學校中創客教育的實踐框架

張立國 王國華

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學校中創客教育的實踐框架

張立國 王國華

（陜西師范大學 教育學院，陜西西安 710000）

創客教育集體驗式教學、創新式教學、游戲化教學等多種教學方法的優點于一身，為解決當前教育中存在的學生創新能力差、實踐能力差等問題提供了新思路。現有研究基本處在基礎理論構建的階段，大多針對意義、價值等基本問題的論述，鮮有關于從學校視角研究創客教育進行實踐的內容。在已有研究的基礎上，文章提出從課程體系分解融合、創客空間構建及課程實施、進行綜合評價等三個方面構建學校創客教育實施的基本框架，進一步針對實施過程中可能存在的創客空間建設及管理、教師角色定位等問題進行論述，并提出相應解決思路，以期為相關實踐及研究提供參考。

創客教育；創客空間；實踐框架

引言

“創客（Maker）代表了一類人和一種生活方式。”[1]從廣義上來講，創客教育是以培植大眾創客精神及思維方式的教育；從狹義上來講，創客教育是以現實問題為導向，以培養學生創造素養為目的的教育活動[2]。創客教育既集成了“做中學、項目式學習、DIY（Do It Yourself）和創新教育”等以學生為中心的教育思想，又秉承了“開放創新、探究體驗、動手實踐”的教育理念，其核心思想是“基于創造的學習”[3]。當前，國內有關創客教育的研究主要集中于以下幾個主題：①創客教育價值的分析；②創客教育內涵及特征的分析；③學校創客空間及學習環境的構建；④對創客教育背后的文化根源探究；⑤面向STEM（Science, Technology, Engineering, Mathematics）的創客教育研究；⑥創客教育的實施路徑及實踐模式研究。盡管已有研究為國內創客教育的發展及研究提供了一定的理論基礎，但是教育中的創客活動究竟該如何實施的思路依然不甚清晰。因此，有必要立足于學校，構建創客教育實踐框架，并探究其實施過程中可能遇到的挑戰及其解決策略。

一 創客實踐基本過程

盡管創客的實踐具有不同的表現形態，但是都可以用圖1來表示創客實踐的基本過程[4]。

圖1 創客實踐的基本過程

從最初的創意迸發到產品成型，虛擬與實體的創客空間共同支撐起創客實踐全過程。虛擬創客空間指網絡創客社區、開源社區、眾籌空間等，是處于不同時空的創客之間的聯系紐帶。而實體創客空間是供具有共同興趣愛好的群體進行聚會討論的真實空間，國內比較典型的實體創客空間有柴火空間、上海新車間創客空間等。在實體空間中，興趣團體或項目團體成員可以更加深入地交流創意與想法；不同背景及專業的人群聚集，更加容易迸發出新的靈感；同時，實體創客空間為創客們提供了實踐場所與技術支撐，由此促進創意向產品的轉化[5]。游走于虛擬與實體空間的創客們對產品進行數字化原型設計和加工制作，使產品逐漸成型，通過商業孵化，最后推向市場進行檢驗并進行產品迭代。

二 創客教育實踐框架

“教育是人類特有的更新再生系統，可能是人世間復雜問題之最。”[6]社會創客活動的目標即產品的創新設計與制造具有唯一性。而與之相對應的創客教育活動除了具有一般社會創客活動的目標，還具有培養人的目標。創客教育目標的二維性大大增加了創客教育實踐的復雜性，這就意味著設計與制造行業的創客實踐框架不能直接應用于創客教育活動之中。實際上，學校創客教育實踐框架的構建需要解決三個基本問題：①創客課程如何構建？②創客空間構成要素有哪些及創客空間中的教學實踐如何開展？③綜合的評價體系如何構建？考慮到社會創客行動的已有框架和創客教育的特殊性，本研究嘗試構建創客教育在學校中的實踐框架，如圖2所示。

