新思維創課設計及其在教學中的實踐應用 *

袁莉萍

(星海音樂學院 信息網絡中心，廣東 廣州 510006)

目前，教育正在經歷著一場變革。在工業社會向信息社會過渡的當下，以互聯網、云計算、人工智能為代表的信息技術在影響和注入我們的教育系統，智慧教學、云資源平臺、創客空間等等新的教學形式正在促進傳統教學模式向多樣化教學模式轉變。我們正在快速地經歷著從微課、慕課、翻轉課堂到STEAM教育及創客教育的新路程。在這個數字時代，我們不斷地以新的理念去替換舊思維，我們的思維亟需與世界對接，推翻過去已經成為大眾所接受的常識，學會差異化思考才能屹立不倒[1]。因此，創客教育將成為一個新的教學趨勢。

一、創客教育與創課課程

當我們談到創客這個詞，就會聯想到美國麻省理工大學多媒體實驗室和中國的“柴火空間”，有關創客及創客教育的概念描述在學術界已被人們所熟知。以互聯網為基礎建構和高新技術為推動力的新的創意思維，在這快速變化的現代世界里正不斷激發各行各業的創造力。對于教育界，基于互聯網的思維，以倡導學習者和學習為中心的“變革傳統”“全新教學”“眾創、眾幫、眾享”的創客教育開始普及。

2015年，國際知名的《地平線報告(教育版)》預測“創客空間”在未來3年內將是教育技術在基礎教育中的重要進展[2]。因此，創客教育將深刻變革現有的教育模式，并會成為未來的教學手段，高校教師的教與學生的學會展示出智慧的效果。

在我國《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》政策的推出，確定了教育信息化目標新任務。創新的理念、顛覆的思維、甚至是瞬間的思想碰撞，都會讓我們感到科幻的時代可望可及。

創客教育實際上是借助現代信息技術和個人化制造工具、開源軟硬件，實現了由通常的“知、行”統一甚至于是單純的“知”進化為“知、行、創”的統一[3]，是在實踐、創新、協作和分享的過程中形成創客文化的理念[4]，并應用創客的理念與方式去融入并改造學科教育教學[5]。因此，在實施創客教學計劃的同時，要建立一個“用于聚集在一起分享資源和知識，以項目為載體共同工作、相互溝通的現實世界中的實體空間”[6]。一個能有奇思妙想的，具有創造思維的活躍的創課教學設計。

創客所提倡的是大眾化的教育和用戶的創新。目前，在國家政策的鼓勵下，我國的創客在不斷地擴大。人工智能、新能源、新醫療、新文化等都有顯著的成績。因此，大學的創課進入了一個前所未有的開放時代，大學的創課設計也要日新變化。

筆者認為，大學的創課是對未來問題的提出與攻關，是針對問題顛覆性的創新實驗，是新思維跨界知識的融合，是團體智慧的匯聚與發揮，其成果是開放世界的科技主流。那么怎樣的創課設計才能對接創客的既定目標，讓創意的理念提煉出符合市場需求的應用價值及優化其價值，是我們在創課設計的過程當中去思考的，好的創課必須要有新思維來指引。

高等教育的新思維是需要大膽地將科技、藝術、設計多元的要素進行有效地融合。以跨學科、跨界的思維，讓創新的研究切實從實驗室進入社會和生活。因此，創課的設計需要4One，即“一個好的想法、一種精煉設計、一個好的體驗、一個好的轉化”，切實將創意思維到實現創意落地的質的飛躍。

(一)“一個好的想法”

好的想法來源于進步的思想，一個好的意識形態。好想法與好點子要具有時代的前瞻性，專注某個領域的隱性的、潛在的知識，它能引發多元知識的聚集與碰撞。因此，我們要在看似尋常的事件中發現不尋常，歸整清晰的思維脈絡，確定突破口，設計一個完整的教學課程，開拓學習者的探索性思維，創新教學內容與教學課程。例如：麻省理工學院教師內里?奧克斯曼和尹美真開設了一門很受歡迎的課程，叫“跨越規模的設計”。課程講授的設計規模從微生物到天體物理學。課程是以參與型進行設計，通過科學家和學生們的實驗進行深入的研究。他們從新視角出發，尋找和重塑自身的思維方式，通過有趣的課堂——創客實驗室來影響自身，甚至引發科學探索的新影響。

(二)“一種精煉設計”

