从创客教育谈计算思维培养.docx

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从创客教育谈计算思维培养

从创客教育谈计算思维培养

①完全符合②部分符合③完全不符合

从创客教育谈计算思维的培育在创客运动风靡全球的影响下，创客教育为传统的教育方式注入了一股活力，为创新教育开拓了新的园地。

随着新一轮课程改革的开始，创客教育正渐渐进入到我们的日常教育教学之中，成为教育教学的新方法和新手段。

在信息技术教学中引入创客教育更是对实现培育"具备计算思维的学生'这一核心素养的目标开拓了新的讨论领域，也提出了新的挑战。

一、关于创客教育与计算思维1.创客教育创客源自英语单词"Mker'，情愿是指"制造者'。

如今，创客用于指代利用XX络、3D打印以及其他新兴科技把创意转换成现实，勇于创新的一群人。

而"创客教育'（MkerEduction）的兴起,学术界普遍认为与20XX年11月时任美国总统奥XX马在"教育创新（EductetoInnovte）'大会上的发言有直接关系。

奥XX马在这次大会上呼吁"每个学生都应成为制造者，而不仅仅是消费者'。

随后，美国白宫启动了"创客教育打算（MkerEductionInititive，MEI）'，旨在通过推动创客空间建设以及进展各种创客项目激发XX少年的兴趣、信念和制造力，让每个XX少年都成为创客。

在20XX年美国白宫创客嘉年华活动（WhiteHouseMkerFire）过程中，奥XX马呼吁：

"全体国民加入到激发创新和鼓舞社区发明的行动中来'，从而引导创客教育进一步扩展与深入。

我国学者关于创客教育内涵的表述，强调"创客教育继承了创新教育的理念，以培育学生的创新意识、创新思维和创新能力为目标'。

由此笔者认为，创客教育即是要把XX少年培育成具有创新意识、创新思维和创新能力的创新人才，其核心为"创新思维'的培育。

创新思维是创客教育的基础和前提条件，它解决如何形成创新的思想、使创新意识和创新能力成为有本之木的根本问题，是创新的动力。

2.计算思维计算思维的提出，最早可回溯到美国麻省理工学院（MIT）的西蒙帕佩特（SeymourPpert）教授，

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美国卡内基梅隆大学的周以真教授则对其进行了系统阐述和推广。

周教授认为：

计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

时至今日，计算思维并不仅仅是计算机科学家的"独门绝技'，它代表着一种普遍的认识和一类普适的技能，与人们的工作、生活紧密相关，是一种本质的、全部人都应具备的思维方式。

20XX年美国总统信息技术咨询委员会提交了的《计算思维：

确保美国竞争力》报告中，建议将计算科学长期置于GJ科学与技术领域的中心领导地位。

在英国，也有不少专家在商量计算思维对他们学科的影响，这些学科已经延长到哲学、物理、生物、医学、建筑、教育等不同领域。

最新的信息技术课程标准中将计算思维阐述为：

个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。

具备计算思维的学生，在信息活动中能够接受信息技术可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过推断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。

正像越来越多的教育者所认为的，我们如今所谈到的培育学生的计算思维应当和读、写、算一起作为教育的一部分，是要培育学生逐步形成一种以解决实际问题为目的的综合性的思维方式和基本技能，其中创新是基础是灵魂。

3.创客教育与计算思维的联系虽然"创客教育'是新兴的教育理念，但其理论基础是多种成熟的教育理论，包括体验教育、项目教学法、创新教育等，是一种更适应当今社会需求和学生学习需求的综合的教育理念。

杜威在20世纪初提出的"做中学'是体验教育的理念源头，体验教育的核心是学生在主动主动参加的状况下进行学习，学生是学习的中心，学习的过程是重点，测评与反馈是重要组成部分；项目学习法的核心是让学生在分组协作完成任务的过程中进行学习，强调以学生为中心的模式，培育学生的自主学习能力；创新教育则是依据创新原理，以培育学生具有肯定的创新意识、创新思维、创新能

