創客教育：學科視域下提升學生核心素養的路徑探析

申靜潔 趙呈領 李芒

摘要：該文基于對創客教育與核心素養在理論源起、共有屬性、共通的教學設計原則三方面的契合性分析，將核心素養的培養目標融入創客教育，以凸顯創客教育“文化”與“發展”的價值理念。圍繞創客精神的核心，從過程性視角將核心素養劃分為匠技、匠心、匠魂三個維度，并根據學科類別的價值目標，構建基于人文學科之逆向項目式學習的創客教育促進學生核心素養發展路徑與基于科學學科之正向項目式學習的創客教育促進學生核心素養發展路徑，實現科學主義與工具理性的超越。最后，以某小學3D打印之“活字生香”課程為例，闡述基于人文學科的創客教育培養學生核心素養的課程設計與活動組織方式，推進創客教育、核心素養與教育系統的常態化融合。

關鍵詞：創客教育;核心素養;項目式學習;教學設計

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

文章編號：1006-9860（2020）06-0030-07

以效率為目標追求的傳統教育，強調在有限的時間內使學生獲取更多的課程知識，注重知識記憶與應試技能的提升，但對學生知識結構、能力結構的系統性與跨學科思維方法、創新創造的意識態度關注度不高。核心素養從“人”的視角看待學生發展，以知行合一、學以致用的學習方式破解“知識中心”的弊端，通過融有知識的實踐與依托文化的創作，培養知、技、意協調發展的完整的人。創客教育以跨學科的項目式體驗為承載核心素養的途徑，使學生在開放的創物過程中，鍛煉其高階思維能力與創新實踐能力，形成創新、合作、共享的創客文化。科學與人文是創客教育與核心素養共有的學科類別，但不同的學科起點對創客教育培養學生核心素養的路徑選擇具有重要作用。以人文學科為伊始的踐行路徑，是基于文化空間的情境，通過逆向項目式學習的創作體驗過程，使學生在人文底蘊的基礎上培養科學精神，形成以人文為邏輯起點的“人文+科學”的核心素養培育機制。以科學為起始的實施路徑是基于真實問題的情境，通過正向項目式學習的創作體驗過程，使學生以人文的情懷與視野開展科創活動，形成在科學本位的基礎上回應文化傳承的訴求。本研究以創客教育為基點，從核心素養培養的過程性角度，將之劃分為匠技、匠心、匠魂三個維度，通過對二者理論源起、共有屬性、共通的教學設計原則的契合性分析，由人文與科學兩個視角出發，構建學科視域下創客教育培養學生核心素養的過程性路徑，且以某小學3D打印課程中“活字生香”的項目為例，呈現基于人文學科的創客教育與核心素養融合的實踐路徑，既凸顯了創客教育之“發展”與“文化”的內在訴求，也細化了核心素養落地的方法與策略。

一、創客教育與核心素養相關研究的回溯

（一）創客教育研究現狀

創客教育是以實體空間、虛擬空間、文化空間三位一體的立體式學習空間為依托，以項目式學習的探究體驗過程為導向，致力于在開放創新、實踐共享的理念指導下，培養創新人才的新型教學模式，其核心目標是培養學生的創新能力，終極目標是形成創客文化。基于“理念說”的創客教育旨在變革傳統教育，但在實施過程中存在兩方面誤區：一是把三維創新能力狹隘化，使之等同于多元創新思維能力;二是泛化了實體作品的內涵，將之外延為各種形式的學習結果。基于“模式說”的創客教育是以“創客教育是一種成功教育的標準方式”為前提假設，其運用的表現形式有兩種：一種是通過創客教育的一般性學習過程，培養學生以創新能力為重心的問題解決能力、溝通合作能力、技術運用能力等綜合性能力素養;另一種是根據特定的教育理念重構創客教育教與學活動，使學生具備創新創造所需的關鍵能力。但基于“模式說”的創客教育具有較濃重的工具理性色彩，對相關學科知識與人文關懷的關注度較低。基于“工具說”的創客教育被視為實現理想教育目標的手段，以創客教育與學科課程相結合的方式為代表，意在培養學生將相關知識、科學原理和創新實踐有機結合，形成“依理從創”的思維方式與跨界綜合的創新能力。但基于“工具說”的創客教育未明晰不同學科視域下，創客教育與學科課程融合的關鍵結點與實施路徑，且存在重科學、輕人文的課程定位偏頗等問題。因此，基于學科視角的“模式說”創客教育，不僅可以解決創客教育缺知識原理的產品設計問題，也能夠在完成既定培養目標的前提下，為學科學習提供新的實踐路徑。

