創客教育：物理教師專業發展的新方向*

余憲澤

(珠海市教育研究中心 廣東 珠海 519100)

1 問題提出

優秀物理教師是物理教育的基本要求，而專業發展則是教師由新手到能手，從能手到專家型教師的必由之路.物理教師的專業發展是物理教師不斷感知專業生活、體驗專業實踐、內化專業價值從而獲得知識的增長與沉淀、專業技能的提升與精通，逐步認同自身從事的專業活動并積極投入的過程[1].目前，物理教師專業發展依賴于教育行政部門的教育政策、培訓活動、教學評比等自上而下的方式來驅動的現象比較嚴重.青年教師初入職場，由于缺乏對物理教育的全面認識，專業發展容易陷入“迷茫期”，出現個人優勢無法發揮，自身劣勢無法突破的困境；而中年骨干教師專業發展到一定程度，也徘徊于“高原期”，出現停滯不前、職業倦怠等現象.

創客教育是創客文化在教育中的體現[2]，是一種技術支持的創造學習[3]，是培養學習者，特別是青少年學習者創新素養為導向的教育模式.中國創客教育的興起以2015年李克強總理政府工作報告中所提出的“大眾創業、萬眾創新”口號為標志，并迅速在教育界掀起教育創新變革的浪潮.2015年也因此被稱為創客教育的元年，近幾年經過上至國家層面，下至民間團體的推動，創客教育已呈現出蓬勃發展的趨勢.然而，創客教育教師嚴重缺乏日漸凸顯，師資力量以及創客教育師資結構性失衡已經成為制約創客教育發展的重要因素.

創客教育，教師先行！一方面，創客教育發展的師資瓶頸問題長期難以得到有效解決，另一方面，眾多物理教師專業發展遭遇危機.可以想象，倘若將創客教育的需求問題與物理教師的專業發展問題結合在一起考慮，兩個問題均可現時突圍.因此，站在創客教育的視角看待物理教師專業發展具有理論價值和現實意義.

2 創客教育與物理教師專業發展的關系

現實創客教育實踐中，往往有這樣的錯覺：除了信息技術，其他學科似乎都是創客教育的邊緣學科.以至于創客教育的師資中大部分以信息技術教師為主，其次就是少量的美術、數學、物理等學科教師.而創客教育課程也往往圍繞信息技術來開展，創客教育課程成了信息技術課程的翻版.事實上，創客教育與物理學科有極大的關聯，創客教育與物理教師專業發展密不可分.

2.1 創客教育需要物理教師

(1)創客教育中的物理學科

創客教育為STEAM教育的開展提供了新的有效方式[4]，STEAM是一種融合了科學、技術、工程、藝術與數學學科的教學思想與教育創新模式，創客教育在課程層面是多學科的融合，在中學階段自然離不開物理、化學、生物等學科的支持.物理在科學中占有不可撼動的地位，自然科學的演變大多脫胎于物理學，物理同時也是技術、工程的理論基礎，而物理與數學自古一家.由此可見，物理學科是創客教育中重要的學科內容，具有其他學科不可替代的作用.

(2)創客導師中的物理教師

目前創客教育教師的師資構成中信息技術教師占有絕大多數比例，難覓物理教師的身影，物理教師成為邊緣教師，淪為配角.顯然這是不科學的，一方面，難以形成與創客教育知識體系和能力體系匹配的師資隊伍，影響創客教育的發展；另一方面，可能導致創客教育越走越窄，逐漸淪落為信息技術的發展性教育模式，偏離了創客教育的初衷.因此，物理教師在創客教育教師圈中的壯大是必要的，是不可或缺的.

(3)創客環境中的物理設備

廣義的創客教育環境是支撐創客教育發展的環境，包括物質條件、規范制度以及包括師資在內的其他軟環境.狹義的創客教育環境一般指創客空間.創客空間是一個向人們提供材料、工具的開放場所，它具有加工、制造、合作、交流等功能[5].創客空間中有大量的設備，而且往往以物理設備為主，譬如電子設備、加工設備等，這些設備的使用及操作規程往往參照常規物理實驗室設備，兩者具有較強的繼承性.

