創客教育研究可視化分析與實踐探索

李可 董利亞

摘 要：創客教育以培養學生的創新實踐能力、激發協同分享意愿、塑造健康人格而受到學校教育的青睞。本研究以CNKI中有關“創客教育”的文獻為樣本數據，運用知識圖譜分析、聚類分析及文獻分析等方法，分別采用CiteSpace等軟件對文獻數據進行知識圖譜可視化分析。聚類分析研究結果表明：創客、創客教育、創客教育教學模式、創客教育內涵、STEAM教育、創客空間、創客課程及創新創業等是該領域的研究熱點，而美國的經驗為當前借鑒分析的熱點。最后，從創客教育課堂教學模式的轉變、師資力量的培育、教育資源的開發與積累、良好激勵機制的創建以及問題解決能力的培養五方面探討常態化課堂下開展創客教育的思考。

關鍵詞：創客教育;創客;創客素養;創新;STEAM

中圖分類號：G4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2019）06-0019-07

收稿日期：2019-06-05

基金項目：南京市教育科學“十三五”規劃課題“組織引領下青年教師發展共同體的實踐研究”（LD-2017-039）;江蘇省社會教育規劃課題立項課題“智慧學習環境下社區教育學習資源的整合利用研究”（JSS- C- 2017027）

作者簡介：李可（1992— ），女，河南周口人，江蘇開放大學教務處助理研究員，教育碩士，研究方向為教育資源、信息技術教育應用等;董利亞（1987— ），男，甘肅定西人，南京市金陵匯文學校一級教師，教育學碩士，研究方向為網絡教育應用、學習評價、信息化教學等。

近年，“互聯網+”、人工智能、區塊鏈、大數據、物聯網、3D打印、微控制器等技術促進了社會產業變革，也促進了教育不斷革新。智慧教育新格局的逐步形成，對學生的數字化生存與創新能力提出了新要求。創客教育（Maker Education）以融合信息技術的創新教育目標正在掀起一股席卷全球的教育變革浪潮。創客教育實現創造與學習的一體化，通過連接真實性情境學習、注重做中學、強調創新創意成果作品產出、注重分享交流等過程，能體驗發現問題、分析問題、解決問題到反思解決問題方案等全過程。創客教育以培養學生的創新實踐能力、激發協同分享意愿、塑造健康人格而受到學校教育的青睞。為了更好地開展創客教育，我們通過采用CiteSpcae等工具分析創客教育研究現狀，了解其研究熱點、知識基礎和突出研究者，探究研究熱點、前沿和趨勢，為常態化課堂下探究創客教育開展模式提供參考和借鑒。

一、研究方法與過程

（一）研究樣本與研究方法

研究樣本來源于CNKI數據庫，以2008—2018年為時間區間，以關鍵詞“創客教育”檢索到1932篇論文，對檢索數據進行篩選，去除無效文獻后共得到1828篇。首先，采用知識圖譜分析、聚類分析、文獻分析等方法，借助CiteSpace可視化分析研究者、作品、關鍵詞聚類等;其次，運用Bicomb對詞頻統計分析其研究熱點;最后，根據分析結果對常態化課堂下如何更好地開展創客教育進行探討與反思。

（二）研究過程

文章的研究過程主要包括以下幾個方面：（1）選擇數據庫，設置檢索條件篩選文獻;（2）運用CiteSpace軟件對所選文獻進行知識圖譜分析和社會網絡分析，并進行可視化輸出：文獻年度、研究作者分布、研究機構分布、研究高頻主題詞、高被引文獻及主題聚類分析等;（3）依據分析結果，結合內容分析法探討創客教育研究熱點、趨勢，反思不足，最后探討常態化課堂下開展創客教育的策略。