圖2 學校中創客教育的實踐框架

1 創客課程的構建

傳統課程內容的重組與融合是學校開展創客教育實踐活動的前提。除了學生實踐所必須的技術性課程（如編程、切割、焊接、3D打印、互動多媒體等），學生學科素養類課程也必不可少，因為此類課程才是學生進行創新與實踐的基石。創客教育強調“做中學”、“創造中學”，以知識實踐與創新能力培養為主要目標，學生需要掌握跨學科、跨專業融合性知識，用以解決遇到的問題，傳統課程體系與內容顯然不能滿足創客教育發展的需求，創客教育的發展需要對傳統課程體系做出調整。創客教育需要的不再是具有線性、嚴謹知識體系的課程內容，而是具有非線性知識體系的課程，應該嘗試建立滿足學生解決問題所需求的“菜單式”課程體系，使得學生需要什么就能夠學習什么。“菜單式”的創客教育課程體系無需規模龐大，也無需像傳統課程一樣成體系，只需能夠滿足學生實踐過程中的知識需求即可。

然而，需要考慮另一個問題：喜歡原有知識內容，不愿參加創客實踐活動的學生怎么辦？是否為了滿足實踐能力強、具有創客精神的學生的發展，而忽視其他學生的存在？顯然不是，這就需要在原有課程之外開發一套與原有課程體系相對平行的課程體系。一般來講，創客教育的課程開發有兩種途徑：①根據教學活動開展的需求，開發全新課程；②在原有課程體系的基礎上，對知識內容進行拆分與融合，并依據實踐需求做出適當的改變[7]。兩種途徑各有優劣：前者對課程重新設計能夠脫離原有課程的影響，但是對課程設計及開發人員具有較高要求；后者雖然會受到原有知識體系的影響，但是其開發成本及要求較低。基于此，學校在創客教育課程開發過程中更加傾向于后者。課程內容的拆分與融合，可以從課程內部和課程之間的融合兩個維度進行：從課程內部來講，需要以學校專業教師之間的研討為依托，進行學科體系的分解與重構，打破原有線性的學科知識體系，實現同一課程內不同知識點、不同知識單元、不同層次課程之間知識內容的融合；從課程之間的融合來講，需要組織不同學科專家及教師進行研討，打破學科之間的界限，以學生實踐的內在需求為目標，進行知識體系的重組。融合之后的課程內容應該能夠滿足不同學生進行不同實踐過程中各種類型的知識需求，類似于STEM的課程類型或許能為創客教育課程的變革帶來啟示。

2 創客空間的構成及教學實踐

當前，無論是社會創客空間還是學校教育創客空間都是以線下實體空間為主。隨著教育朝著混合式方向發展，僅有線下實體空間顯然不能有效適應創客教育發展對信息及資源的需求。因此，需要搭建線上虛擬空間作為線下實體空間的延伸，為學習者的線上同步、異步交流提供便利，方便學習者知識內容、創意觀點、創意產品的分享與交流。線上空間往往以云平臺或網絡空間的形式出現，通過設置不同的主題與版塊，發揮不同的作用。然而，就線上創客空間所需設置的版塊、主題、功能而言，基本的網絡空間平臺如博客、QQ空間等都可以實現以上功能。線下實體空間則為學習者提供計算機、3D打印機、開源硬件及軟件開發平臺、手工制造設備、成品案例等，線下創客空間既是學生創客實現創意與靈感的實體場所，也是學生直接獲取教師、專家幫助的場域，是學生實踐的保障。學生、教師、專家在線上與線下相互融合的創客空間中進行交流、協作、分享，創新的文化氛圍逐漸濃厚，因此，創客空間也是一個文化空間。

創客教育空間中教學實踐的實施路徑一般體現在三類不同形態的課程教學實踐之中：常規課程（基礎知識、技能訓練及拓展、創新學習項目）、體驗型課程、競賽型課程[8]。

（1）常規課程的教學實踐

在常規課程中，基礎知識部分包括知識背景、項目實踐知識基礎等內容。在線上虛擬空間中，教師主要進行資源發布、學生知識測驗、學習過程監控，學生則獲取相關知識資源進行討論及測驗；在線下實體空間中，學生進行知識資源的獲取及利用，以及面對面的同步討論，而教師在此指導學習者。