2.2 物理教師在創客教育領域的優勢

學者認為物理教師的專業能力包括教學基本功、實驗操作和設計能力、學習總結能力、教育科研能力[6].也有學者結合《高中物理課程標準》提出物理教師專業能力應涵蓋教材解讀與課程開發能力、實驗設計與操作能力、科技活動的組織與指導能力、數理結合能力、信息技術與物理課程整合的能力[7].當然還有其他的劃分方式，但不難發現與其他教師相比，物理教師的專業能力更加全面，更契合創客教育的需要.

(1)技術優勢

物理學的技術特征表明物理教師具有技術背景.任何具有師范教育背景的物理教師在專業化學習的4年里，要接觸的技術涵蓋計算機編程、電子學、信息學、機械學等方面，大學提供各種實驗室來提升物理教師的技術能力，所囊括技術之多是其他學科難以比擬的.

(2)動手能力

動手能力強是物理教師天生的優勢，動手能力不強的教師難以勝任物理教師工作.物理教師經常與物理實驗器材打交道，做實驗的過程進一步提升了自己的動手能力.可以說，物理教師的動手能力與信息技術教師不分上下，可能更占優勢.

(3)科學素養

科學素養由4個方面構成：科學知識和技能，科學探究，科學情感與價值觀，科學、技術、社會.科學素養不是與生俱來的，而是受教育環境的影響.與其他教師相比，物理教師的學習內容與環境必定造就其截然不同的科學素養形成經歷.大學專業學習的4年中，物理教師要像科學家一樣進行科學探索、實踐，這一點其他學科難以比擬.

(4)理論基礎

物理教師的理論基礎是相當深厚的，這與物理學有緊密的關聯.物理教師大學學習期間要學大量的理論物理，而且這些內容往往與創客教育的實踐內容有巨大的關聯，電子創作、機械設計、軟件編程等等都離不開物理理論支撐.

2.3 物理教師在創客教育中實現專業發展

創客教育對于教師而言，給了教師一個根據自己個性開設課程的機會[8]，不僅如此，創客教育還為物理教師創造了更多專業實踐與專業探索的機會，為物理教師專業發展提供廣闊的平臺和個人專業發展的空間，實現教育觀念、專業知識、專業技能的發展.

(1)教育觀念

教師的教育觀念影響教師的教學行為，進而影響學生的成長.創客教育是新時期我國經濟社會發展對創新性人才培養要求而提出的創新人才教育理念.與傳統教育不同，創客教育更注重學生在“做中學”，在意學生創作作品的經歷和最終的實踐成果.培養學生“玩”的天性，這一點與物理教育是不謀而合的.然而，現實物理教育中很多教師的物理教育觀念就是考試得高分，忽視學生物理科學精神和實踐能力的培養.而這一點，創客教育有望扭轉物理教師的教育觀念.

(2)專業知識

創客教育涉及的知識眾多，對教師的知識儲備和知識學習能力要求較高.創客教育過程中，物理教師的專業知識呈現兩種發展態勢，一是向專業知識深度發展，以前沒有接觸的或了解較少的會在創客教育實踐中得到迅速擴充；二是向專業知識的廣度發展，物理教師需要學習其他學科領域的知識，才能在各領域知識的交匯處為學生提供更多的靈感和指導.

(3)專業技能

創客教育所需技能主要包括教學技能、技術能力、課程開發能力、評價能力、科學研究能力等等.創客教育是一個全新的教育實踐場，物理教師可以在沒有任何績效壓力的情況下開展實踐探索，在此過程中培養自身專業技能.譬如探索創客教學法的過程中提升了教學技能，開設創意電子課程的過程中提升了課程開發能力和電子技術應用能力等等.

由此可見，創客教育與物理教師專業發展之間是一種緊密依賴的關系，創客教育為物理教師專業發展提供個性化專業發展空間，開闊教育視野，豐富專業知識，提升專業技能；物理教師是創客教育不可或缺的力量，物理教師的專業發展有力推動創客教育的發展.

