。但是,这个急剧变化的时代当中产生的创客教育,愈来愈明显地承担着人们对教育改革的期望,承担着人们对未来社会的期许。因为所有人都意识到,创客教育不仅仅是一个校内教育的问题,它甚至不仅仅只是一个教育问题。它有点像一个气球,我们现在看到的或许只是一根细细的气球线,这根线很结实、很具体,但是伴随着视野的抬升,我们将会看到在线的上方有着更庞大的部分。伴随着更多人的加入,气球越来越大,当气球的浮力超过我们的重力,终将有那样一个时刻,它将带领我们飞离地面,开始一种崭新的生活。这就是创客教育自2011年肇始以来我们的一些总体感受。

  日常生活中司空见惯的事情,往往是一个更加复杂和完整的科学模型的特例。比如在空气浮力很小时,人们觉得一切物体稳定在地面上很正常;当速度很低时,我们不可能想象时间和空间是相对的。但当我们常常看到飞机从头顶飞过,当浮力和重力的关系成为每个人的科学常识的时候,我们自然能够感受到技术民主化的强大力量。而技术民主化正是创客教育的精髓,它让创新的主体回归为个人,让知识在分享的过程中与资本分离。

  像普罗米修斯把火种带给每一个人一样,创客教育作为一种普及的教育,它的社会模型是通过众创和知识共享,实现一种人与自然、人与人、人与技术的和谐状态。每个人的家里都有一个迷你的创客空间,它和公共生产资料的生产共同配合,达到一个按需分配、自由和全面发展的生活状态。这是软件领域当中“开源文化”的最初意义,也是开源文化从软件走向硬件,变身为“创客文化”的时候,一群始终不忘初心之人的共同理想。这群人共同构建了国际创客运动的基本图景。创客教育的社会化、道德化和国际化使其超越了学校教育、技术发展和国家意志,成为一种人类特性层面上的潜能的释放。在这种释放的这五年当中,我们至少明确了一个核心三角:程序设计、开源硬件和3D打印。

  程序设计               
   
  在2006年以后,Scratch语言等一些适合青少年入门的程序语言的出现,以及在吴向东等一线教师和类似“猫友汇”这样一类Scratch在线社区的支持下,图形化的程序语言学习慢慢变成中小学信息技术教学的热点,Scratch语言迅速在很多信息技术配套教材当中出现。
在2013年以后,其发展出现了四种特征:
  1.在机器人领域出现“用软件统一硬件”的趋势,类Scratch编程渐渐成为一种行业标准,这极大地方便了教师的教学。
  2.出现编程平台在线化趋势,类似阿尔法营、诺丁、编程猫这样的在线编程平台,方便了学生在线协作和教学过程性评价,也使组织区域性比赛和评比成为可能。
  3.程序教学的学段要求和层级更明确。伴随着普及教学的发展,程序教学的典型案例和评价手段日益细化,算法测试结合编程马拉松形式的大作业选拔形式成熟,使小学和初中、初中和高中在程序设计这个领域的联合培养工作流程日益成熟,这也给了校外培训市场以新的机会。
  4.国际巨头日益关注。从Scratch2.0与谷歌的密切合作以及FaceBook和微软对Code.org的大力支持可以看出,作为下一代劳动者的基本素养,互联网企业正布局下一代的用户入口。伴随着人工智能的发展,“用软件统一硬件”有可能成为一个不可避免的趋势。而在这个过程中,各种硬件和平台提供的图形化编程软件的硬件和数据接口,会使得青少年编程及解决问题的能力日益强大。

  开源硬件

  开源硬件是创客教育的另一核心,其使用离不开智能算法。开源使得任何厂商都能够生产相同标准的产品,使得硬件的价格能够迅速下降。模块化的设计和统一的标准也使得用户使用起来更为方便,可重用性和易维护性更强。北京师范大学教育学部创客教育实验室傅骞教授团队开发的开源硬件编程平台——米思齐,延续了Scratch图形化编程的特点,并且有助于学生过渡到代码语言的学习当中。其开源的软件架构和开放的库,使得各个硬件厂商愿意为其编写辅助资源,像Seeed、Makeblock这些国际领先的开源硬件都有大量的教学资源可以使用。这使开源硬件的教学更方便的同时,也使教育市场可以反哺处在初期的开源硬件产业。

