基于中學創客教育的生物教學研究
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創客是那些利用身邊材料、計算機相關設備（如3D打印機）、程序及其他技術資源（如互聯網開源軟件），通過自己或與他人合作制造出創造性產品的人的總稱。由此看來，創客的本質是以創新滿足需求，熱衷于創意、設計和制造的人群。創客教育是將體驗教育、項目學習和創新教育等教學思想融為一體的教育，尊重學生們的好奇心和創造力等天性。在創客空間的平臺下，創客教育主要以課程為載體，融合多學科知識，有效培養學生的創造力和解決問題的能力。在具體操作上，可從創設創客問題情境、設計與制作創客作品、共享創客產品成果三個方面展開。
1創設創客問題情境
創客教育需要使學生明確創客教育活動的實驗對象。學生只有在課內外發現身邊的問題，才能踏上尋找解決問題方案之路。所以，創客問題情境是實現學科教學與創客精神的交融劑。有效的問題情境引導學生由“學會”到“會學”轉變，由“做東西”到“造東西”轉變，真正實現學生創新思維、創新能力的培養。創客活動的問題情境更傾向于由學生自己去發現和提出，其設計在設計原則、理論、目標等的支持下，包括情境設計、任務設計、問題設計。
例如，學校有班級緊挨廁所，氨味濃烈，平時班級后門都不敢打開。常規的處理方法（如，給廁所裝上門簾、鹽酸處理小便池）效果不明顯。那么，有沒有更好的解決辦法呢？在這樣的情景問題驅動下，學習小組聯想到具有特殊香味及殺菌作用的艾蒿葉和蘆葦葉。在教師的指導下，學生嘗試比較用韭菜、艾蒿、蘆葦來消除廁所氨味;最后，利用“凝膠包埋法”固定效果最好的一種提取液，使之產品化。
在中學課堂教學中，教師應從學習和社會生活中選擇學生感興趣且具有可持續發展性質的創客對象，來開展創客問題情景的創設，用合理的方式讓學生的學習生活與創客教育聯系起來;引導學生關心身邊的事物，全面激活學生的思維，讓他們大膽參與教學目標的設計，明確自己學習內容和方式。學校可以建立綜合性創客空間教學實驗室，如建設創客學坊、創意長廊、行知科坊、3D夢工廠等。學生可以就某個問題形成一個討論組或創客小組，合理分工完成對問題的解決，將深奧而抽象的想法變成更具操作意義的實物。最后，他們評估或被評估自己的創客項目，從錯誤中反思再學習。最終，這些學生往往能夠做出一些真正非常新穎的東西，學生的動手能力和生活技能也得到了提高。更重要的是，這個過程能夠為每個參與者提供一個可以自由交流思想、一起探索新事物的環境。
2設計與制作創客作品
當學生有了新觀點或新想法，教師就要求他們大聲地說出來，記錄相關觀點。在學生進行深度思考和討論后，教師再對這些觀點和想法進行仔細評估，最終促成各創客小組形成設計思路。接著，按照實驗對象綜合實踐的要求，引導學生按照科研項目的任務，分階段開展創作活動，同時要求學生對每一階段擬定可操作的具體進度計劃并用文檔形式體現出來。
例如，針對有沒有一種更簡單的除氨味方法呢？在問題提出后，學生要想得到理想的創客作品，就必須要有對作品的設計和制作。學生小組首先查閱資料，如氨味的來源、尿素的特性、艾蒿和蘆葦葉的特性等;接著，利用煮沸法制取艾蒿液、蘆葦葉液，榨取韭菜汁;選取教學樓內不同樓層的男廁所內小便池作為實驗對象，用一定量的廁所內空氣溶于蒸餾水后測得的pH來代替氨氣濃度的高低，并輔以人的嗅覺感受指標。得到測試的結果各個廁所pH均為7.4左右。三層廁所內分別用蘆葦葉液、韭菜汁、艾蒿液噴灑，每天一次。持續1周后，測3處廁所內空氣溶于蒸餾水后的pH。結果表明：二層廁所內的pH仍約為7.4，三四層的廁所內pH均接近7;同時，二層廁所內仍能聞到淡淡的氨味。三層的廁所內幾乎聞不得氨味，且氣味較清新;四層廁所內充滿了艾蒿特有的芳香氣味。實驗結果見表1。
實驗結論：蘆葦葉液除氨味效果差;艾蒿液除氨味效果等于或略優于韭菜汁。