3 面向創客教育的物理教師專業發展路徑

傳統發展理念和環境下物理教師專業發展的路徑離不開行動研究和反思[9]，有學者提出了有效途徑是院校培訓、校本培訓、專家引領、課題帶動、課程開發和行動研究[10]，也有學者認為基本途徑為自我引導、觀察與評估、參與發展與改進過程、培訓(繼續教育)、探究式[11].可見，行動研究是物理教師專業發展的重要方式之一，面向創客教育的物理教師行動研究由融入創客教育、發展創客教育和壯大創客教育構成.

3.1 融入創客教育：物理教師的角色擔當

當前創客教育領域亟需改變的現狀是：改善創客教育教師的學科結構，盡可能讓非信息技術教師加入進來，物理教師融入創客教育應有所擔當.

(1)領域舵手

領域舵手，初看起來感覺不可思議，實際上是實現的必然.物理教師優勢明顯，技術過硬、動手能力強、科學素養高、理論基礎深厚，有足夠的底氣成為創客教育領域的舵手，而不是當作陪襯.作為綜合素質較高的一類教師，物理教師在創客教育領域具有一定的統領能力.物理教師成為創客教育領域的舵手，珠海市有很多優秀案例，文園中學的劉偉忠老師、北師大(珠海)附中的王義才老師等都是本學校創客教育的領頭人.

(2)技術能人

信息技術教師編程能力強，但是電路設計、機械設計能力薄弱；數學教師建模能力強，但編程、電子、機械設計等幾乎空白；美術教師設計能力強，但作品智能化的能力弱……這些教師技術均存在瑕疵.而物理教師技術則較為全面，編程、電路設計、機械設計、數學建模等都拿得出手，在當前以技術來開展活動的創客教育來說，物理教師是急缺的技術能人.

(3)科學導師

前面的探討我們知道物理教師具備較高的科學素養，科學探索的精神、技能和行動力在物理教師身上有較為全面的反映.創客教育是培養創新性人才的教育，教師沒有較高的科學素養，難以支撐創新人才的培養.物理教師可以擔當這個角色，成為學成科學道路上的引路人.

3.2 發展創客教育：物理教師的工作要務

制約創客教育發展有3個關鍵要素：創客教育實施的場所——創客空間，創客教育實施的載體——創客活動，創客教育實施的內容——創客課程.物理教師在融入創客教育后，則需借助自己的專業能力來推動這些問題的解決，發展創客教育.

(1)參照物理實驗室建立創客空間

積極開展創客教育需要學校提供創客空間，給學生各種創新造物的機會，為學生提供鼓勵創造、提升學生創新能力的平臺[12]，這與物理實驗室的定位是不謀而合的.創客空間的經費來源、功能定位、建設原則以及布局規劃與物理實驗室有極大的相似之處，物理教師理應利用自己在物理實驗室方面的優勢，對校園創客空間從技術角度進行頂層設計.積極向學校或上級主管部門申請建設經費，協商確定創客空間的功能定位，按照“以人為本，特色發展”的建設原則，從制作區、工具區、零件區、展示區進行布局規劃.

(2)借鑒物理學科活動開展創客活動

物理學科具有大量的實驗探究活動，其中不少學科活動還需要師生自制教具來探究實驗.物理學科活動在某些時候就是一項良構的創客活動.物理教師的活動組織經驗可以遷移到創客活動之中，作為創客活動的參考.譬如，一些學校每年由物理教師組織科技創新活動，這些物理教師同樣可以舉辦類似的創客活動.

(3)借助物理學科教學實施創客課程

高中物理實驗分為探索性實驗、驗證性實驗、基本訓練性實驗、物理常數(物理量)的測定實驗、設計性實驗等[7].雖然這些實驗并不能直接作為創客課程來實施，但是可以為創客課程提供課程基礎、方向和開發的思路.創客教育課程目標在于培養學生“面向問題解決”的核心素養，并且這里的“問題解決”是以數字化設計制造為基本方法[13]，這與物理學科的教育目標具有一致性.因此，在類似的教育目標下，物理教師完全可借助物理課程的經驗來實施創客課程.