二、研究結果分析

（一）相關文獻發表年度分析

對創客教育領域發表文獻的年份與數量進行統計分析可知，該領域研究文獻逐年遞增。對創客教育研究最早的文獻發表于2014年，有16篇，核心期刊文獻僅有3篇，其中傅騫[1][2]2篇、鄭燕林[3]1篇。相較于“創客”領域的研究，創客教育方面的研究出現晚且文獻少。隨后，論文量穩步上升，2015年開始陡增，2016—2017年漲幅較快，2018年增幅減緩。通過大數據預測，2019年創客教育領域論文量也將持續增長，文獻呈上升趨勢。進一步分析篩選的文獻可知：（1）文獻涉及多層次教育領域。主要集中在教育理論與教育管理、高等教育、中等教育、職業教育和初等教育等。這說明創客研究已普及各教育階段，但初等教育階段比例相對較少。中小學也開始進行創客教育的探索與研究，力求進行跨學科教學，實現學科間的深度融合與創新。但從研究層次來說，高等教育研究領域偏重于理論與國際經驗借鑒研究，而中小學研究偏重于實踐，立足從創客空間出發開展創客教育。與此同時，相關主題研究的碩士論文逐年遞增。（2）研究者分散，且持續產出成果少。提取關于創客教育的研究發現，理論學術研究偏多，長期深入從事創客教育且發表成果的研究者不多，高產作者更是不多。經可視化分析發現，麻清香、陳珊、韓芳、王佑美及戴玉梅等人對應的中心節點較大，表明這些作者發表文章的數量較多。生成作者合作圖譜結果表明，作者合作網絡中包含104條邊，網絡整體密度為0.0069，仍然處于較低水平。這表明這些研究者大多以校內合作為主，校外合作關系不明顯，研究力量分散。（3）研究機構合作少。我國有關創客教育的研究主要集中在高等師范院校。其中又以華東師范大學、北京師范大學、陜西師范大學等作為創客教育研究的主陣地。另外，各地區出現的“創客空間”也是創客教育研究的主要基地。研究機構的層次映射出我國創客教育的研究是一種“自上而下”的發展模式，也反映出我國創客教育的研究是先從理論研究再到實踐的一種過程。

（二）創客教育研究熱點分析

關鍵詞通常代表整個領域的研究方向和主題內容[4]。運用關鍵詞共現分析能揭示某個研究領域的研究主題，其中高頻關鍵詞也反映了該研究領域的熱點。[5]本文將有效文獻進行共現分析，通過關鍵詞共現分析得出前30個高頻關鍵詞如表1所示，同時生成創客教育研究文獻關鍵詞分布網絡知識圖譜。

由表1可以看出，除去關鍵詞“創客教育”，高頻關鍵詞主要是“創客”“創客空間”“創新”“高職院校”“創客運動”“教學模式”“STEAM教育”等主題。在表1中，頻次和中心性越大的關鍵詞，在關鍵詞分布圖中關鍵節點的中心節點和字體也越大，則說明它們是該領域內突出的研究熱點。這些高頻關鍵詞揭示了創客教育研究背景、研究對象、研究范圍、涉及領域、培養目標、實現路徑等。如“高職院校”“高校”等關鍵詞反映出學校成為創客教育落實的主要場所。這與國外的社區創客教育有一定區別。我國創客教育的特點為：早期為少數人自發探索;中小學創客教育主要集中在信息技術、通用技術等學科;而高校最初以創客空間、創客社團等形式開展活動，側重于實驗教學、工程訓練、創意設計、科技競賽。隨著硬件設施和移動終端的普及，相關人士開始注重學習App Inventor、Scratch等多種創意趣味編程工具以及樂高機器人，Arduino創客項目，通過這些創客課程培養學習者的信息素養、計算思維、設計思維、創新思維等。

（三）創客教育高被引文獻可視化分析

通過分析按被引頻次降序檢索出18篇高被引文獻，這些文獻成為本領域發展的基礎性文獻，具有極高的引導專業發展的價值，如表2所示。

從表2可知，這些高被引文獻主要集中在2015年，這也從側面說明了2015年是創客教育發展的起步階段，這些文獻是關于創客教育、創客空間及美國創客教育的內容，主要對創客教育內涵、理念以及國外發展經驗進行介紹。同時這些作者都來自高等院校，與前文所述“自上而下”的發展路徑是相符合的，對國內創客教育接下來的發展具有指導意義。