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力以及创新独特为主要目标的教育理论和方法，其最终目的是培育学生的开创性独特。

笔者认为创客教育的根本是创新。

在新课标指导下，将创客教育作为一种新的教育理念、一种新的学习方式和一种新的教学手段，逐步培育学生学会发觉问题并学会针对实际问题用创新的思路分析问题，用科学的方法解决问题的综合能力即计算思维能力。

以学生为主体，利用"创客课题'培育学生的创新思维，通过学生间的互动与合作在完成"创客课题'的过程中学会发觉值得解决的问题和创新性的解决实际问题，学会在已有课题内外发觉新的"创客课题'，并利用计算思维解决问题，提高和拓展个人的综合能力，使创客实践成为计算思维培育的一种实践形态，使计算思维的培育成为更容易实现的具体化的实践表现。

二、利用创客教育培育计算思维1.从创客教育入手培育学生逐步形成计算思维

（1）使创客教育成为学生探究热情的源泉今日的高中学生在小学和初中阶段已经习惯了家长、老师手把手领着走的学习方式，在课堂上的普遍状态就是"老师让我干什么就干什么'，主动学习的热情不高，更无法激发出自身的创新思维，去感受胜利的乐趣和收获。

针对这样的现象，我们尝试通过设置不同难度、不同形式的"创客课题'引导学生通过自主学习推断对问题的理解、提炼问题的本质，寻求解决问题的方法，激发探究的热情。

例如对于信息安全的课程内容，传统的教学方法中教师喋喋不休的说教并不利于学生对相关学问的理解和应用。

笔者从创客教育入手，设计"创客课题'：

以"徐玉玉'热点事件为切入点，自行归纳出"如何推断信息的真伪、如何防范信息欺诈、如何保证自身的信息安全'几个问题。

在学生利用群进行商量的同时，教师将提前做好的"病毒文件'命名为"商量要求'的图片发到学生的群，当学生在不知情的状况下打开图片时，会发觉自己的IE扫瞄器主页地址被修改了。

课题开始阶段，学生们都在振振有词的发表着自己的观点，许多观点都是常规性、常识性的，当有个别学生发觉了"商量要求'的隐秘，群中的商量内容就发生了改变，变成了""商量要求"那张图是不是病毒'

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"怎么去除这个病毒'。

与此同时，教师通过"商量要求'这个病毒文件直接操纵了几位学生的,在群中以学生的名义发表了一系列的伪信息。

看到这些，学生们一下子开了锅，或是赶快查找去除病毒的方法，或是修改密码进行补救，探究的热情瞬间爆棚，早已把原来成套路的观点扔到了一旁，提炼和解决自己面临的危险才是最重要的。

同时笔者尝试引入了基本的加密算法，关怀学生了解明文与密文的关系，从而进一步理解信息安全的重要性。

这节课之后，按要求学生要上交一份"创客课题总结'，许多学生在总结中表示这一节课上的"不寒而栗'"印象极其深刻'，本来以为自己各类虚假信息见得多了，密码设置得很严谨，绝不会出问题，可通过这节课却发觉自己要学的东西还许多，警惕性也还要提高。

一个不设预期成果的创客课题，让学生对课堂教学的内容更感兴趣，更乐于去接受和探究，学习热情能够更好地被激发出来。

〔2〕用创客资源满足学生解决实际问题的需求高一年级的学生思维比较活跃，易于接受新学问，但是也简单受到外界环境的影响。

许多学生在完成创客课题时，常常会因为其他信息的干扰而将大量的时间消耗在无效行为上，影响了学习效率。

笔者认为，依据学生的特点提供丰富的资源削减无效信息的干扰，可以有效的促使学生全情投入学习，能更好地提高学生的学习效率。

XX霍姆林斯基曾经说过"每个孩子都是一个完全特别的独一无二的世界'，学生们千差万别，已有的阅历、生活的阅历和认知的水平都不甚相同，因此依据学生的特点提供丰富的创客资源才能够激发学生学习把握学问的潜在能力，满足不同学生创新地解决实际问题的需求。