3.3 壯大創客教育：物理教師的歷史使命

物理教師的創客教育夢不能僅限于學校內部，物理教師要從創客教育教師邁向創客導師，以負有歷史使命的責任感推動創客教育的發展，包括壯大創客教師隊伍、擴大創客文化影響、豐富創客教育內涵.

(1)在跨學科學習中壯大創客教師隊伍

跨學科學習是創客教育的一大特色，不僅指向受教育的學生，而且關聯作為教育者的教師.跨學科學習既是提升專業能力的重要途徑，同時也是擴大創客教師隊伍圈子的方式之一.通過跨學科學習，可將對創客教育有興趣、致力于創客教育發展的教師匯聚在一起，有助于優化創客教育教師的人才結構，借助更多的教師力量推動創客教育發展.

(2)在跨區域交流中擴大創客文化影響

創客教育發展到一定的階段必定從一個校園影響到另一個校園，從一個區域延伸到另一個區域.從創客教育的發展歷史進程來看，創客教育的發展伴隨著地域的交流擴張.創客教育往往帶有區域實踐的烙印，有優點也有發展中的瓶頸，突破區域地理上的障礙，借助網絡實現跨區域交流，實現區域經驗的優勢互補.伴隨著區域交流互動，創客教育的文化如星星之火迅速燎原.

(3)在跨行業互動中豐富創客教育內涵

創客教育涉及眾多行業，除了教育行業，還有設備廠商、資源廠商等，即使在教育領域內仍細分為學校、電教、裝備等部門，每個行業從自身角度對創客教育有不同的理解.行業互動的優勢明顯，作為教育行業的物理教師在與其他行業交流中，可開闊眼界，加深對創客教育的理解，進而豐富創客教育的內涵，有助于提高踐行創客教育的信心和能力.

4 總結與展望

本文從創客教育角度對物理教師專業發展提供了新的思考方向，創客教育是物理教師專業發展的方向之一，創客教育需要物理教師，而物理教師需要借助創客教育平臺發展專業能力.物理教師在推動創客教育發展的同時也促進了專業能力的飛躍.《教育信息化“十三五”規劃》再次將創客教育寫進國家教育改革的頂層設計，物理教師尤其是青年物理教師務必借助專業優勢參與這場教育改革的浪潮中來，推動創客教育發展，實現專業能力提升.

1 陸永華, 潘華君. 物理教師專業發展的路徑探索. 教師教育論壇, 2015, 28(8):30～33

2 吳向東.創客教育：從知識傳承到知識創造.中小學信息技術教育，2015(7)：16～18

3 萬昆，葉冬連.“互聯網+”教育的變革路徑：創客教育理論與實踐研究.現代遠距離教育，2016(02)：14～19

4 Honey,M.,&Siegel,E.. Proceedings from the Innovation,Education,and Maker Movement Workshop.New York Hall of Science,2010:2

5 饒敏，龍西仔，胡小勇.搭建創客教育體系：從創客空間到創客項目.中小學信息技術教育，2016(07)：60～63

6 李莉. 論高中物理教師的能力. 課堂內外·教師版, 2016(9):67～68

7 陳建. 中學物理教師專業能力的學科解構——基于教師專業標準的分析. 物理教師, 2013, 34(10):4～6

8 吳俊杰.構建創客教育的立體生態.中小學信息技術教育，2015(11)：13～15

9 許雪梅, 何善亮. 教師專業發展的內在機制和有效途徑. 教師教育研究, 2002, 14(5):60～64

10 肖第郁, 謝方明. 新課程背景下教師專業化發展的途徑和策略. 教育學術月刊, 2007(11):73～76

11 阿倫·C·奧恩斯坦, 琳達·S·貝阿爾-霍倫斯坦, 愛德華·F·帕榮克. 當代課程問題. 杭州：浙江教育出版社, 2004

12 梁森山.中國創客教育藍皮書.北京：人民郵電出版社，2016.5

13 陳剛，石晉陽.創客教育的課程觀.中國電化教育，2016(11)：11～17