（二）核心素養研究現狀

核心素養是融知、技、意于一體的復雜心理結構，其培養過程遵從“心靈”的基本原則，學習表現依從“行為”的基本準則。基于整體觀的核心素養培養和基于分解觀的學科核心素養培養是當前核心素養研究的焦點。基于整體觀的核心素養研究，以探析其定義的本質及體系結構的內在關聯為邏輯起點，重構教學系統要素的設計理念與組織方式，構建由學科核心素養至核心素養的過程性培育路徑，和以創客教育、STEM教育為依托的培養路徑。前者雖依據學生發展，以漸進式角度擬定核心素養的培養策略，但需厘清潛在的兩個問題：一是將具有跨學科的核心素養，以具化的學科由同一過程予以提升是否合理;二是從學科核心素養到核心素養質性轉變的機制為何。后者雖為核心素養發展提供良好的載體，但未從創客教育或STEM教育實施過程的角度重組核心素養培養的框架，以致二者的結合處于“貌合神離”的境況。

基于分解觀的學科核心素養是建立在“學科核心素養+……+學科核心素養=核心素養”假設的基礎上，認為當學生具備各學科核心素養后，能夠自主將之融合以形成核心素養。但將以綜合性為單元的能力素養，分解為不同的學科核心素養的可行性、以及學生是否具備天然的跨學科整合能力，以支持其由多學科核心素養升華至綜合性核心素養，是研究者應首先明確的問題。因此，本研究認為核心素養培養可通過以下兩種方法：一種是重構過程性核心素養框架，使之與跨學科的綜合課程的學習體驗過程相結合;另一種是在學科課程學習后開設后設課程，鍛煉學生將獨立的課程知識體系融會貫通的能力，從而具備21世紀個體發展所需的關鍵能力。

二、創客教育與核心素養的契合性分析

（一）建構主義：創客教育與核心素養學習理論的源起

建構主義認為學習是學習者在社會文化互動中，基于已有知識經驗主動建構意義的過程，關注“什么是學習”以及“如何進行學習”的本質問題。核心素養是以具體的知識、經驗、技能為基礎，強調發揮學生的主觀能動性，使之在實踐體驗的過程中生成意義，實現由具象的“雙基”能力向“大概念”“思維方法”的飛躍，關注何種知識和能力對個體發展更具價值性，并注重“文化”對培養學生情意態度的重要作用。創客教育是以項目為主線，以“做中學”為途徑挖掘學科知識、重構知識網絡，使學生形成跨學科思維方式與創新能力，即創客教育認為，學習是通過創造/創新可分享的實體行為進行知識建構的過程。因此，在建構主義學習理論視角下，創客教育與核心素養均認同學習是基于情境的問題或項目，通過協作會話，主動構建知識體系、生成意義的過程，在知識觀、學習觀、師生角色定位、教學活動設計等方面具有內在相關性，表現出明顯的建構主義傾向。

（二）共有屬性：創客教育支持核心素養發展的基礎

跨學科性、遷移性、知行合一的外在特質，和以創新能力為核心、以文化涵養為歸宿的高階能力結構，是創客教育與核心素養的共有屬性。在外在特質方面，首先，跨學科不僅指學科勾連以軟化其邊界，而且應凸顯不同學科內容與知識脈絡的一體化整合，圍繞工程性創客項目，使科學原理、技術應用、文化精神有機融合，為核心素養之整體意義上的“學生發展”提供依托載體。其次，遷移性之于核心素養，要求基于實境性的問題或項目培養關鍵能力，能夠自如地運用于多元場域的社會情境，創客教育可為其創設復雜真實的應用環境，使學生在項目創作中提升遷移能力。最后，創客教育與核心素養均以行為指向的能力培養為目標，將核心素養的目標訴求融于創客教育探究體驗、實踐創新的學習過程，既遵循基于表現的教與學設計要求，也符合知行合一、學以致用的教育理念。