例如在图形图像相关学问的学习过程中，笔者依据学生的特点设置了"制作独特化签名'这一"创客课题'。

学生们在熟识的领域，挥洒自己独特的独特风格一一爱好体育的选取了体育风；宠爱声乐的选择了音乐风；沉迷卡通的选择了漫画风.....为了拓宽学生的思路，激发学生的创作灵感，笔者为学生预备了样品库、校徽、字体库、笔刷库、模板库等一系列丰富的素材来满足他们的设计、制作需求，同时笔者也为学生提供了指导学生学习的丰富的"微视频'。

要求学生无论制作什么样

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的作品都要归纳出合理的制作步骤，每个步骤都应是明确的，从而符合制作规律和算法要求。

学生们在创作过程中通过自行扫瞄"微视频'，充分地利用教师提供的创客素材，专注于创作出了符合个人特点、个性的书签作品，或静态或动态不一而足，丰富而生动。

笔者也发觉，学生在归纳制作步骤的同时逐步理解了计算机算法思维的特点，形成了解决问题的流程。

丰富的创客资源能够使学生更加专注于创客任务本身，同时能更好地激发学生的灵感，满足学生的独特化的创作需求，有利于学生依据实际需求解决问题。

〔3〕留白式的创客教育为学生形成计算思维留出空间所谓"留白'原指ZG画中为了画面构图的需要和主题思想的表达，对画面空间进行有效分割而留出的空白。

如今的信息技术课堂，教师的讲授事无巨细，学生目不暇接，不胜其烦。

在创客教育理念下，我们可借鉴"留白'手法，在教学过程中适当留白，为学生留出进展的空间，启迪学生的形成计算思维。

例如在讲授数据类型方面的课程时，笔者发觉教师在课堂上讲的越细致，学生的学习效果反而越不如人意，究其缘由许多学生表示"老师讲的内容太细致了，没有时间和空间去认真体会，自然就记不住了'。

针对这样的现象，笔者在创客教育理念指导下，将常用数据类型的文字介绍材料下发给学生的同时布置了"创客课题'一一利用CCESS创建数据库。

学生依据拿到的一系列数据，在建立数据库时发觉输入的记录会出现类似于小数自动取整了这样的自动改变。

学生发觉了问题，开始尝试各种手段来解决这个问题一一在表视图下单纯修改记录不奏效，那么尝试从结构上入手，在字段定义的界面，商量、推想哪个参数有可能影响记录表内的数值。

通过一系列的商量、检查和尝试，越来越多的学生发觉了字段的数据类型与记录表内数值的关系，结合教师给出的文字介绍材料，学生基本能够正确地推断、使用数据类型，对数据类型、数字编码等算法的基本组成有了充分的理解。

学科内容自动转化成了学生的阅历，学问便扎根于心了。

课堂的留白虽然占用了肯定的时间，但学生的思维得到了锻炼，通过亲历学问的发生、进展、应用过程的，有利于计算思维的逐步形成。

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2.以创客教育培育学生运用计算思维解决实际问题马斯洛的"需要'理论认为"交往是人与人之间共同活动中的需要，在交往中得到进展'。

我国古代教学理论中也指出"独学而无友，则孤陋而寡闻'，这都说明互相合作、竞争在学习中的重要作用。

在创客教育中，以敬重学生、全面依靠学生为基础，将学生引导到一个强烈竞争活动当中，充分发挥团体中每一个个体的力量，为学生制造良好的创新环境，使学生有效地运用计算思维解决实际问题。

〔1〕

创客教育中的竞争机制成为利用计算思维解决问题的动力课堂教学最让教师头疼的就是提问之后教室里面的鸦雀无声，尤其是许多高中学生明明心中有数却不情愿表达或是不敢表达。

法国教育家第斯多惠说"教学的艺术不在于传授本事，而在于激励、唤醒、鼓舞。

'笔者认为，可以为学生制造一个更加宽松和谐、有利于创新的环境气氛，在课堂中引入竞争机制，学生对老师提出的问题，会主动去思索，发言也会主动，在活跃的气氛中学到了学问，把握了重点，学习得牢固，以到达课堂的教学目的。