基本技能訓練及拓展部分包括實驗儀器的操作、優秀案例的模仿等。在線上虛擬空間中，教師確定訓練的技能、進行任務分配、資源發布、學習指導等，學生依據訓練及模仿內容獲取技能訓練及模仿的資源案例，同時進行案例分析與異步討論；在線下實體空間中，學生主要根據技能訓練及模仿內容進行案例分析、分工協作、動手練習、項目管理、同步交流等，教師進行任務分配、資源及案例提供、實踐指導等。

創新學習項目是指依托于現有知識體系而具有一定挑戰性的學習項目。在線上虛擬空間中，教師需要適時發布學習項目、對學生學習項目進行指導與監控，學生則需招募項目小組組員，進行小組協作分工、分析案例、項目管理等；在線下實體空間中，學生需要組織項目小組進行面對面討論、協作分工、分析成品及案例、進行學習項目進度及實施的管理，教師及專家再次進行項目實施指導與成品點評。

（2）體驗型課程的教學實踐

體驗創客空間雖然不是實施創客教育不可或缺的內容，但卻極其重要。在基礎知識學習、技能訓練及創新型項目實施之后，組織學生體驗創客產品及創客空間，可使學生設計及實踐的產品更加接近現實世界，并有機會接受專業創客的指導。在體驗創客空間的過程中，學校及教師負責組織及指導學生進行參觀，學生需要提前訪問虛擬的網絡創客社區，尋找興趣點、組建興趣小組，線下參觀創客空間，并就感興趣的內容與創客們進行交流。相關案例也表明，對創客空間的參觀及創客活動的積極參與能夠更好地激發學生的興趣與創新意識，如2013年暑期北京創客空間針對兒童教育發起的主題教育項目“Creatica創意教育”和2014年溫州中學組織學生創客參加上海創客嘉年華的活動等，對學生所在學校創客教育的發展起到助推作用。

（3）競賽型課程的教學實踐

技能競賽是深化學生技能及知識掌握的重要途徑。當前，創客教育中的技能競賽可分為兩種：①既定型競賽是指教師確定競賽的項目，各個小組圍繞給定的項目進行模仿與實踐，如“溫控風扇的設計與實現”；②開放型競賽是指教師給定競賽范圍，興趣小組自助選定競賽內容進行設計與實現，如教師發布“機器人設計”的競賽范圍，項目小組依據自身優勢及興趣選擇不同類型及功能的機器人進行設計與開發。通過綜合項目的設計，不僅能夠培養與考察學生對項目的設計與規劃能力，更能夠培養學生的創新思維能力。在技能競賽部分，教師以專家及指導者的身份出現，進行實踐項目發布及項目實踐指導；學生的行為則以組建項目小組、案例分析、項目設計、資源收集、加工制作、成品展示等為主。

3 綜合評價體系構建

創客活動的開放性及復雜性，使得創客活動的測評變得極具挑戰性。創客教師、學科教師和測評專家之間的合作是解決上述挑戰和難題的可行之道，通過多維度的觀察、追蹤和記錄學生創客活動，可以引導學生通過項目實施實現預定目標[9]。

創客教育的評價方式除了擁有傳統課程的評價方法，還應更加注重對學生協作交流過程、項目完成程度、創意產品的實現以及項目耗費的情況進行綜合評價。協作交流過程的評價需要依據線上線下興趣小組對課堂學習、實踐知識、案例分析、項目管理等內容討論的積極性、深度等多維度進行，同時對學習者在項目完成過程中的參與程度、是否樂于分享等多維度進行充分考慮。產品的實現按照該產品是創新型學習項目還是模仿型學習項目進行綜合評估：模仿型項目依據項目的完成時間、功能實現程度等指標進行評價，創新型項目則主要依據項目的完成時間、成本、效率進行綜合評定。