研究主題主要有五個方面：第一，關于創客運動開展的背景。從國際來看，世界創客運動的發展受到第四次工業革命浪潮的影響，尤其是美國創客的影響，包括美國的“創客國家計劃”“高校創客聯盟”等;國內“大眾創業、萬眾創新”背景下，教育部印發眾多文件促進了創客教育的發展。第二，對創客教育概念界定的研究。其中有關于創客、創客教育內涵、本質、產生和發展的探討。其中關于創客教育內涵各學者看法不一，如祝智庭、何克抗、楊現民、鄭燕林等。第三，關于創客教育功能的研究。如楊現民指出“創客教育具有無限的價值潛能”，對個體、國家、社會三個層面的價值實現具有積極意義。[6]張茂聰認為其功能主要是推動個體發展、社會創新、教育改革和生活方式轉變。[7]第四，關于創客教育相關概念之間關系的闡釋，如STEAM教育等。第五，對國外開展創客教育經驗的借鑒，尤其是對美國開展創客教育的介紹，如鄭燕林、李小濤等研究者的成果。其實，除以上高被引文獻所研究的觀點外，還有對創客空間的教育模式研究，對創客教育文獻綜述的研究，對創客教育生態的研究，對創客教育的發展路徑的研究，以及基于實踐開展的關于創客教育的研究，如中小學創客教育教學案例研究和創客課程建設探討方面的研究等。從這些內容分析可以看出，國內對創客教育的研究還是理論多于實踐。高被引文獻可以為我們揭示該領域的研究熱點、研究動態，發現研究中存在的問題，如國內和國外對于創客教育研究模式的區別、理論研究與實踐研究的偏重問題等，這些都為我們探究該領域提供了借鑒和突破口。

（四）創客教育研究主題聚類分析

對檢索到的文獻進行主題聚類分析，可以使我們進一步了解創客教育領域研究的聚焦點和研究取向。本研究通過CiteSpace聚類生成自動聚類標簽視圖，聚類#0的標簽代表創客，聚類#1代表創客教育，聚類#2代表教學模式，聚類#3代表內涵，聚類#4代表STEAM教育，聚類#5代表創客空間，聚類#6代表創客課程，聚類#7代表創新創業。可以說，這幾個研究領域一定程度上代表了當前創客教育的研究前沿。

聚類#0創客。這一聚類主題的關鍵詞是“創客”。美國Make雜志在2005年指出，創客是將使用工具和技術進行生產和創造活動的業余者、愛好家等。“創客”一詞并沒有標準定義，隨著全球對創客的關注，由創客進而推動“創客行動”“創客運動”“創客空間”“創客教育”等一系列研究。這些研究的伊始都涉及“創客”最初的起源。

聚類#1創客教育。創客教育是一種教育形態[8]，支持學生開展基于創造的學習，是我國創新教育發展的新途徑。作為一種聚類，創客教育主要和兩方面研究有關：理論研究與實踐研究。理論研究主要包括創客教育內涵與價值、相關概念（創客教育、創新教育與STEAM教育）之間的辨析、分析國內外關于創客教育的經驗等。實踐研究主要是在實踐中的教學應用研究，主要包括創客教育教學方法、創客生態建構、創客空間建設、創客課程開發、創客教育模式構建探索等。

聚類#2教學模式。創新應用模式和教學方法是創客教育研究的熱點。創客教育中運用的教學模式在關于創客教育的實踐研究和理論研究中都有涉及。由于創客教育有多種教育理論作為支撐，并且創客教育與信息技術深度融合，更強調跨學科整合模式，所以涌現出開展創客教育的多種教學模式探索的研究，如基于問題的學習模式、基于項目的學習模式、學生自主式探究等。如何有效開展創客教育，探討相對應的教學模式顯得尤為重要。

聚類#3內涵。這一聚類主要是關于創客教育內涵的辨析。有關創客教育的概念和內涵，各學者從不同視角都給出了自己的理解。如祝智庭、何克抗、鄭燕林、楊現民等。此外，還有大批研究者對創客教育的內涵有著不同的理解與觀點。

聚類#4 STEAM教育。STEAM教育源于美國，是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）五門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合，使多學科內容組合形成有機整體。

聚類#5創客空間。創客空間為創客教育提供物質和環境支持。教育工作者將所有教學活動在創客空間中貫穿起來，并通過學校課程與社會課程來整體規劃和設計創客課程。創客空間不僅為創客提供了一個空間，而且在這一空間中還必須有硬件資源，創客通過協作運用技術實現創意。對于創客空間的研究主要圍繞探討空間（生態）構建，如雒亮、祝智庭提出融合的線上線下創客空間;國外創客運動發展早于國內，且創客運動“從下向上”發展，部分研究是關于社區創客空間的;另外還有從圖書館視角構建創客空間的大量研究。