精煉、準確地將開闊的視野定焦在一個點上，讓其價值在某一個行業、某一個領域中發揮無限量的作用。因此，抓住事物的黃金點、提取事物研究的難點、尋找問題的多個關鍵點，設計教學環節，開發應用價值。例如：《5G通信工程》課程的設置，與時俱進，是當下通信技術的熱點研究，5G技術是實現“萬物互聯”、人工智能、拓展移動教學的重要技術之一，屬于“黑科技”。課程的選題“精確”，編寫的教材根據國際標準“精煉”地設計了大量的實驗案例，在實施教學的過程中運用了云計算技術和云實驗開發的主流技術，利用互聯網和“蜜蜂實訓平臺”搭建了實戰訓練的實驗室，在導師的啟發和學習團隊的互助中不斷掌握新型的技術。

(三)“一個好的體驗”

挖掘學習者的需求與渴望的動力之源，找到能觸發學習者和探索者行動的關鍵環節，以及運作點，通過有趣的實際體驗，準確提升他們的認知，促使他們自覺地、情愿地深入學習，從而激發他們的學習快樂與興趣。例如：廣州樹德創意園以生活館的方式向民眾開放，并與民眾“一起助力中國設計”為目標，為大眾提供“親民好設計”的原創生活用品。生活館內設置了講座區、展覽區，書店、花藝坊、木工坊、咖啡坊、音像區、膠囊旅館8個空間，人們可以隨心發揮自由的靈感，嘗試多樣的設計，通過親身的體驗來詮釋“好好生活”的理念，讓大家懂得創意無處不在，只要勤快地去想，設計就能走進生活日常。

(四)“一個好的轉化”

當一個好的想法、好的點子成為現實的時候，如何把高端的創新思維轉化成高附加值的產品，以及生活的元素，是需要一個有效的轉化平臺。設計一個有效的轉化方案，借助高校、科研機構與企業開展合作或合同研究的轉化形式，或者通過高校設立的科技成果轉化機構實施轉化的形式，才能將新的生產力結果。例如：華南農業大學的項目課程《e村e品》，學生尹然平致力以工匠精神讓農村優質特色食材通過互聯網進入千家萬戶。通過“一村一品”的項目策劃，拿到了廣東粵科100萬元的天使輪投資，然后組建團隊進行農業電商的系統開發，做了校酷網——校園周邊電商C2C。研究了“帶著農民去創業”的運營模式，注冊了廣州迅睿網絡科技有限公司，歷經三年的打拼，將這個項目著實落地。

好的創課應是審時度勢，對未來的新事物要有其敏感度和好的預測，并具有跨界學識的積累，以及具備跨學科教學的融合力，然后 在進行系列化的精煉設計，方能達到好的效果。

二、新思維創課的建構

伊藤穰一認為，傳統的教育是單向、自上而下的知識傳遞模式，是接受另類人教授的知識的過程。而一個人只有將學習和自己的興趣、個人的關系以及可能追求的機會聯系起來時，才會學得好[7]。因此，人們需要不斷地培養一種興趣，一種愛好來驅動自主地乃至終身的學習能力，才能在快速變化的世界里保持自身的優勢。

創課是指服務于創客教育，實施創客教學過程的實體或在線的學習內容，它是創客教育生態的一個重要組成部分，是一種有別于傳統課程設計的新思維課程，是一種具有整合性、研創性、協同性等核心特征的課程，注重知識的融合性運用，倡導問題意識和問題反思，“遵循趣味化、立體化、模塊化和項目化這四大理念”[8]。創客與創課具有共同體中的兩面功能。

如表1所示，創客、創課功能對比表證明創客與創課在功能上既有區別，又有聯系。從以下的對比表分析，創客教育與新思維創課密切相關。當理論進入實踐教學設計的時候，創課是在傳統學科課程的基礎上，引用現代科技、信息技術、教育技術對教學模式進行新的設計而產生的新型課程。創客教育是一種以培育大眾創客精神為導向的教育形態和教育模式，是創課新思維，新的教學方法的有效呈現。創課為我國創客教育的快速、健康發展提供了重要的支撐。

表1 創客、創課功能對比表

目前“DIY創意盛 會——Maker Faire”正在世界急速漫延。從事創客活動的發起人之一戴爾·多爾蒂，根據“至于誰是創造者”的五大特征“跨領域的開發計劃很有興趣；很想了解真實的世界，并做出一些東西來；愛“玩”的特質；愿意與開源社群分享；覺得這世界可以被改善、問題可以被解決、事情可以被改變”，確定了人有天生的創造本能，而我們可以根據這五個特征來設計新思維創課的結構模型，如圖1所示。