從更高層面來講，創客教育應當關注兩方面的評價內容：①是否創造了社會經濟價值？主要看學生所參與的實踐項目和實踐產品能否轉化出一定的經濟效益。②在人才培養方面的效果如何？基礎教育領域中的創客教育效果，主要看其培養的人才能否得到高等學校的認可，而高等教育領域中的創客教育效果則主要看其培養的人才能否得到用人單位的認可。

三 實踐中的問題及建議

創客課程的設計、創客空間中的教學實踐及綜合評價體系的構建是創客教育實踐的關鍵內容，但在實踐過程中可能會遇見另外兩個重要的問題：

1 創客空間如何構建與運營？

創客空間是創客教育得以實施的基礎環境，學校創客空間的構建涉及三個關鍵問題：

（1）創客空間建設的資金來源

創客空間的構建與運營要耗費大量的資金。從當前不同學校創客空間的發展來看，其資金來源主要有以下幾個渠道：①學校自籌。學校自籌是創客教育發展資金的最直接來源，也是創客教育能否起步發展的最為重要一步，大量心懷創客夢想的教師往往因為得不到學校資金的支持而止步不前。②引入社會資本。社會資本尤其是風險資本逐漸發現學校創客空間所蘊含的巨大商業價值，大量資本涌入學校創客空間的建設中，為學校創客空間的發展提供了強有力的資金及技術支持。③社會公益力量的介入。社會公益力量的資助是支撐基礎教育創客空間正常運營的重要力量。如溫州中學DF創客空間通過引入社會公益力量促進了自身的發展，不僅獲得了企業捐贈的3D打印機及學習套件，還獲得了社會機構及科研院所的資金用以購買創客設備。

（2）學校創客空間的建設

當前，學校創客空間構建主要分為兩種模式：①集中式的大空間模式，是指建設、運行一個設施和工具等資源齊全的大型創客空間，一般見于資金及技術實力雄厚的綜合性大學；②分布式的小空間模式，即滿足特定創客活動的小型創客空間，常見于一般院校及中小學。盡管不同學校建設的線下創客空間在規模、項目上不盡相同，花費也差別很大，但很多小規模的、花費少的創客空間對校園文化、創新能力和學習效果產生了積極顯著的影響[10]。而創客空間建設依托場地也常見于兩種情形：一種是現有閑置空間的利用，能夠最大限度地實現資源的利用，減少建設成本；另一種是基于圖書館空間的改造，能夠最大程度地發揮圖書館學習知識及資源集散的功能，充分發揮原有知識開放、空間開放的特性。總的來講，兩者各有優劣，但也存在共同之處，即都應滿足以下基本條件：首先，場地要足夠大，當然并不是說越大越好，而是應該能夠容納一些試驗臺、體積較大的加工工具，同時應當具有一定的成品展示空間[11]；其次，提供足夠全的工具，創客空間要正常運行需要配備各種有效的工具和配套元件，同時根據需要不斷更新和完善，以保持創客空間的可持續發展[12]。

（3）創客空間的運營與管理

建設一個創客空間容易，而要做到持續運營卻不容易[13]。創客空間需要制定完善的運營計劃，因為創客空間配有一些帶有危險性的操作工具，如切割機、機床、銑床、通電的試驗臺等，在沒有規范操作指導的情況下存在發生危險的可能性，因此，需要專門教師進行指導。另外，很多學校的創客空間都設有使用權限，僅僅面對特定的專業學生開放。理想的創客空間應該是7′24的開放時間，使得具有特定需求的人能夠實時地參與進來，但是考慮到創客空間全天候開放存在一定困難，因此至少要保證學校正常上課時間能保持開放的狀態。而創客教育所需的大量具有綜合實踐能力的指導教師以及管理人員，對學校教師隊伍的建設形成一定壓力與挑戰。

