創客教育：物理師范教育變革的新路徑

黃 樺

(嶺南師范學院 物理科學與技術學院，廣東 湛江 524048)

當前，我國經濟轉型升級進入關鍵期，國家對創新的支持與引導達到前所未有的程度，從“大眾創新，萬眾創業”戰略到“中國制造2025”，都把創新創造定位為未來競爭的核心要素[1]. 在教育領域，隨著創客運動與創客空間的興起，各國為應對新一輪科技與產業革命，相繼出臺了面向未來的創新人才培養戰略，教育綜合改革也正式步入深水期，創客教育理念逐漸得到教育者的重視與認同. “創客教育”以“創新”為代名詞正在逐步地影響著教育教學，旨在通過新技術的應用轉變教學理念和教學模式，對于提升青少年創新意識和能力具有重要作用. 為了加強中小學校創客教育，指導創客教育課程開發和實施，規范創客實踐室建設，深圳市教育局于2016年深圳學生創客節頒布了《深圳市中小學創客教育課程建設指南》(試行)和《深圳市中小學創客教育實踐室建設指南》(試行). 《指南》指出，從教育發展角度來看，創客教育的最大意義是促進機制變革：由“創客式教育”帶來的創新校園、未來學校，將成為我國教育事業跨越式發展的重要契機. 《指南》呼吁，對創客教育課程的理解不應局限于“教創客”，而更應突出“像創客一樣教”，從“創客教育”到“創客+教育”再到“創客式教育”，充分實現創客教育工作的社會價值、時代價值[2].

創客教育，離不開實施創客教育的教師，為基礎教育培養創客師資的教師教育自然更應該包含創客教育. 正所謂，“創客教育師資、創客教育打造”. 然而，基礎教育長期以來的“應試”現實，通過“原材料供應”和“市場需求”的雙重作用，制約著教師培養的“入口”和“出口”，倒逼教師教育接軌“應試教育”，嚴重制約著師范生創新能力的培養[3].作為創客教育師資的培養者，應該意識到：創客教育已成為目前物理師范教育變革發展的重要路徑. “雙創”潮流，應用型人才培養，師范教育的轉型發展，這些國家以及師范院校的發展戰略，倒逼師范教育應該加大課程建設,加快教育教學的改革，主動跳出傳統枷鎖，探索教育創客的培養. 因此，發揮高校資源、人才等集聚優勢，構建面向物理師范生的特色創客空間，培養創客教育師資，對探索應用型創新人才培養的物理師范專業轉型發展，具有十分重要的意義.

1 創客教育師資培養的瓶頸與反思

創客教育作為一種培養未來創新型人才的教育模式和教育趨勢，對于促進教師教育教學改革、變革教育組織形式具有重要意義，是培養創客型教師的核心環節，旨在導向教師教育向深度學習、創新學習、有意義學習的方面發展，解決當前教師教育中創新創造教育最迫切的問題[4]. 盡管創客教育已成為許多國家科學教育改革政策的主導與研究熱點，并且自下而上已在基礎教育方面得到了廣泛的應用. 但是，略顯尷尬的是，我國教師教育領域，尚無對口的專業和相對應的課程培養創客型教師. 究其原因，創客教育融入教師教育，師范院校在理念、資源、平臺、技術等方面都將遇到瓶頸. 因此，在應用型創新人才培養的教師教育轉型發展中，有必要探索將創客教育融入教師教育的瓶頸問題，挖掘培養物理師范生創新素養和創造技能的策略方案，為物理師范教育變革提供新思路和新方向，其變革思路如圖1所示.

圖1 創客教育融入教師教育的瓶頸問題與反思對策

1.1 可行的教師教育方案

目前，與基礎教育紅紅火火的創客教育發展不同，致力于培養應用型、創新型人才的教師教育尚未真正起步，缺少具體的執行方案，多數成果停留在理論層面，無法指導創客教育融入教師教育. 同時，在創客教育推進過程中，存在“孤立化”和“學科化”傾向，即將創客活動視為動手課、操作課、實踐課等[4]. 實際上，創客教育是一種方法論，踐行創客教育融入教師教育，應該開展綜合科學教學，進行多維度的頂層設計，創設教師教育改革生態圈. 在人才培養方案中，需要轉變教學模式和方法，以STEM教育為核心，重點發展師范生的創新思維能力，整合科技創新力；需要建設物理師范生創客實驗室，充分利用信息技術，探索基于創客空間的新教育模式、新創作理念，培養師范生善于利用信息技術開展教學的意識，幫助師范生學會通過技術手段創新教育教學. 可見，可行的創客教師教育方案，需要進行頂層設計，轉變人才培養模式，以物理學專業等師范性、綜合性強的理科專業建設為抓手，提高師范生的科學素養、科技素養和創新實踐能力，培養創客型教師； 同時，與基礎教育創客教育的改革攻堅相結合，錘煉服務、引領基礎教育的能力.