圖1 新思維創課的結構模型

新思維創課的模型分為：課程與主題設計、教學情境的設計、教學模式的導入、新概念或物體的產生四個層次，每一個層次都是學習過程中的重要環節。以下的描述是對結構模型圖1的每一個層次進行具體的分解。

(一)第一層：課程與主題設計

創課課程設計的主旨是跨領域、跨學科的設計，是聚焦學科的優質知識，掌握真實的世界，探索未來的預知，開設興趣的主題，建立有趣的可自控的“動感地帶”。好的創課首先是要抓住好的想法來設立主題，然后進行創意的設計。而創意的本意是對存在事物的理解以及認知，并衍生出的一種新的抽象思維和行為能力。因此，教學創意在進行具體設計的時候，將已知的、原有的、預知的元素進行各種形式的排列重組形成一個新鮮的元素，提煉核心的知識點和興趣點作為學習和研究的方向，將問題設定為新的學習主題。然后，通過一個開放平臺，將有共同志趣的學習者和研究者組織起來，有計劃、有針對性地進行知識搜索與整合，互相感知，協作完成學習研究。課程與主題設計分析表是對第一層含意的提煉概括如表2所示。

表2 課程與主題設計分析表

(二)第二層：教學情境的設計

教學情境是教學當中的一個手段。教學情境設計的關鍵，主要是將設計好的主題在教學實施的過程當中充分利用知識的核心點聚焦學生的興趣點，激發他們學習的動力和熱情，促進學習者對興趣問題展開的智力活動，促使他們把知識轉化為技能。

根據教學情境的“懸疑性或活動性、生活性、真實性、復雜性、情感性、典型性、主體性、可變性”[9]的八個特征與各類學科的特點相融合，從八個特征當中選擇與學科相匹配的形式進行重組。通過實驗基地、生活場景、工作坊等實體情境，結合互聯網空間虛擬情境，引入高科技技術，設計線上線下的實體與虛擬的新一代教學情境，并將學習過程中的實驗數據、實驗結果與互聯網上開源社群進行分享、探究，共同解決科技難題，從而實現創新制造者、創新實驗者、創新問題解決者、創新探索者的目的。例如：下頁表3教學情境設計分析表所列舉的科技教學環境設計、醫學類教學環境設計、文藝類教學環境設計等等，由于它們所涉及到的知識領域和學科知識點的不同，使得實體教學情境的設計以八個特征為依據，并根據實際教學需要進行適應不同學科教學的情境設計。

表3 教學情境設計分析

(三)第三層：教學模式的導入

教學模式是“在一定的教學思想或教學理論指導下建立起來的各種類型的教學活動的基本結構或框架，表現教學過程的程序性的策略體系”[10]。隨著互聯網的產生，以及新一代互聯網教學工具的不斷涌現，為以“學生為中心”的教學法提供了技術的保障。根據各類學科的教學目標和應掌握的知識點，創課的教學設計要適應新時代的教學模式。

高校創課的學習主體是成年的本科生或社會行業人士。因此，在設計的理論上以重實踐的超學科教育的STEAM教育理念為依據與支撐，通過集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的綜合教育來逐步挖掘人的探索性思維和抽象思維。對問題的提出、問題的分析、綜合變化的事物不斷地進行集體思想的碰撞，激發學習者潛在的思維動力，從而創造新的物質，如表4所示。

表4 STEAM教育理念與教學模式應用表

以下是對表4 STEAM教育理念與教學模式應用表展開的具體論述。

1.云資源導學與互動的教學模式

自從“互聯網+教育”的理念在實踐教學中展開，以線上線下相結合的混合式教學法在實際操作中得到了良好的驗證。特別是云技術的使用，基于云環境教學的平臺與資源使教學內容更加的豐滿。學習者可通過對云資源的循環獲取，從海量的資源當中提煉信息元并進行加工與再造，并通過學習者間的互動與溝通，建構對新事物的理解，提升自身的判斷能力與創造能力。

2.問題導向與問題闡釋的教學模式

目前，以“學生為中心”課程設計主要倡導問題導入式教學，旨在真培養學生“面向問題解決”的核心素養[11]。梅瑞爾的首要教學原理就提到學習者必須介入解決實際問題，從問題中來。創課就是把各業界不同領域的現實問題找出來，用“跨界”的新思維將各領域的問題進行重新整理，在學習內容和活動實踐中以實際問題為主導，利用反復的實驗和驗證結果來對問題進行新的闡釋，將新發現的知識與經驗應用到新的發明和實際的生活當中去。