例如笔者在文字处理部分的课程中为学生设置了"我的杂志'这一"创客课题'，要求学生自己选择文字处理方法来完成这一课题，同时笔者和校刊编辑部联系，在每班选取最优秀作品在下一期的校刊中进行展示。

校刊展示对于学生来说是难得的展示机会，不仅可以展示自己同时还可以为班级赢得荣誉。

学生们都特别重视，在课堂上主动参加设计、制作，最终通过匿名投票的方式，选出本班最优作品。

在这节课中，通过竞争激发了学生的学习动力、创新能力和解决实际问题的能力，使学生不仅学到了新知，更是在参加设计的过程中锻炼了计算思维能力，也表达了自我价值。

〔2〕

使创客教育中的新媒体成为拓展利用计算思维解决问题的助力随着科学技术的进展，通过互联XX、电脑、XX等终端提供信息的新媒体已经成为学生日常生活的重要组成部分。

作为信息技术教师要紧紧抓住新媒体所具有的交互性与实时性、海量性与共享性、独特化与社群化的特点，将传统的信息技术课程加以转变，拓展课堂空间，使其成为学生学习与沟通的新途径。

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笔者尝试通过建立群、微信群在进行课堂教学之前了解学生对基础学问的了解程度，通过微信公众号将教师的授课微视频、教学难点突破的微讲座共享给学生使用，通过微信问卷功能把握学生对学问点的把握状况等方法将课堂进展到随时随地，将教师与学生的沟通拓展到课堂之外的更宽阔的空间。

通过一段时间的尝试，我们发觉这些新媒体形式很受学生的欢迎，教学效率有所提高，学生愿意更多的参加到信息技术课程学习中来。

有些学生也会提出一些教师在课堂中没有关注的问题，为教师今后的教学提供了有益的补充。

同时笔者也惊喜地看到有越来越多的学生主动将自己的学习阅历以文字和微视频的形式在新媒体中进行共享，拓宽了学习的思路、方法和广度，使得在新媒体下的学习不再是教师的一家之言，而渐渐变成教师与学生互动沟通、共同学习成长提高的新平XX。

〔3〕

使创客教育中的团队协作成为提高利用计算思维解决问题的推力众所周知，团队意识是取得事业胜利的重要因素，也在肯定程度上确定了GJ和民族的进展。

笔者在信息技术教学中，通过组织学生在完成"创客课题'的过程中，促进学生的团队合作能力。

教师在学生自愿的原则基础上适当予以指导，以五至六人为一组，选出组长，由组长负责安排任务，明确组员在组内分工，并要求组员在规定的时间内上传作品，组长最终将组员作品进行合成，上传完好"项目'完成"创客课题'。

在小组合作的过程中，学生可以更为舒适的各抒己见、各取所长，拓宽了思路，提高了创新能力，推动学生进一步锻炼了运用计算思维解决问题的能力，增添了学生的自信念，同时在合作过程中也加深了同学之间的友情。

〔4〕

使创客教育中的评价体系成为评价利用计算思维解决问题的优化力信息技术课中学生完成练习后，往往都是由教师进行评价。

这个过程中学生事实上是置身事外的，简单形成将教师的主观意识强加给学生的弊端，在肯定程度上束缚了学生的思想。

高一年级的学生思维活跃，有XX少年天真活泼的天性，也有不愿受约束的特性。

在创客教育中，笔者利用学生的这些心理特点，结合现代媒体手段和移动终端的优势，将群、微信群引入到信息技术教学中，逐步构建了师评、自评、互评等多元化的评价体系，使学生利用计算思维解决问题的方法、途径、手段更加优化。