1.2 融合的教師教育資源

要實現人才培養模式的根本轉變，需要建立提供培養質量的條件保障，關鍵在于資源建設. 在我國教師教育課程體系中，高等教育的物理課程分科特色明顯，較多地局限于各自領域范圍，即有的課程仍以知識為核心，忽視學科能力、技術能力的發展與整合，課程整合理念的接受度不高，整體理念亟待加強，難于形成融合性強的課程資源體系，造成當下創客教育難于與具體學科進行融合. 盡管執行難度大，但是，創客教育需要與學科科學知識、通用技術、信息技術等進行整合，形成科學、完善的創客課程資源體系，尤其是STEM課程資源的建設，以及STSE教育思想的融合. 因此，創客教育資源建設應該遵循多元化的建設方針及智能化的技術指向，在分科物理課程的基礎上，從科學情境、工業情境及生活情境出發，建設以問題為中心、學生為核心的STEM課程，開展STSE教學，并輔以3D 打印、激光切割機、開源軟硬件等技術課程的建設. 同時，視基礎教育為源頭活水，對接基礎教育小學科學、綜合實踐、通用技術、科技競賽等改革攻堅難題，高標準建設創客教育課程.

1.3 專業的師資培養機制

教師教育中的創客教育以培養未來創客教師為目標，是信息時代與社會發展的需求，也是教師教育主動應對創新人才培養重大需求以及跨時代教師需求的行動表達，代表了教師教育與時俱進的轉型發展方向. 按以知識獲取為核心的學科本位教學，雖能培養學科知識面廣、基礎扎實的教師，但不利于創新型教師的培養，從而造成適應國家創新需求、具備教育創新理念和創新實踐能力的創客型教師稀缺. 同時，創客教育難以實施的另一原因是，創客課程具有開發難、講授難等特征，授課教師不僅需要較深的綜合科學知識儲備，還要具備較強的創新實踐能力和較高的創客課程教學能力. 目前，人類社會已經全面進入信息時代，知識更新呈幾何級數增長，科學技術日新月異，需要創客教師不斷接受培訓，吸收新知識，發展新能力，保障創客課程與時俱進的發展. 目前的物理師范生多數僅僅具備創客教育的某一方面或幾方面，因此，創客教育融入教師教育，需要建立長效的師范生發展機制，構建以“跨學科、高技術”為主要特征的創客型教師培養與發展機制，一方面培養物理師范生跨學科綜合知識應用能力、創造力和創新能力；另一方面發展學生終身學習的能力.

1.4 資金及硬件設施的籌措

為實現創客型教師培養，物理師范生的專業課程應當以項目式學習為主，融合STEM教育理念，建立面向未來學習的創客空間，以滿足學習者創新能力發展的需求，培養其科學素養和創新精神. 同時，創客教育需要遵循“創造”實踐的規律，師范生需要獨立或者合作使用工具開展創新創造、智慧共享、優化迭代和形成成品，其中更少不了體感、無人機、機器人、3D 、激光切割、虛擬現實等技術支持. 配套的技術與設備資源，需要滿足師范生的個性發展需求，要求培養單位整合物理空間、虛擬空間、技術工具、基礎設施、學習資源、學習服務等要素，使各要素之間形成合力，開拓創客型師資培養的新途徑、新模式、新機制. 因此，創客教育融入教師教育，需要高質量的硬件設備作為支持和保障，以及大量的資金投入，這就要求培養單位積極開展產學研合作，與創客教育公司和社會創客空間聯合培養創客教師，通過創新實踐平臺匯聚與引入創客教育課程資源，構建創客學習社區，開展成果作品展示與轉化等服務.