3.“頭腦風暴”教學模式

由美國人奧斯本(Osborn)倡導的頭腦風暴法(Brainstorming)是強調集體思考的方法。參加者由專家和學員組成，專家盡可能提出未知的興趣問題，激發學員的創造性，產生盡可能多的設想，并將這些設想、方案逐一質疑，分析其現實可行性的方法。在有關專家的主導下，無限制的自由聯想和討論，不局限思考的空間，鼓勵想出越多主意越好。通過腦力激蕩法，互相激發思考，其目的在于產生新觀念或激發創新設想，形成“群體思維”的創意，最終產生新穎的構思，實現研究成果的轉化。

4.信息重塑與技能拓展的教學模式

為培養團隊合作精神，學習者以小組的形式共同攻關一項問題，首先用系統和統一的計劃方式來收集某一主題的信息。組織分工，將文獻檢索、數據檢索、事實檢索進行排查，尋找出問題的切入點，綜合多元信息，對原有的事物重新認知，對原有的產品進行重新塑造，創新新的技術，與社會各界聯盟，打破瓶頸，為新的研究、新的知識挖掘、新的產品找到突破口，將好的項目進行有機轉化，從而拓展學習者的創造力和融合力。實現社會資源課程化，即把課標要求之外的一些好的資源和服務與學校教育有機對接起來[12]。

(四)第四層：新理念或物體的產生

創課學習的總目標是在新思維主題的引導下，依據STEAM教育理念，經過學習隊員高效的“頭腦風暴”后最終的收獲。學習者以能力為導向，通過創課的學習找到了新問題，深化了新思維，開拓性地發現新事物和開發提取新事物核心價值的新技術，發展新的生產力。并將發明、新制造、新應用與社會進行接軌，通過社會“孵化器”的服務支持，降低學生創業的風險和成本，提高創業成功率，促進科技、創意產品的成果轉化，實現量變到質變的新飛躍。表5列出的創課學習目標與成果產出聯系表闡明了只有設立好的目標，才會有好的產出。

表5 創課學習目標與成果產出聯系表

三、創課教學的運作方式

高等教育強調改革，其關鍵處是課程的改革。2006年美國哈佛大學“核心課程改革方案。這一改革有四大目標：一是培養全球性的公民；二是發展學生適應變化的能力；三是使學生理解生活的道德面向；四是讓學生意識到他們既是文化傳統的產品，又是創造這一傳統的參與者”。因此，創客的最終結果是否能產生好的效益與好的創課有關。于是創客教育開始不斷地探求創課設計的新思路。圖2的創課教學分析，就是對幾個有特色的創課程的設計進行了優課分解。

圖2 創課教學模式分析

(一)運用互聯網資源，聚集共同興趣的學習者

目前，高科技在教育領域的應用越來越成熟。優質的創客平臺和教學平臺以其有償的或無償的方式服務于創客活動和教學活動。這些社會性網絡資源的建立成為創課的技術支撐。在博客、各學科專業網站、微信公眾號、APP上開始聚集共同志向、共同興趣的學習者。他們通過這些平臺合作性研究和開發了實用新型的各項應用。因此，構建一個開放和協作的創客平臺，可以和世界范圍內的創客社區開展合作，分享見解、創意和實踐[13]。同時，要與本地創客保持關系，并贏得創客社區的支持[14]。例如：華南農業大學與極飛學院合作，為培養科技“新農人”，搭建了一個以人工智能技術服務于農業的創新平臺。作為一個創新型知識平臺，極飛學院分為“線上知識服務”和“線下操作培訓”兩部分。學習者通過微信和植保作業APP平臺，可以免費學習無人機和農業生產相關的知識，并通過在線考試的形式獲得線下操作集訓的資格。華農通過與極飛學院共同建立的平臺，聚集了雙方的優質資源，邀請了農業科技專家和實踐者入駐，做到講學與實操相結合，讓這個群體在共同的研討中不斷地改善問題，改良智能無人機的功能，在平臺上分享快樂和心得，與此同時也拓展了新農業的發展之路[15]。

