STEM教师培训学什么?——DFRobot培训讲师谈开源硬件工作坊的真实收获
创始人
2026-03-20 20:53:59

近年来,随着STEM教育在全国中小学逐步推进,信息科技课程、人工智能教育不断落地,围绕开源硬件与创客教育的教师培训也越来越多。但一个问题也越来越常被提起:一场工作坊结束后,老师真正带走的,究竟是什么?几行代码、一个项目Demo,还是一节可以真正走进课堂的课?

带着这个问题,本报记者专访了一位长期活跃在一线的DFRobot旗下蘑菇云科创教育培训师杨少东老师。作为讲师中的一员,他参与过大量教师工作坊项目。过去几年,DFRobot已举办超过1000场培训,累计培训教师超过40000人次。

DFRobot STEM教师培训现场

一线观察:老师们的困惑与收获

记者:您在培训一线接触过上万名教师。如果让您用一个词概括当前STEM教师培训的普遍困境,会是什么?

杨老师:我会用“断层”这个词。这个断层体现在两个层面:第一,培训内容与课堂实践之间的断层——老师们在工作坊里跟着做没问题,一回到学校就心里没底;第二,技术逻辑与教学逻辑之间的断层——我们教了很多硬件功能、代码写法,但老师真正需要的是“这些东西怎么教给学生”。

我经常问自己一个问题:如果我是坐在台下的老师,走出这个教室后,我希望带走的是什么?

记者:这个问题很有价值。您找到答案了吗?

杨老师:在与数千名教师的长期交流中,我逐渐沉淀出一套答案:比记住一行行代码更重要的,是带走三样东西——参与工作坊的“方法”、解决问题的“经验”、落地实践的“信心”。我们把这套体系称为 “三系统”心法。它不是课程内容,而是一种可迁移的教学能力框架。有意思的是,当我回看那些真正把课上起来的老师,发现他们未必是技术最强的,但一定是掌握了这套心法的人。

01 方法:“做-学-转”收获系统

记者:您提到第一个系统是“方法”。我注意到一个现象:很多工作坊都强调“动手做”,项目体验也很完整,但老师们做完后回到学校,往往只能照搬原项目,一旦需要调整就束手无策。您怎么看待这个现象?

杨老师:这个问题问到了关键处。没错,“动手做”是必要的,但如果只停留在“做”的层面,完整的项目体验反而可能成为教学的障碍——因为老师记住的是“这个项目怎么做”,而不是“这个项目怎么教”。我们把它总结为 “做-学-转” 三个环节。

“做-学-转”收获系统

首先是 “做”。很多老师第一次接触开源硬件时,最大的心理障碍是:“我怕搞不定。”所以我们设计工作坊的第一原则是:让每个人都能“跑起来”。不管技术背景如何,先点亮一盏LED灯、成功搭建一个物联网系统、与AI顺利交互一次。这种确定感会立刻降低心理门槛。

我们坚持“代码最简”原则——用10行左右的中文程序逻辑,让参与者体验主要功能板块。到这个阶段,目标就达到了:记住这种“跑起来”的感觉,比记住操作步骤更重要。

记者:那从“做”到“学”,关键转折点是什么?

杨老师:当项目跑通时,我们会提醒老师:现在,请跳出操作视角,切换到教师视角回头看。

看两样东西:第一,这节课讲了什么,和没讲什么。比如按钮控制灯的方式有十几种,为什么我们最常教的是“按下灯灭,松开灯亮”?因为这背后是 “用最简单现象讲最核心逻辑”的教学取舍

第二,操作的细节是如何引导的。哪怕是看似简单的操作,也藏着教学设计的考量。比如在编程中判断字符时,是使用直接加引号,还是在“文本”模块中输入字符?直接输入引号可能引起程序报错,而使用“文本”模块则完美避开了这个坑。看懂这种“防错”的引导细节,正是课堂流畅度的秘密。

记者:第三个环节“转”似乎是最难的——从“会做”到“会改”,这中间的跨度不小。

杨老师::这是最关键的一步。工作坊的项目通常是为“体验完整功能”设计的,节奏比正常课堂快。回到学校后,如何适配45分钟?这正是体现教师专业性的地方。

比如“物联网气象站”项目,你可以做减法——去掉远程控制,只保留数据采集,变成一节20分钟的体验课;也可以做加法——增加数据分析环节,让高年级学生做长期观察;还可以换场景——从“气象站”迁移到“教室环境监测”。

我们不希望老师记住“这个项目”,而是希望他们记住“改项目”的感觉——知道哪些步骤可以删、哪些不能删,如何与课标匹配,如何根据学情重组。

02 经验:“人-库-错”支持系统

“人-库-错”支持系统

记者:很多老师反映,培训时有人带着没问题,回去后遇到问题就卡住了。这个痛点怎么解决?