2 創客教育師資培養的路徑

2.1 頂層設計：筑巢引鳳，多元合作

與傳統學科教師教育不同，創客教育作為新生事物，需要改變中小學、師范院校與政府的割裂狀態，形成“三位一體”的多元合作發展機制，貫通創客型師資培養系統的教育壁壘. 因此，師范院校需要在與中小學、政府合作層面進行頂層設計. 針對地域性中小學創客教育的實施難題，師范院?？衫梅e累了多年的物理師范教育經驗，充分利用自身的科技教育師資和課程資源，與當地教育局和中小學開展合作，以開展創建科學教育示范學校等任務為切入點，以創客教育實施為抓手，組建由科技、教育、科普專家組成的工作團隊，對合作學校進行創客資源開發、師資培訓和活動指導. 經過系列創客教育課程學習和培訓后，師范院?？晌筛吣昙壩锢韼煼渡胶献鲗W校開展長期頂崗實習，擔任創客教育特色課程的開發和講授任務. 此舉不僅解決師范生實踐教學機會不足的問題，也有效幫助中小學解決創客師資不足、課程資源稀缺等問題.

2.2 新平臺：集鳳筑巢，成果轉化

隨著創客運動的發展，一批優秀的創客教育公司和社會創客空間如雨后春筍般興起，師范院?？梢苑e極開展校企合作，構建人才培養新平臺，聯合培養創客教育師資，共建創客教育空間，開發創客課程，進行創客教育產品設計研發和創客教育教學培訓. 創客型教師培養必須與社會實際需求相結合，促進創客人才培養目標的實現和企業生產技術進步，更好地利用師范院校和企業在人才資源、科學研究和生產實踐的優勢，提升創客型師資的培養質量和企業的核心競爭力. 這一創新實踐平臺集聚的特長人才、能工巧匠和研發軟硬件、資金，不僅使得研發的創客課程資源質量與數量快速增長，更有助于資源走出實驗室，系統地轉化為教育用戶的日常教學資源. 此舉不僅加強了師范院校的辦學實力和企業的競爭力，也加快了創客教育成果的轉化.

2.3 新方法：對接基礎教育創客教育改革攻堅要求，開辟師范生創客教育實踐路徑

創客教育融入教師教育，師范院校應該旗幟鮮明地與基礎教育的創客教育接軌，為基礎教育突圍創客教育的困境，起到應有的推動和引領作用，而不能屈從于基礎教育被應試教育束縛的現實. 在全球創客運動的浪潮下，基礎教育對創客型師資的需求不言而喻，但國內外尚無太多教育經驗可供借鑒. 同時，師范生教學經驗相對不足，如果承擔傳統科目等特別依賴經驗的教學，他們幾乎沒有優勢可言，這也是師范生“臨床實踐”機會少的原因. 實際上，正因為中小學開展創客教育的困境，為師范生的創客實踐提供了大量的機會. 因此，對接中小學創客教育特色建設和新課程實施能力提升等改革創新需求和師資缺口，讓準教師們缺乏教學經驗的“軟肋”，成了他們“窮則思變”的動力. 而且，創客型教師的培養，必須堅定一個信念：經過創客教育實踐培育的物理師范生，才能理解創客教育的高遠理念，開拓創客教育的新局面，才能最有可能去“實踐育人”.

2.4 新課程：源頭活水，形成合力

教師教育真正的“終端用戶”是基礎教育，以基礎教育的需求和評價作為學科教育課程建設的出發點和目標，雖然意味著標準的提高，卻是打造真正有競爭力課程的必由之路，也意味著將一門課程的質量建設提升到了加強高師服務基礎教育能力的高度[5]. 正是基于這樣的思想，創客教師培養團隊應積極深入基礎教育一線，從“源頭”汲取“活水”，經過師范院校與創客教育企業的合力研發升級、理論提升和推廣示范，催生出鮮活的創客教育之果，為物理師范教育實施創客教育注入厚實的內容和新的活力. 基于“源頭活水”，師范院校可重構物理師范生創客課程，以STEM教育、創客教育為兩翼，促進創新能力發展，推進教師教育綜合改革(圖2).