從除氨味的效果看，艾蒿液等于或略優于韭菜汁，但艾蒿液可以制備一次，分多次使用，比用韭菜汁方便。但若長期使用，還是要經常制備艾蒿液。學生在教師指導下，將制備的艾蒿液于一定量的融化的海藻酸鈉粉末中形成凝膠珠，再將凝膠珠裝入有孔的袋中，放入小便池內。這樣，大大提高了規?；瘧玫姆奖阈裕瑸橄蚬矆鏊ㄈ鐚W校、賓館、車站等公廁）的推廣奠定了堅實的基礎。
要讓學生通過動腦設計和動手制作，借助創客空間配備的資源（包括多媒體平臺、樂高積木、學校購置的用于制作創客作品的其他實物、學生自備的物品等），將創意通過編程、制作轉化成實物，讓學生享受創客教育帶來的課堂樂趣和成就感。創客教育活動中，教師的自我角色定位應該是督促學生學習、幫助學生評估創意設想，分析技術難點，尋找可以實現創意的技術、專家和方案，從而幫助學生實現資源嫁接。這樣，學生真正成為了創客教育活動的主體，也契合了當代的教育理念與精神。
3共享創客產品成果
創客教育的一個重要理念就是樂于與他人分享、合作和交流，正是這樣的品質使得創客可以將創意變成現實。在各階段的作品制作完成后，可以讓各個小組選定代表向全班展示作品，并交流分享整個環節中學生的創新設計和改進，最好把制作過程簡單演示和交流分享。例如，上述的生物法去教學樓內廁所氨味的產品出來后，教師就可以讓學生代表向大家詳細描述整個的創客過程，讓其他同學能夠利用他們的過程復制同樣的產品，為他們今后的創作提供更多的靈感。同時，這些學生可能會對整個項目提出一些新的觀點，如最后產品的美觀性、成本性、推廣策略等。
類似的創客制作的成品還有很多，如利用3D打印出真核細胞結構模型。學生代表就可以運用制作好的真核細胞結構模型，以“分泌蛋白的合成和運輸到細胞外的過程”為例，探究細胞內各種細胞器結構在功能上的聯系，使學生認同細胞結構與功能的統一性，部分與整體的統一性。學生通過對設計與制作創客作品的分享，解決對一些問題的摸索和解答，激發的主觀能動性、強烈的創造屬性和探究意識。
經過班級或小組演示之后，體現學生創客理念和制作效果的創客作品已經成功完成。學生在每一次的創客課程學習之后，可能都會有相應的創客作品。這些作品該如何作進一步的處理呢？是用傳統的方法給它們一個分數？還是直接把它們拿出去進行巡回展出，甚至商業推廣？首先，學?？梢砸宰髌氛够蚩萍嘉幕囆g節等形式，以創客作品展示區、展示欄等形式公開展示學生們的創客成品，更好得凸顯學生在創客之路上的“心血結晶”。其次，聘請具備信息技術、生物、物理、美術等專業教師組成的評審小組，對有關創客作品進行審查，對一些存在瑕疵的作品細加點評，并讓學生加以完善和提升。最后，學校聘請相關專家或學校家長成立相關領域的創客委員會，由評審小組評選出優秀作品再交由學校創客委員會進行審核。其中確有價值的創客作品，可以由學校幫助申請相關專利。當這些創客作品專利申請成功時，參與創客項目的學生對創客創新的信心會倍增。這樣就形成良性循環，將會激勵更多的青少年學生投身到創客活動中來，這樣創客教育也會得到更好的發展和推進。
4展望
創客教育是創客運動影響下的一種教育形態，深受創客運動“開源、創新、實踐、分享”特點的影響，與創客精神密不可分。在開展創客教育的過程中，學生需要綜合運用多個學科知識，才能形成自己的創客作品。這就促使學生必須努力學好科學文化知識。更為重要的是，創客教育能讓學生在創客活動過程中身兼數學家、科學家、發明家等多重角色，并且能夠處在更加開放的環境中設計、交流、分享和制作，最大程度地開發學生的潛力，激發學生的創造力，使學生在青少年時期就能感受到自己身上具備著開拓創新的“洪荒之力”，從而對自己未來的發展充滿無比的自信和期許，這對于他們的人生觀、價值觀的養成，將會是一種極有意義的教育方式。
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