  在全国范围内的教师和学生的比赛中,开源硬件已成为一种普遍标准,如2013年开始的“迪埃孚杯全国中小学机器人教学展评活动”、2016年开始的全国师生电脑作品制作活动中的创客项目,都从行业规范和顶层设计的高度规划了开源硬件的未来前景。在大班教学领域还出现了盛思、寓乐湾等教具企业,像Scratch、Arduino实验箱这种专业教具,将会有助于信息技术实验室标准的升级和专业化。全国范围内的教育信息化服务商如中庆、美承和一些区域层面处于领先地位的集成商与开源硬件企业,一同促进了2014年至今的全国创客空间建设的热潮。但由于教学资源和社区本身的准备比较充分,这一轮创客空间建设的风险基本处于可控状态。此外像家庭创客空间孵化课程、桌面智能实验室这种教师自发的创客空间建设方案,也平衡着创客空间后续的服务走向深入。

  总体说,教师视角下的“我要建”和行政视角下的“要我建”的创客空间,都是开源硬件推向普及和常态化的一种积极的阶段性产物。在接下来的实践中,开源硬件从教具走向学具、从学具走向文具,变成铅笔盒和杂货铺当中就有的物品,是一个大的趋势。

  3D打印

  3D打印技术代表着一种大的制造业趋势的延续:真实物品的虚拟化、自造的个性化。就像喷墨打印机,配合文字编辑软件的出现,使人们不需要储存书而只需要储存书的电子版,以便于随时打印,3D打印机的出现将会使立体物品的虚拟化成为现实。

  人类发展史就是一部摆脱具体物的束缚,走向精神自由的过程,而这种追求通过物的虚拟化和3D打印耗材的循环使用,使物品制造的过程只需要耗费能量而非一次性使用的物质。当然这种虚拟化的过程需要软件支持,从123D到3Done,3D建模软件的使用也越来越容易,并且呈现出社区化倾向。像3Done社区当中的模型商店等服务机制,使学习者可以通过售卖模型获得知识产权收入。超过1万所学校的注册规模、免费家庭版的发布也使3D建模的普及更容易。此外3D打印机的价格和质量也更加趋于平民化,在耗材领域中也没有出现之前担忧过的垄断现象。微观制造实验室(Fab Lab)的热潮,正使得越来越多的学校和家庭建设更加微型的个人制造中心。从个人学习的角度来说,程序设计的投入几乎为零,开源硬件需要百元量级的投入,3D打印需要千元量级的投入,这使建设家庭创客空间更为容易的同时,也助力创客教育服务从器材当中独立出来,教师可以将重点放在基本知识和技能,以及基于项目学习的创造能力的培养上。这一点能从2016年清华大学为自主招生开设的冬令营的课程设计中看到一种趋势。高中高水平学生所需的基本能力趋于稳定,程序设计、开源硬件、3D打印类似于美术中的素描、色彩一类的基本功一样,成为基础教育和高等教育的一种共识,助力相关专业人才的早期培养。创客教育的关键在于普及,只有普及才能够摆脱之前教育的窠臼。最大的浪费是人才的浪费,1840年的教训告诉我们,有必要抓住第四次技术革命的机遇,去实现一个更加伟大的奋斗目标。而创客教育这五年的努力,则是未来一系列美好的开始。在阶段性的发展过程中,“1+N”始终是一种操作上的理念,即有一个基本的核心,鼓励其他主题参与。在现阶段,技术教师、三种基本技能、学校创客空间,可能是重点需要落实的“1”,但是伴随着更多学科的教师、更多技能的加入,更多实施主体的涌现,创客教育在下一个五年当中又将呈现怎样的样貌呢?这一点值得所有人充满期待。

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