聚類#6創客課程。創客課程是推動創客教育真正落實的抓手。與創客課程聚類相關的關鍵詞主要有“STEAM”“課程設計”“核心素養”“表現性評價”“創客課程”“信息技術融合”等。創客課程有別于普通的課程，它是為創客教育服務的，要根據創客教育的特征進行量身定做，是推動創客教育實施的重要載體。多位學者都歸納了創客課程的特征，如楊現民指出創客課程具有整合性、研創性和協同性三個核心特征。研究創客課程不僅有助于創客教育的發展，更符合新課程改革理念，對課程體系的重構具有一定的意義。

聚類#7 創新創業。創客教育有利于培養創造與創新能力，為教育、經濟和政治等領域帶來的創新與變革，有利于培養就業創業能力。與創新就業這一聚類主題相關的關鍵詞為“人才培養”“能力培養”“創新人才”“模式”“應用”等。國家也出臺大量文件推動創客教育，創客運動在教育、文化與商業的廣泛語境下不斷探索自身的實踐價值，尤其與社會創業、學校教育之間的融合形成了學校創客教育模式，通過培育創新型人才創造更大價值。

三、常態化課堂下開展創客教育的思考

作為創客教育的實踐單位，我校初步開展了兩類創客課程：“3D打印”和“開源硬件編程”。“3D打印”基于“3D one” 軟件開設，“開源硬件編程”基于“linkboy”軟件與相關硬件開設，開設形式為學校常態課。通過兩學年的實踐與摸索，積累了部分經驗，也開發了相關的學習資源。在開展創客活動過程中，我們遇到過創客教師能力不足、創客活動資源缺乏、參與人數有限等問題。本文結合創客教育知識圖譜可視化分析成果，并聯系研究者自身在教學實踐中的經歷與成果，反思常態化課堂與普及創客教育的實施策略。

（一）創客教育課堂教學模式的轉變

創客教育不同于傳統課堂教育，其理念在于通過跨學科知識的融合和動手實踐培養人的創新意識、創新思維和創新能力。創客教育自身的特點決定了開展創客教育要有其自身特有的教學模式，如目標的定位不同就決定了課堂教學內容組織方式的不同，從而造成了課堂開展方式的不同，最后對創客教育效果的評價也應改變。這一系列問題要求開展創客教育模式的轉變，促進師生共同發展。（1）明確創客教育目標。目標的確立與創客素養的培養與創新、創造力的提升有關，著力創新型人才培養。創客教育更強調運用知識解決問題，注重培養學生分析問題、設計解決方案、動手解決問題的能力，注重創造思維和創造方法的培養。（2）創客教育項目活動的設計。從目前分析可以看出，開展創客教育最常見的模式就是基于項目的學習，因此要對項目中的學習活動結構、過程、交互和評價等方面進行計劃和設計。主要包括活動項目選題、創客資源提供、活動方案設計、活動規則、激勵措施及創客活動評價等。（3）強調學生參與、協同合作的探究方式。以學生為主，分工協作，教師轉變角色以助學者身份服務學生。在學習過程中應追求學習方式的多樣化，將個人學習、小組學習和全班學習相結合。（4）開展社交化學習。在創客學習過程中增設討論環節，讓學生多表達、多交流、多分享，表述小組設計方案，師生共同評價，開展線上交流路徑，線上線下協同交互。（5）評價方式的多元化。教師作為創客學習中的助學者，要轉變角色適時地提供助學服務，根據個體學習、小組學習和全班學習方式，設置多元化評價方式，不僅注重作品結果的評價，還應進行過程性評價，如設計問題解決方案時，充分調動學生參與，相互評價方案，指出不足，完善方案。教師也應在教學各階段適時進行反饋、點撥，盡一切辦法調動學生的積極性。另外還應關注創客活動過程中學生的表現，讓活動邊緣者回歸活動，融入集體教學中。