杨老师:这正是我们要解决的第二个系统——“经验”。我们把它拆解为 “人-库-错” 三个支撑点。

先说 “人”。记得2020年在汕头,和一位技术大牛老师交流时,他说道:“工作坊,要多过来认识人。真正学懂技术,是靠自己花时间和精力去钻研。”这句话道出了工作坊分组设计的核心用意——让老师链接更多同行。

同桌的技术大牛、作品设计师、逻辑清晰的组长、授课讲师……这些都可能是未来的“人力资源库”。“摇人”不丢人,硬扛才低效。 困扰你多日的问题,可能别人早已有更优方案。

记者:“库”这个概念很有意思。您提到“不用记代码,但要记去哪儿查”,这听起来像是在教老师“偷懒”。

杨老师:这不是真的偷懒,而是把精力花在更有价值的地方。人力资源成本高,更多是给启发。真正查资料时,你得知道去哪儿查——我们称之为“库”。

本地库:工作坊资料打包留存,下次捡起不费劲。

平台库:DFRobot官网Wiki、DF创客社区论坛、公众号、技术交流群……让你下次找资料时有迹可循。

AI库:现在的AI工具,既可以判断终端报错,也能为课程设计提供支持。

解决问题是能力,知道去哪儿找解决方法,也是能力。

记者:错”这个字很有意思,您把报错当作一种资源?

杨老师:每一次报错,都是在长经验。为什么现场的技术老师能快速定位Bug?无他,手熟尔。

排错并非无迹可寻。我们总结了一套方法论:先看报错,看不懂就扔给AI或在官网搜“常见问题”;然后硬件排查,确保接线、模式都正确;接着程序排查,拆分检查独立测试;最后功能优化,如果功能冲突就梳理逻辑。Debug能力才是编程能力的试金石。 每一次报错,都在积累“诊断经验”。

03 信心:“知-行-道”心法系统

“知-行-道”心法系统

记者:最后一个系统关乎信心。说实话,这是一个很虚的概念。您怎么把“信心”落到具体的培训设计中?

杨老师:作为培训方,我深知仅靠几天的工作坊,无法代替老师在校内的长期深耕。我们能影响的,其实只有一小步。

我最希望看到的,是工作坊结束时,老师心里敢说一句:“这套东西,我回去可以先试一试。” 我们称之为 “螺丝钉级的信心”——先拧上第一颗螺丝,允许自己“不会”,允许和学生一起成长。

记者:这颗“螺丝钉”怎么拧?您提到“知-行-道”三个层次,具体指什么?

杨老师:我们把它拆解为 “知-行-道” 三个层次。

首先是 “知”——知目标,分阶段拿结果。不必想着一步登天。我们建议老师设定三个“跳一跳够得着”的里程碑:第一颗螺丝钉,开设社团课,用工作坊的项目原封不动试一次;第二颗螺丝钉,带学生参加一次科创竞赛,走一遍完整流程;第三颗螺丝钉,建设自己的校本教材,把试过的课、改过的项目攒成一份“备课手册”。

记者:很多老师会说“我条件不够”——设备不足、课时不够、学校不支持。这个问题怎么破?杨老师:这就是第二个层次 “行”——先行动,再完善。知道目标后,最大的陷阱是“准备完美再出发”。很多老师卡在“我以为要配齐30套设备才能开课”的想象中。

事实上,那些成功开课的先行者,都是在“资源缺口”中找到了最小可行路径:搞定一套器材,既能上课演示也能辅导学生;做完一个项目,功能不必过于完善;开讲第一堂课,蹭机房,借器材,磨课程。走出第一步,就已经算取得了胜利!

记者:第三个层次“道”听起来有些哲学意味。它怎么体现在教师的日常教学中?

杨老师:这是心法的沉淀——从对技术的认知,到对问题的态度,再到对教学的追求。

对技术的祛魅:技术为人所用,随着技术更新迭代,它一定会更强大、更易用。对Bug的脱敏:Bug是生活的常态,每一次遇到都是经验的积累。最终追求学生的自我实现:当你看到学生把你的项目改造成你没想过的样子,当基础最差的孩子第一次骄傲地说“老师你看我做到了”——你会明白:技术只是工具,你点燃的是学生眼里的光。

学生作品设计过程

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采访结束时,杨少东老师引用了《道德经》里的一句话:“有之以为利,无之以为用。”硬件、项目、资料,都是“有”,它们为教学提供便利;而老师们从工作坊带回去的方法、经验、信心,才是“无”。这虚空之处,正是那束照亮课堂、点亮学生的光照进来的地方。

一场开源硬件工作坊,留给老师的,从不是一个冰冷的“文件夹”,而是:

一点硬件教学的方法

一点遇事不慌的经验

一点回去就敢试一试的信心

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