2 創客教育中教師角色如何定位與發展？

（1）創客教師角色定位

創客教師角色與傳統課程中教師角色有所不同：①創客教師是創客課程的組織引導者。在松散自由的學習空間環境下，教師需要針對良構與非良構知識提供相應的任務支架、技術工具與資源，利用專業化的教學策略引導并輔助學習者創造性地發現問題、分析問題、解決問題。②教師是學習項目的設計者。創客課程的實施以綜合性的項目實施為依托，在項目實踐過程中培養學生的實踐能力與創新能力，因此，設計優秀的實踐項目顯得尤為重要，同時也給教師帶來巨大的挑戰和壓力。③創客教師是創客教育的評價者。在開放性的學習與實踐課程中，對學習者本人及實踐項目的監管與評價極其重要，但也極具挑戰性，因此，探索行之有效的評價方式對學習者進行綜合評估，也將是創客教師的一項重要任務。

（2）創客教師隊伍建設

創客教育的顯著屬性就是其開放性與跨學科性——開放性學習對教師具有較高的要求，加上其跨學科性，決定了個體教師無法有效完成教學的實踐任務。因此，組建教師輔導小組是必然的選擇。教師小組中的成員應當具有不同的學科背景，用以滿足學生跨學科知識的需求。需要說明的是，教師小組成員不一定都是同一所學校的教師——既可以是其它學校的教師，也可以是領域專家。教師來源的多樣化，一方面提升了師資的整體力量，另一方面教師之間的協作以及教師之間的知識結構差異為學生學習的多元評價提供了可能。

不同于以往教育中對教師著重進行教學技能的培訓，創客教育中教師除了接受教學技能的培訓，也應注重多學科背景知識的學習。學科知識的學習不一定要達到專業化程度，只需在學生有需求時能夠給出適當建議。推動創客教師隊伍發展可以從兩方面進行：①積極參與省、區組織的創客教師培訓，使青年骨干教師積極接受創客教學技能培訓，充分發揮其技術骨干的作用；②搭建教師研修工作坊，組織具有相關經驗及意愿的教師進行研討、學習。教師工作坊中的教師擁有不同學科背景，可以相互啟發與幫助，這使得教師研修的過程既是知識及技能提升的過程，也是教師相互交流、共同實現同一學校內或不同學校之間師資力量融合的過程，而師資力量的有效融合往往是實踐的難點。

四 結束語

本研究構建了現有環境與政策背景下學校教育創客的實踐框架，對課程內容、空間構建及教學實踐、綜合評價等創客教育實踐的關鍵點進行了論述。然而需要注意的是，本研究僅僅對學校創客教育實踐過程中的主要問題進行闡述，而對這些問題的重視與解決并不意味著學校中的創客教育實踐就能順利進行。由于教育是一個開放與發展的生態系統，該系統中任何要素之間的關系處理不當，都可能對創客教育的實踐產生掣肘。因此，如何處理好政策、資金、師資、家長等諸多要素的關系來助推學校教育創客的實踐，依然是對學校管理人員能力及智慧的考驗。

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The Practice Framework of Maker Education in School

ZHANG Li-guo WANG Guo-hua

Maker education integrates the advantages of a variety of teaching methods like experiential learning, innovative teaching, games teaching and so on. It provides new ideas for solving the problems of students’ poor ability on innovation and practice that exist in current education. Current research on maker education still stays at the stage of basic theory construction, of which most are devoted to the discussion of fundamental issues such as its meaning and value, and very limited research was found on the practice of maker education from a school perspective. On the basis of existing research, this article proposed a basic framework which include three aspects——curriculum system, Maker space construction and curriculum implementation, comprehensive evaluation. Then, some possible issues in the implementation process was further discussed, such as the construction and operation of maker space, teachers’ role, and so on. Finally, by providing some solutions to these issues, this article expects to offer references for future related practice and research.

maker education; maker space; practice framework

G40-057

A

1009—8097（2018）08—0106—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.08.016

本文為2015全國教育科學“十二五”規劃課題“機器人在中小學創客教育中的應用研究”(項目編號:DHA150287)、陜西師范大學研究生教育教學改革研究項目“遠程教育專題研究”(項目編號:GERP-15-35)的階段性研究成果。

張立國，教授，博士，研究方向為遠程教育、數字化學習研究，郵箱為zhangliguok@126.com。

2017年9月20日

編輯：小西