（二）進行創客教育師資力量的培育

從文獻梳理來看，我國創客教育起步較晚但發展迅速，對創客教育專業教師需求量較大，配備專業的教師與現實師資力量的薄弱形成矛盾。由于創客教育與傳統課堂教育理念之間的差異，教師在教學中扮演的角色也發生變化，促進教師角色轉變，是開展創客教育刻不容緩的任務。創客教育以學生為中心，教師輔助學生開展創客學習，教師是創客課程的設計者和組織者。

為了更好地促進創客教育的蓬勃發展，我們應該培育一大批專業的創客教育教師。可以通過以下方式培育：（1）創建創客教師學習共同體。開展創客教育更加強調協作，分享資源、分享知識、分享成果，社會交互將成為重要的教與學的形式，有助于教師專業素養的提高。（2）開展校企合作。創客活動是融合多學科知識設計的項目活動。經過兩年的創客教學活動，我們發現學生在創客活動過程中，必然會遇到諸多困難，如知識方面、技能方面、設備（技術）方面、創意設計方面等，都需要專業教師的指導。組建多學科教師參與團隊更有助于推動創客教育的發展，催生更多創客成果，培養效果更顯著。我校在創客教育開展過程中，首先邀請多學科教師參與，其次聘請校外創客團隊對教師進行培訓，讓創客團隊走進課堂，作為助學者與授課教師共同輔助教學。（3）參加各類培訓、比賽，拓寬教師視野。培訓不僅能提高教師的素養，還可與教師分享交流經驗促進發展。（4）對各類創客大賽項目案例進行分析，不僅能提高教師自身的水平，還可借鑒其經驗。（5）訪問國內外優秀網絡創客空間，積累專業知識和經驗。

（三）創客教育資源的開發與積累

（1）打造優質創客空間。不僅有線下實體空間，同時還應創建線上空間，或者借助企業、政府或高校力量共同打造優質的共享創客空間，為創客教育開展提供不同創客工具。（2）創客課程的開發。創客課程對于開展創客教育至關重要，是一項系統工程，涉及內容體系的構建、項目的設計、活動開展的設計、創客教育效果的評價等一系列問題。如選題要有趣味性，體現生活化，與實際緊密聯系。選題的來源應是多樣性的，在教學實踐中，注重開展形式的多樣性，要學生親自動手參與。開展環境中要有多種課程資源的支持，開展方式可以進行創新，如“線上+線下”相融合的混合式學習。要有學習活動設計，評價方式也應多樣化，注重過程與結果相結合、老師與學生協同參與的評價機制。（3）創客項目的積累。每一個項目完成后要進行整理，形成項目庫。要開展反思性活動，形成項目實施過程與總結報告，將創客教育生成的資源進行精品化管理。除自身創客項目的開發外，還應外延項目的來源，對整理到的項目進行再加工、再生成，形成創客學習案例庫，成為后續學習的資源庫。

（四）良好激勵機制的創建

在創客教育實施過程中，不僅教師會遇到多種多樣的問題，而且學生同樣也會遇到多種問題。為了順利開展創客教育，應統籌全局創建良好的激勵機制。在宏觀層面，國家政策支持、企業跟進、學校鼓勵，形成校、企、政各界協同效應，共同推動創客教育的可持續發展。在微觀層面，學校大力支持開展創客教育，建設硬件設施，給予經費支持，落實專業教師進行專業學習，安排固定課時教學，負責創客活動開展。在創客活動過程中，教師應給予明確的激勵機制，如對出色完成作品的小組或個人給予獎勵，對創客作品進行展示，對參加創客競賽獲獎學生給予表彰，等等。

（五）問題解決能力的培養

創客學習有助于培養學生解決問題的能力，但它有別于一般問題的解決流程。其融合跨學科思維、踐行“創新、實踐、合作、共享”理念，在教學模式方面有所突破。通過實踐教學摸索，我校形成了創客教學模式下學生問題解決能力培養路徑：確定創客項目主題—分解項目任務—創設教學情境—設計任務活動—項目反思。這一過程是迭代設計的螺旋式上升過程，但每一步驟中又有學生和教師相關的分工協作，如圖1所示。

隨著人工智能時代的快速發展，社會越來越注重人才的創新能力發展。創客教育運用系統科學視角正在變革教育，不斷改變學習者的思維，促進其適應性知識、能力的發展。這不僅是知識習得方式的改變，更是運用知識解決問題能力的突變。

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（責任編輯 孫志莉 孫興麗）