表1構建了創客教育融入物理師范教育轉型發展的兩大類核心課程：創客教育課程和STEM教育課程. 其中，針對師范生創新能力缺乏，能力發展難的現狀，創客教育課程可以從文化探究、潛能培養、知能訓練、實踐鞏固4個模塊，包含全面的創客教育理論和創新創造能力訓練，從動手體驗、認識學習、動手實踐、創新創造4個層次開展由淺入深的創客教育課程，掌握體驗工坊、能力訓練營、創客馬拉松、項目學習、創客大賽等創客教育組織形式，以項目學習為基礎，形成能力發展體系，力求使師范生成為1名初級教育創客，引發創新創造熱情，體驗創客教育樂趣. 針對師范生STEM素養下降的問題，STEM教育以吸收科學、工程與技術活動為主要思路和方法，把項目學習作為核心，善于發現身邊的科學、工程與技術問題，促進科學探究向科學與工程實踐轉變.

圖2 創客教育、STEM 教育與創新教育的關系

類別 原因 培養重點 培養方式 學習方式 教師教學課程STEM教育STEM學科素養下降增強STEM素養以項目或設計為主把項目學習作為核心，利用項目學習展開STEAM素養培養；關注現實問題和工程設計問題，注重在真實情境中學習科學、技術、工程、數學科目以及綜合性STEM項目創課教育創新能力缺乏創新創造能力以項目或問題為主把項目學習作為基礎，利用活動培養創客的創新能力；關注創新創造能力發展，注重在實操環境中學習Scratch機器人、Anr?duino等開源軟硬件、3D打印、激光切割等操作類課程

2.5 新空間：以未來創新學習空間重構教師教育體系.

長久以來，學校的教學空間一直延續著工業化時代的設計標準，學校的人才培養猶如工業生產流水線作業，按照標準化組織學科教學. 隨著時代的發展和社會的變遷，教育正在進入Edu3.0時代，教育的意義、學校課程、學習方式、學校的建筑與空間、教師的作用有了新的特征. 因此，師范院校應該構建面向未來的創新學習空間，重點發展師范生科學探索和創新能力，將傳統科學實驗室拓展為科學素養實踐能力課程群，將科學探究空間、STEM空間、創客空間、物聯網生態空間、3D設計空間、數字化探索空間等進行整合設計(如圖3)[6].

基于未來創新學習空間，通過空間和技術的支持，在現有教師教育體系下實現學習方式的變革，幫助物理師范生積極響應國家“雙創”運動，開展創新創造訓練，在科學探究區開展探究式學習和基于項目的學習，在創造區設計和制作成品，在展示區展示學習成果等.

圖3 未來創新學習空間

3 創客教育師資培養的若干思考

3.1 堅守用創客教育打造教育創客的理念不動搖，緊抓化解教師教育難題的關鍵

目前，我國的教師教育往往定位為“教學生學會教”，但教學本身就是一個精耕細作的過程，因此，“在教中學教”更顯教師教育的進步價值. 但“教中學教”的機會對教學的“新手”來講，卻又存在教學“臨床實踐”機會不足的狀況. 抓住這一現實矛盾，師范院校更應該回歸教育的本質，堅守用創客教育打造教育創客的理念，設計創客教育特色師范生課程，讓師范生接受創客教育的沉浸式學習. 作為創客師資培養單位，首先應該提供創客場地、工具、課程資源以及對物理師范生進行專業指導，培育他們對“創想”、“創造”的興趣，提供讓他們將創意轉為現實的平臺，實現“無時不創造”以及“在學習中創造、在創造中學習”，用創客教育打造教育創客. 同時，在此基礎上找準時機，設計并成功實施“對接基礎教育特色發展、改革創新需求，與中小學共建師范生創客教育能力培養創新實踐平臺”的系統改革行動，使高校團隊、師范生和用人單位三方訴求得以統一，協力于同一方向，形成“三位一體”的多元協同發展機制，根本上解決師范生教學“臨床實踐”機會不足和基礎教育創客教育師資、資源貧乏的問題，自下而上地鋪就出科學技術素質教育師資的成長之路，與國家自上而下推進創新教育的戰略實現“立體聯通”.