在高階能力結構方面，一是本土化的核心素養以創新能力為核心，與創客教育的核心目標相吻合;二是核心素養之人文底蘊與科學精神，和創客教育之科創精神與創客文化有諸多共通之處，可分別從人文和科學的不同視角出發，基于逆向項目式學習與正向項目式學習的創客教育學習體驗，以匠技、匠心、匠魂的過程性培養策略使學生形成核心素養。

（三）共通的教學設計原則：創客教育提升核心素養的保障

創客教育與核心素養遵從以生為本、全面發展的設計原則設定教學目標、組織教學內容、選擇教學方式、實施學習評價，使學生在融有核心素養的創客活動中形成關鍵能力。在目標理念方面，基于宏觀視角的創客教育與核心素養以個體發展需求為重心，兼顧社會發展需求，從人的角度思考“如何培養人”;基于微觀視角的創客教育之三維創新能力，與核心素養之信息素養、技術應用、創新創造、批判性思維與問題解決能力具有內在一致性。在教學內容方面，核心素養強調“少即是多”的組織原則，注重對知識的深度理解，與創客教育深度挖掘知識間內在關聯與運用方法的設計要求相同。在教學方式方面，創客教育與核心素養均認同群體建構、合作共享的探究式項目學習方法，使學生在同客體世界、同他者、同自身的對話中主動生成意義。在學習評價方面，創客教育與核心素養倡導的多元開放的混合式評價體系，依從以學生個體為單位的縱向評價準則，本著學習過程動態性、多樣性的觀念，從發展的角度審視學生學習效果，關注其審慎自省、自我調控的元認知能力的培養。

三、創客教育促進學生核心素養發展的過程性路徑設計

（一）路徑設計的理論基礎

相較于傳統教育，創客教育實現了由被動接受向主動創造的學生角色轉變、由隱性知識向顯性產品的成果形式轉變、由傳統知識技能向創新能力的核心價值轉變，但其對工具理性與科學主義的過分追求，忽視了創客教育的文化要素對形塑學生表現性行為與內隱性精神的動力作用。核心素養是基于反思性思維與行動，由一系列統整知識、能力、態度的素養構成的統一整體（即：核心素養=（知識+能力）態度），注重人文底蘊與科學精神的文化基礎對學生心靈發展的重要作用。因此，以創客教育為培養學生核心素養的途徑，不僅使基于工具創新的創客教育突顯“發展”和“文化”的潛在重要成分，而且為核心素養之知識、能力、態度的一體化培養提供載體。但二者的結合需解決以下兩個問題：一是如何體現核心素養的過程性，使之與創客教育的學習體驗過程相對接;二是如何充分發揮創客教育與核心素養的文化功能，助力學生形成人文底蘊、科學精神與創客精神。

創客教育之“工匠精神”與工匠素養之匠技、匠心、匠魂有異曲同工之妙，強調由外在行為內化為情意態度的價值取向。核心素養之高于學科的知識技能，既是培養關鍵素養的基石，也是匠人開拓創新的前提。實踐創新、學會學習、合作共享的個體發展素養，是學生秉承開放創新、精益求精的踐行理念，以追求卓越的態度在實踐體驗的過程中形成的，有力地回應了匠心的本質訴求。以文化基礎和責任擔當為歸宿的核心素養，旨在使學生成為具備精神涵養的現代人，注重文化信念的內生和發展，與匠魂之心靈和精神的修養相契合。由此可見，匠技、匠心、匠魂不僅在形式上顯現了核心素養之“雙基層”、方法層、價值層的遞進式培養機制，而且在內容上涵蓋了核心素養的構成組分，且與創客教育之創客素養相吻合，使創客教育與核心素養形成有機的統一體。

本研究以創客教育為出發點，立足于核心素養培養的過程性視角，從匠技（基礎知識、基本技能）、匠心（實踐創新、學會學習、合作共享）、匠魂（人文底蘊、科學精神、創客精神、責任擔當）三個維度劃分核心素養，使其漸進的培養過程與創客教育創新體驗的過程相融合。其中，匠技是創客在依據情境脈絡的項目分析與實踐探究中獲取知識經驗、方法原理、技能工藝，代表了創客的專業能力，強調“做”與“思”、“行”與“知”的有機統一。匝心是創客在項目創作過程中表現的追求極致、創新唯美的價值取向，反映了其陽作的態度、智慧和能力。匠魂是創客對創新的內在追求，關注其在人文底蘊、科學精神、創客精神等方面呈現的理想信念，關注其責任擔當、科創精神與心靈修養。

