课程背景

  如今，科技创新已经成为社会生产方式和生活方式变革的强大引领。由此，培养学生的创新能力和动手实践能力，将成为技术类课程发展的一个主要方向。于是，学校努力探索一条适合学生创新能力培养的道路，开发了创客空间课程。

  课程目标

  以学生发展为本，以学生学会学习为中心。

  以培养学生创新能力为核心。

  以“让每个学生有进步”为核心价值取向。

  以课程设置的自主性、实践性、应用性、综合性和开放性为特色。

  课程内容

  以项目教学法为主要教学方法，依托模块化教学理念，充分发挥学生学习的主动性。

  计算机程序设计模块。此课程主要培养学生的逻辑思维能力和使用软件控制硬件的能力。在此课程中，重点培养学生严谨的思维习惯，通过流程图等辅助手段，培养学生的程序设计能力；通过使用常见的树莓派、伽利略等移动电脑设备进行程序设计。在普及课程中，使用虚拟仪器编程语言的方式进行编程，学生能够通过计算机程序控制发光二极管、液晶显示器、直流电机、伺服马达等输出设备，同时还能了解和使用常用的传感器，如光电传感器、温度湿度传感器、测距传感器等。

  机械结构设计模块。此课程主要学习现代加工技术及基于数字化技术的加工方式，以项目设计、绘图、加工、组装作为课程的重点内容，充分调动学生的积极性，培养学生的动手能力和解决问题的能力。在此模块中融入“发明问题的解决理论”创新思维方法的内容，化解学生遇到技术问题不会解决的困难，同时让学生养成正确的思维习惯。通过选题、讨论、制作手板、修改设计、完成样机等环节，让学生体验科学研究的过程。如学生可以设计一款新颖家具，通过3D打印技术打印出来。此模块的学习还可以与程序设计模块相结合，设计并组装完成外形结构后，再加入控制系统进行程序控制，使作品的科技含量更高。

  任务分项解决课程。此课程将近年来全国及世界机器人竞赛任务进行分解，通过简单的道具让机器人完成任务。近年来，学生参与了多项机器人竞赛，许多竞赛中的项目非常适合机器人日常教学活动，但由于种种因素限制，没有被挖掘出来。此模块的设置根据不同的任务需求讲解不同的课程知识，如机器人搬运任务，学生在任务实施过程中要学习机械手臂的制作和手臂与车体的协调控制，考虑如何能够高效地完成任务。

  电路知识模块。此课程主要学习一些基本的电路知识，将电路知识与物理学科的电学知识相互渗透，让学生能够将物理知识的学习融入实践。从简单的面包板电路连接到电路设计，最终使用柔性电路打印机把电路打印出来，将电路变成一种可穿戴设备。同时，此模块课程可以与其他模块课程相结合。

  课程实施

  计算机程序设计模块。学期初，教师首先明确本学期课程项目的目标和测评方式，让学生在项目中学习。学生更加明确了为什么学，也更加清楚了所学知识的应用领域。教师每学期设置不同的任务，如六角雪花机器人的步态设计、八角雪花机器人的步态设计、机器鱼游动步态设计、六面体变形设计、视觉避障小车模型等。

  机械结构设计模块。学期初，教师用相应课时让学生完成选题任务，然后讲解绘图软件。学生根据自己的选题任务，利用课堂和课余时间进行草图绘制，最终使用加工设备完成任务。

  任务分项解决课程。教师利用常用的设备作为课程道具，设置一些简单的竞赛任务，如智能车接力、机器人搬运、机器人舞蹈等。在实施过程中，教师根据任务的难易程度设置不同的课程内容，一学期完成3至4项任务。

  电路知识模块。教师首先让学生完成电路的连接，然后使用印制好的电路板进行焊接练习，最后使用电路绘制软件自行设计电路并打印。

  课程评价

  计算机程序设计模块。学期末，教师组织一次全年级竞赛活动，如机器人游泳竞赛、视觉小车避障竞赛等。

  机械结构设计模块。教师针对每组或每个学生的作品进行点评。从实用性、创新性、美观性、稳定性、合理性等多方面进行评定。期末，教师让每组学生进行展示，并由其他年级或班级学生参与评定，评选出不同单项奖，如最佳创意奖、最佳外观奖、最具人气奖等。

  任务分项解决课程。此模块课程与各级竞赛比较接近，可以通过模拟竞赛的方式进行课程内容的检测。学期结束时，教师可以安排一次年级内的竞赛活动，通过竞技或主观评选方式，评出优秀学生及作品，并优先推荐参与各级竞赛。此项目也可以作为机器人社团选优的方式之一。

  电路知识模块。将学生制作的电路成果进行展示，优秀作品可以推荐参与各级竞赛活动。

  整体来看，创客空间课程的设计从教育资源的供给侧到教学内容都进行了改革，学生从教育资源的消费者转变为教育资源的生产者，知识的学习也从已知的学习转变为未知的学习。

  （作者单位系北京市第二中学）