基于中学创客教育的生物教学研究
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创客是那些利用身边材料、计算机相关设备（如3D打印机）、程序及其他技术资源（如互联网开源软件），通过自己或与他人合作制造出创造性产品的人的总称。由此看来，创客的本质是以创新满足需求，热衷于创意、设计和制造的人群。创客教育是将体验教育、项目学习和创新教育等教学思想融为一体的教育，尊重学生们的好奇心和创造力等天性。在创客空间的平台下，创客教育主要以课程为载体，融合多学科知识，有效培养学生的创造力和解决问题的能力。在具体操作上，可从创设创客问题情境、设计与制作创客作品、共享创客产品成果三个方面展开。
1创设创客问题情境
创客教育需要使学生明确创客教育活动的实验对象。学生只有在课内外发现身边的问题，才能踏上寻找解决问题方案之路。所以，创客问题情境是实现学科教学与创客精神的交融剂。有效的问题情境引导学生由“学会”到“会学”转变，由“做东西”到“造东西”转变，真正实现学生创新思维、创新能力的培养。创客活动的问题情境更倾向于由学生自己去发现和提出，其设计在设计原则、理论、目标等的支持下，包括情境设计、任务设计、问题设计。
例如，学校有班级紧挨厕所，氨味浓烈，平时班级后门都不敢打开。常规的处理方法（如，给厕所装上门帘、盐酸处理小便池）效果不明显。那么，有没有更好的解决办法呢？在这样的情景问题驱动下，学习小组联想到具有特殊香味及杀菌作用的艾蒿叶和芦苇叶。在教师的指导下，学生尝试比较用韭菜、艾蒿、芦苇来消除厕所氨味;最后，利用“凝胶包埋法”固定效果最好的一种提取液，使之产品化。
在中学课堂教学中，教师应从学习和社会生活中选择学生感兴趣且具有可持续发展性质的创客对象，来开展创客问题情景的创设，用合理的方式让学生的学习生活与创客教育联系起来;引导学生关心身边的事物，全面激活学生的思维，让他们大胆参与教学目标的设计，明确自己学习内容和方式。学校可以建立综合性创客空間教学实验室，如建设创客学坊、创意长廊、行知科坊、3D梦工厂等。学生可以就某个问题形成一个讨论组或创客小组，合理分工完成对问题的解决，将深奥而抽象的想法变成更具操作意义的实物。最后，他们评估或被评估自己的创客项目，从错误中反思再学习。最终，这些学生往往能够做出一些真正非常新颖的东西，学生的动手能力和生活技能也得到了提高。更重要的是，这个过程能够为每个参与者提供一个可以自由交流思想、一起探索新事物的环境。
2设计与制作创客作品
当学生有了新观点或新想法，教师就要求他们大声地说出来，记录相关观点。在学生进行深度思考和讨论后，教师再对这些观点和想法进行仔细评估，最终促成各创客小组形成设计思路。接着，按照实验对象综合实践的要求，引导学生按照科研项目的任务，分阶段开展创作活动，同时要求学生对每一阶段拟定可操作的具体进度计划并用文档形式体现出来。
例如，针对有没有一种更简单的除氨味方法呢？在问题提出后，学生要想得到理想的创客作品，就必须要有对作品的设计和制作。学生小组首先查阅资料，如氨味的来源、尿素的特性、艾蒿和芦苇叶的特性等;接着，利用煮沸法制取艾蒿液、芦苇叶液，榨取韭菜汁;选取教学楼内不同楼层的男厕所内小便池作为实验对象，用一定量的厕所内空气溶于蒸馏水后测得的pH来代替氨气浓度的高低，并辅以人的嗅觉感受指标。得到测试的结果各个厕所pH均为7.4左右。三层厕所内分别用芦苇叶液、韭菜汁、艾蒿液喷洒，每天一次。持续1周后，测3处厕所内空气溶于蒸馏水后的pH。结果表明：二层厕所内的pH仍约为7.4，三四层的厕所内pH均接近7;同时，二层厕所内仍能闻到淡淡的氨味。三层的厕所内几乎闻不得氨味，且气味较清新;四层厕所内充满了艾蒿特有的芳香气味。实验结果见表1。
实验结论：芦苇叶液除氨味效果差;艾蒿液除氨味效果等于或略优于韭菜汁。