(二)構建在線的互聯創課學習

創課的設計要注重跨學科，以及新科學技術的結合。建設多元技術知識平臺，為不同領域的學習群體提供好的網絡環境、云端的服務、開源的在線教學互動平臺和協同行動、分享與合作的虛擬環境，以及先進的國內外的無償的研究工具和教學工具，為學習者創造低成本的學習機會，有效地進行專業領域的理論知識的普及和創新項目的研究指導。例如：極飛學院的“航空技術與農業”“智能科技與飛行”將智能的無人機及自動化配備，遍及農業生產、農業創業、農業投資和農業學術等領域。目前在線注冊學員超過5萬名，培養了一支農業新生力。華南理工大學與武漢創趣天地教育咨詢有限公司合作，開發了華工啟明星創客平臺，引進了麻省理工學院的少兒科創教育，將“數字制造個人化”理念和全球開放共享資源相結合，專注發展少年科學創新的教育，研發了《光學聲學》《動植物學》《Scratch積木編程》等創課課程和教材，并定期舉行NOC賽事，培養了一群少兒創客。

(三)創課教學實施必備的各項條件

創課教學是一個有著靈活創新思維、明確實現目標、有效實施策略、生機活力團隊的智慧策劃。從以上例舉的極飛學院和華師大學的兩個案例進行分析，其共同點是：由學科帶頭人組建以博士生、研究生為主的穩定團隊，有計劃地將分布在不同地域的優質教師、學科專家、合伙人引進到團隊當中。并充分利用國內外的社會性網絡優質的科技資源和研發的工具，生成線上線下的學習空間，將志趣的參與、研究的分享、有效的制造、高效的傳播、成功的產品的教學目標貫穿教學的始終。終將明確的目標、好的活動設計、低的投入、高效的產出以最佳的執行來實現。例如：華南農業大學與極飛學院的“智慧農業”項目，華南理工大學和武漢創趣天地教育合作的“數字制造個人化”項目，其團隊的帶頭人皆來自行業的歸國學者，團隊成員來自行業的精英。他們將國外的農業航空技術和麻省理工學院“個人制造”為核心的理念結合當下的社會需求進行傳播。通過明確的目標、好的活動設計、低的投入、高效的產出完成創課的教學。

(四)線上線下的創意聯動

創課教學在實施的過程當中，往往是跨越學科、綜合性強的創新實踐。在有效的項目組織、團隊協作下，對創新項目進行方案提出、方案修改、方案提升，最終共同完成真實的任務，通過教學的實驗和產品的實驗。例如：極飛學院與華工啟明星創客者是在線上進行理論的教學，在線下組織極飛訓練營、XAAC“未來農場”、創客集訓營、制造工作坊，導師與智囊團和合作單位進行多次協調溝通，通過實地場所進行“實戰演練”，線上線下產生有效的聯動，讓參與者體驗和分享他們的研究成果。極飛團隊研發的“智能多旋翼飛行控制系統”運用在ERIC植保無人機，學員經過在線的學習和考試才能進入集訓營，在實踐中共同打磨無人機產品。XAAC“未來農場”匯集了極飛科技在各個領域的合作伙伴共同利用機器人、人工智能、新金融等新技術，打造新農業環境。啟明星創客空間以“個人制造”為核心的集訓營，在活動中，教師們為到場的學員提供了人工智能的實驗環境，設計了《涂畫的AR創意畫》將每位參與制作的學員手繪畫美術作品通過AR設備的投放，瞬間變成了活靈活現的三維立體畫作品，讓科技化的制造“觸手可及”。

(五)創課實施的有效轉化

創課教學結合創新項目進行系統的傳教，在項目實施的過程中不斷地迭代產生各種過程性資源和創意作品，是新理念和物品的產生。例如：“精準農業傳感器開發與應用研究”將傳感技術、互聯網技術與農業技術相結合，成功研發了SIPERX2農業無人機控制系統。“航空精準農藥噴灑”的研究將航空技術、人工智能技術、農業技術進行科學的融合，完成了利用P20植保機精準噴灑農藥的新技術。“FAB LAB實驗室”旨在為創客教學提供低成本制造實驗環境。在Fab Lab，以學習者需求為研發引導，培養學生具有制作自己想要事物的思維和能力。通過“創造自己想象中的事務”的渴望激發著學習者的個人創意、個人設計、個人制造。“FAB LAB科創教育體系”在少年科創的教育中越來越深入人心。目前，在全國已有120家合作伙伴成功地引用“FAB LAB科創教育體系”。

四、結語

新思維創課的設計在國內外的教學改革中都產生了深遠的影響。無論是高大上的創客實驗，還是普及型的創客體驗，它們的前題都是需要一個好的創課設計和好的學習空間。因此，“新思維+有趣+有效”的設計，才能吸引學習者和激發學習者創造熱情，使他們在創新的氛圍當中如沐春風，堅持初心，砥礪前行。