教师在课堂上的评价过程只是一个引导的过程，通过将教师的讲授微视频、学生的作品等内容进

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行共享，让学生在扫瞄的过程中发表自己的观点、商量问题。

这种形式很受学生的欢迎，教学也从课堂进展到了随时随地。

开始的时候有的学生会习惯性的用一些无效的信息刷屏，渐渐有学生提出了"不要用无效信息刷屏'的观点，越来越多的学生自觉相应，并一起制定了"群内发言规则'，针对在讨论、评价中行为较为随便的学生，学生之间就会互相监督、提示，短时间内群内的商量、评价环境就变得清爽、活跃起来。

3.通过创客教育提升学生利用计算思维发觉问题的能力教学不是学问的传递，而是学问的处理和转换。

假如说在课堂上通过设置各种类型的"创客课题',能够很好的表达学生在课堂中的主体地位，实现最大限度地关怀学生逐步把握计算思维，那么课堂之外鼓舞学生在已有学问的基础上发觉生活中的问题、解决在生活中的问题，锻炼自身能力，则是学生自主运用已把握的计算思维解决实际问题的过程。

在实践过程中，笔者为学生支配了综合性的创客课题，比方"完成报警机器人的制作'，学生要完成这个创客课题就要合理支配工作顺序，要运用学过的物理学问完成机器人的搭建、运用信息技术学问查找合理算法编制程序，在这个过程中学生是主动的运用计算思维来完成创客课题的，与课堂中教师有意为之有着本质的提高。

以此为基础，笔者又从生活中的实际问题入手，通过将信息技术课程作为纵向学问体系，将高中课程中所支配的全部学科作为横向学问体系，三者相结合来尝试让学生自主发觉问题，设置"创客课题'。

学生通过观看生活来发觉问题，自主设置了例如"自制XX灯'用到了物理、通用技术、信息技术、美术等学科的相关学问；"生活中的光线'用到了化学、物理、数学、历史、地理等学科的相关学问和信息技术的数据分析、图像处理、文字处理等学问；"谁偷走了我的听力'涉及到了物理、生物、数学、英语等学科的相关学问和信息技术中的信息筛选、数据处理等知识........等独特的"创客课题'，学生在有效地整合自身学问体系的同时通过设置课题、讨论课题、解决问题的过程自觉地将计算思维融入其中，使自己利用计算思维解决实际问题的能力主动提升。

相对于传统教育理念而言，创客教育更新颖，更适合学生接受，也更有益于培育学生形成计算思

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维能力，从而提升解决实际问题的能力，为新阶段的信息技术教学提供了更宽阔的空间。

三、创客教育使学生"制造、解决问题'能力有肯定的提升依据实际状况，笔者在同一所学校的高一、高二两个年级各选取100人作为试验对象。

接受组前观测一一后观测试验设计，图解如下：

试验组O1X1。

2对比组O3X2

O401、。

3表示前测验成果，X1表示主动参加创客活动，X2表示不参加创客活动，。

2、。

4表示后测验成绩。

本试验接受的样本超过30人，属于大样本，所以运用Z检验对试验结果进行分析统计。

在试验前后，笔者分别对试验组和对比组学生进行了"制造性解决问题'的问卷调查。

前测共发出问卷200份，收回200份，其中有效问卷197份，问卷有效率为98.5%；后测共发出问卷200份，收回200份，其中有效问卷194份，问卷有效率为97%。

将调查结果进行了统计并计算标准分，对调查结果每一项的标准分进行了Z检验，结果如下表:

表1高一年级试验组与对比组"威廉斯制造性倾向测验'前后测比较测验类型班次总人数平均成果标准差Z检验显著性前测试验组1506115.86Z=-1.05差异不明显对比组15064.3616.19后测试验组15071.413.97Z=2.29差异明显对比组15064.4816.11表2高二年级试验组与对比组"威廉斯制造性倾向测验'前后测比较测验类型班次总人数平均成果标准差Z检验显著性前测试验组25060.5815.85Z=-0.89差异不明显对比组25063.3815.57后测试验组25070.5814.83Z=2.11差异明显对比组25064.1415.67