从除氨味的效果看，艾蒿液等于或略优于韭菜汁，但艾蒿液可以制备一次，分多次使用，比用韭菜汁方便。但若长期使用，还是要经常制备艾蒿液。学生在教师指导下，将制备的艾蒿液于一定量的融化的海藻酸钠粉末中形成凝胶珠，再将凝胶珠装入有孔的袋中，放入小便池内。这样，大大提高了规模化应用的方便性，为向公共场所（如学校、宾馆、车站等公厕）的推广奠定了坚实的基础。
要让学生通过动脑设计和动手制作，借助创客空间配备的资源（包括多媒体平台、乐高积木、学校购置的用于制作创客作品的其他实物、学生自备的物品等），将创意通过编程、制作转化成实物，让学生享受创客教育带来的课堂乐趣和成就感。创客教育活动中，教师的自我角色定位应该是督促学生学习、帮助学生评估创意设想，分析技术难点，寻找可以实现创意的技术、专家和方案，从而帮助学生实现资源嫁接。这样，学生真正成为了创客教育活动的主体，也契合了当代的教育理念与精神。
3共享创客产品成果
创客教育的一个重要理念就是乐于与他人分享、合作和交流，正是这样的品质使得创客可以将创意变成现实。在各阶段的作品制作完成后，可以让各个小组选定代表向全班展示作品，并交流分享整个环节中学生的创新设计和改进，最好把制作过程简单演示和交流分享。例如，上述的生物法去教学楼内厕所氨味的产品出来后，教师就可以让学生代表向大家详细描述整个的创客过程，让其他同学能够利用他们的过程复制同样的产品，为他们今后的创作提供更多的灵感。同时，这些学生可能会对整个项目提出一些新的观点，如最后产品的美观性、成本性、推广策略等。
类似的创客制作的成品还有很多，如利用3D打印出真核细胞结构模型。学生代表就可以运用制作好的真核细胞结构模型，以“分泌蛋白的合成和运输到细胞外的过程”为例，探究细胞内各种细胞器结构在功能上的联系，使学生认同细胞结构与功能的统一性，部分与整体的统一性。学生通过对设计与制作创客作品的分享，解决对一些问题的摸索和解答，激发的主观能动性、强烈的创造属性和探究意识。
经过班级或小组演示之后，体现学生创客理念和制作效果的创客作品已经成功完成。学生在每一次的创客课程学习之后，可能都会有相应的创客作品。这些作品该如何作进一步的处理呢？是用传统的方法给它们一个分数？还是直接把它们拿出去进行巡回展出，甚至商业推广？首先，学校可以以作品展或科技文化艺术节等形式，以创客作品展示区、展示栏等形式公开展示学生们的创客成品，更好得凸显学生在创客之路上的“心血结晶”。其次，聘请具备信息技术、生物、物理、美术等专业教师组成的评审小组，对有关创客作品进行审查，对一些存在瑕疵的作品细加点评，并让学生加以完善和提升。最后，学校聘请相关专家或学校家长成立相关领域的创客委员会，由评审小组评选出优秀作品再交由学校创客委员会进行审核。其中确有价值的创客作品，可以由学校帮助申请相关专利。当这些创客作品专利申请成功时，参与创客项目的学生对创客创新的信心会倍增。这样就形成良性循环，将会激励更多的青少年学生投身到创客活动中来，这样创客教育也会得到更好的发展和推进。
4展望
创客教育是创客运动影响下的一种教育形态，深受创客运动“开源、创新、实践、分享”特点的影响，与创客精神密不可分。在开展创客教育的过程中，学生需要综合运用多个学科知识，才能形成自己的创客作品。这就促使学生必须努力学好科学文化知识。更为重要的是，创客教育能让学生在创客活动过程中身兼数学家、科学家、发明家等多重角色，并且能够处在更加开放的环境中设计、交流、分享和制作，最大程度地开发学生的潜力，激发学生的创造力，使学生在青少年时期就能感受到自己身上具备着开拓创新的“洪荒之力”，从而对自己未来的发展充满无比的自信和期许，这对于他们的人生观、价值观的养成，将会是一种极有意义的教育方式。
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