3.2 準確把握創客教育師資的社會需求，主動跳出物理師范教育專業的傳統視野，提升人才培養境界

當前，發展眾創空間，培育創客文化，已成為我國的戰略方針，勢必在我國教育領域形成一股基于創新型人才培養的探索浪潮. 目前的中國教育，恰恰缺乏“以創造為興趣”的創意動力，而且，社會最緊缺的是有創客教育實踐能力的人才. 無論是中小學科技教育類校本課程、創新實驗課程、綜合實踐課程，還是面向公眾的科技教育傳播活動，都因為與高考不掛鉤而被很多人不屑一顧，但是在那些“尚未被考試功利染指之處，最可能有真正意義的教育”[8]. 梳理創客教育的發展，可以發現我國的創客教育發展也正是從邊緣的技術學科起步，進而與科學、技術、藝術、數學等結合，發展為STEAM教育，并選擇中小學生最喜歡的“造物”來展開，讓學生在學以致用的造物過程中體驗創新創造的樂趣，學習科學知識，發展科學興趣，提升STEAM素養. 所以，師范院校應該主動超越物理師范教育專業與中小學課程在名稱上對應的淺層對接，立足創客教育的時代訴求，站到“雙創”國策的高度，將培養“能以科學知識為載體實施創客教育的教育工作者”，作為物理師范教育專業新的目標定位之一.

3.3 構建創客師范教育體系，推動物理師范教育體制改革和創新人才培養

創客教育能否真正推動物理師范教育改革，創新人才培養模式，關鍵在于能否構建合理、可行的創客教師教育體系(圖4). 我們需要重構教師教育課程，以能力訓練營、創客馬拉松等形式，建設創客教育課程和STEM課程；需要變革師范生的學習方式，積極開展項目學習，參與真實情景的科學與工程實踐；需要投入資金和設備建設創造館、科學館和智能館，構建面向師范生的創客教育空間；需要參與和組織創客教育社區分享和體驗工坊，營造濃厚的創客文化氛圍. 一系列舉措的背后，師范院校需要匯聚、配備完整的創客教育教師陣容，與創客教育公司、社會創客空間開展產學研合作，構建高校、政府、中小學 “三位一體”協作關系，開展、融入“雙創”活動和國內外創客節，以此推動物理師范教育改革，創新人才培養模式，讓創客的核心理念深入師范生內心：一是“創意、創造、展示、分享”，即由理念創新到現實創造，以及成果展示分享；二是“開放、開心、協作、交流”，創客不僅是個體，更是基于共同興趣的開放團隊，其宗旨是在“玩”中最大化地激發創意，收獲開心，暢享協作交流.

圖4 創客教師教育體系

4 結束語

毫無疑問，“創新”已成為我們所處時代的主旋律，師范院校要實現培養滿足時代需求師資的使命，就需要變革當前的教師教育，開辟創客教育融入物理師范教育的新路徑. 目前，創客教育已成為許多國家科學教育政策的主導和研究熱點，也導致基礎教育創客教育亂象叢生，迫切需要師范院校高度重視，進行頂層設計，探索新方法，構建新課程、新平臺、新空間，突破教育創客的人才培養瓶頸，服務并引領基礎教育創客教育的發展. 在第三次工業革命來臨之際，探討“創客教育”背景下的物理師范教育新模式的創新發展，勢必成為信息時代、智慧教育時代推動教師教育變革的重要利器. 師范院校應該旗幟鮮明地“以創客教育培養教育創客”，以高遠的教育理想，接地氣的人才培養策略，促進教師教育轉型發展，變革師范教育組織形式，構建創客教師教育體系，解決基礎教育創客教育最迫切問題. 因此，本質上，創客教育是變革物理師范教育的新形態、新模式.

[1] 趙曉聲，司曉宏. 創客教育：信息時代催生創新的教育新形態[J]. 電化教育研究，2016(4)：11-17.

[2] 深圳市教育局. 深圳市教育局關于印發深圳市中小學創客教育課程建設指南和深圳市中小學創客教育實踐室建設指南(試行)的通知[Z]. 2016-10-11.

[3] 羅星凱． 科學技術素質教育創新實踐：“興華”從團隊到平臺發展秘訣[EB/OL]． http://blog.risechina.org/u/122/archives/2015/21006.html，2015-05-20/2016-10-01.

[4] 王娟，吳永和. “互聯網+”時代STEAM教育應用的反思與創新路徑 [J].遠程教育雜志，2016(2)：90-97.

[5] 羅星凱． 高標準培育探究式教育創新能力,突破中學物理教學論質量瓶頸[EB/OL]．http://www.doc88.com/p-092106042729.html，2012-03-27/2016-10-05.

[6] 王素，曹培杰,等. 中國未來學校白皮書[R]. 北京:中國教育科學研究院未來學校實驗室，2016：32-33.

[7] 謝洋. 一門邊緣課程的夾縫突圍[N]. 中國青年報，2015-06-15(9).