分析：

表1和表2结果均显示试验前两个试验组与对比组的学生在"制造性解决问题'方面均不存在显著差异〔Z〈1.96〕,通过鼓舞和组织试验组的学生参加创客活动后，两个试验组的学生与对比组的学生在"创新意识和创新能力'方面均出现了显著差异〔Z〉1.96〕。

这说明，试验组的学生在参与创客活动后，激发了学生的认知冲突，增添了学生的实践能力，调动了学生在自主探究、完成实践的过程中观看、动手、思维的能力，特别是创新意识和创新能力都较试验前有了很大的提高。

通过一系列的实践，笔者认为利用创客教育有利于培育学生的创新思维，有助于培育学生的创新能力，对提升学生解决实际问题的能力有所助益，从而对培育学生形成、利用计算思维能力有很大的实践作用。

学无止境，教育创新和教学实践的探究亦无止境。

创客教育方兴未艾，在新课程标准的推进过程中，通过创客教育培育学生计算思维的实践和探究也始终在路上。

①完全符合②部分符合③完全不符合

附：

威廉斯制造力倾向测量表在以下句子中，假如你发觉句子所描述的情形很适合你，则请选择"完全符合'；如仅在部分时候适合你，则选择"部分符合'；假如对你来说，根本是不行能的，则脳择"完全不符合'。

切记，凭你自己真实的感觉作答，选择最符合自己的情形。

1、在学校里，我喜爱试着对事情或问题作推想，即使不肯定都猜对也无所谓。

①完全符合②部分符合③完全不符合2、我喜爱认真观看我没有看过的东西，以了解具体的情形。

①完全符合②部分符合③完全不符合3、我喜爱听改变多端和富有想象力的故事。

①完全符合②部分符合③完全不符合4、画图时我喜爱临摹别人的作品。

①完全符合②部分符合③完全不符合5、我喜爱利用旧报纸、旧日历及旧罐头等废物来做成各种好玩的东西。

①完全符合②部分符合③完全不符合6、我喜爱幻想一些我想知道或想做的事情。

①完全符合②部分符合③完全不符合7、假如事情不能一次完成，我会继续尝试，直到胜利为止。

①完全符合②部分符合③完全不符合8、做功课时我喜爱参考各种不同的资料，以便得到多方面的了解。

①完全符合②部分符合③完全不符合9、我喜爱用相同的方法做事情，不喜爱去找其他新的方法。

①完全符合②部分符合③完全不符合10、我喜爱探究事情的真假。

11、我喜爱做很多新颖的事。

①完全符合②部分符合③完全不符合

①完全符合②部分符合③完全不符合12、我不喜爱交新伴侣。

①完全符合②部分符合③完全不符合13、我喜爱想一些不会在我身上发生的事情。

①完全符合②部分符合③完全不符合14、我喜爱想像有一天能成为艺术家、音乐家或诗人。

①完全符合②部分符合③完全不符合15、我会因为一些令人兴奋的念头而遗忘了其他的事。

①完全符合②部分符合③完全不符合16、我XX愿生活在太空站，也不喜爱住在地球上。

①完全符合②部分符合③完全不符合17、我认为全部的问题都有固定的答案。

①完全符合②部分符合③完全不符合18、我喜爱别出心裁的事情。

①完全符合②部分符合③完全不符合19、我常想要知道别人正在想什么。

①完全符合②部分符合③完全不符合20、我喜爱故事或电视里所描写的事。

①完全符合②部分符合③完全不符合21、我喜爱和伴侣一起，和他们共享我的想法。

①完全符合②部分符合③完全不符合22、假如一本书的最终一页被撕掉了，我就自己编一个故事把结局补上去。

①完全符合②部分符合③完全不符合

23、我长大后，想做一些别人从没想过的事情。

①完全符合②部分符合③完全不符合24、尝试新的游戏和活动，是一件好玩的事情。

①完全符合②部分符合③完全不符合25、我不喜爱太多的规则限制。

①