（二）構建創客教育培養學生核心素養的過程性路徑

逆向項目式學習是通過對已有產品的解構與分析，以倒推的方式挖掘其設計工藝與科學原理，探析可優化的實體構造，運用新的技術方式或創意構想二次設計開發。正向項目式學習以實際需求和現實問題為開端，以順序的方式探究問題解決的可行方案，從無到有地產出完整的項目成品。人文學科之于創客項目是將項目置于適恰的文化空間，在三維創客空間中，通過逆向項目式學習實現科學主義的超越。科學學科之于創客項目是為之提供思維方法與理論支撐，在正向項目式學習過程中生成創客文化，實現工具理性的超越。故而，基于創客教育的文化培植可通過依據人文學科的文化背景培養人文-科學-創客的多元素養、依據科學學科的探究精神協調創客教育的獨特價值與多學科的共有價值以培養科創精神兩種路徑。由此，以學科文化為基軸，以境脈化的項目實踐為脈絡，通過學一仿一創的體驗過程培養學生核心素養是創客教育提升核心素養可行途徑。本研究以此為基礎，依據其學科思維與價值追求，從“自然”學習的角度設計教學活動，構建學科視域下創客教育培養學生核心素養路徑，如圖1所示。

1.基于人文學科的“文化-創作-理性”的核心素養培養路徑

基于文化空間的情境設計。文化空間是指包含人類自主價值、自主意志之內在精神的有限立體環境，強調以融有文化元素的有“情”空間支持學生學習活動。基于文化空間的情境是將學習目標涵蓋的知識與能力置于其中，為實踐活動提供開放性的脈絡指向，認為認知與運用層次的文化活動和精神與修養層次的文化精髓，是在實踐和情境的互動協商中逐漸形成的。因此，基于文化空間的情境設計應遵循以下三個原則：一是強感染力、高沉浸感，以人文學科的工程性內容為背景，通過刺激多感官通道，使學生全方位、多角度、深層次地體味文化內涵，產生價值共鳴;二是具有多元開放的境脈，將多種情境脈絡潛藏于創客文化空間，既為學生創新能力提供培植土壤，也為學生遷移應用能力提升奠定基礎;三是遵循貫一性的設計原則，即文化境脈作為項目實施的線索，應緊密圍繞教學目標、教學內容設定情境的脈絡走向，為學生提供情境式學習支架。

基于逆向項目式學習的創新體驗。該環節是基于文化空間情境的工程性項目，以匠技、匠心維的核心素養培養為目標，使學生以逆推的思維方式分析設計原理，掌握創作所需的基礎知識與基本技能，并在項目開發的過程中具備合作共享、學會學習、創新能力的個體發展素養。立體化的產品感知讓學生從整體上明晰項目內容，以探索式的解構與重組活動，使之在教師支持、自主探究、協同互助的體驗中具備知識應用能力、技術開發能力，習得創作基礎之匠技素養。以新的視角創意構思原型設計，在信息技術與制造技術的支持下，使學生在以反思為中心的創新體驗過程中，培養精益求精的創新態度與匠心獨運的創客智慧，具有創作能力之匠心素養。由匠技至匠心的升華，是對從知識技能到方法態度轉變的過程性表征，注重培育學生21世紀創新所需的內在品質。由此，基于人文學科的創客項目設計需遵從以下兩點設計要素：一方面，創客項目應具備文化趣味的開放性特征，即項目源生于文化情境，以一定的技術手段使靜態的文化流動起來，讓學生能夠多角度、多層級的設計、實施項目;另一方面，項目開發過程應聚焦于一點，文化空間具有彌散的特性，教與學活動需圍繞教學目標與教學內容遴選適切的文化立足點，以此為中心，深入挖掘相關的知識原理。

基于人文學科的匠魂素養培養。匠魂是在匠技、匠心基礎上的自我能力的超越，強調心靈境界、理想信念、內在精神的培養。基于人文學科之核心素養的匠魂培養，即是充分發揮文化對人之精神的浸染力量，以文化喚醒內生的創造動力，以追求卓越的創新行動凝華為人文—科創精神，形成文化—行動—精神的匠心培育之驅動鏈條，注重在科學原理和技術應用的學習過程中凸顯文化的厚度。基于人文學科之逆向項目式學習的匠魂素養提升，其轉化途徑應依從以下原則：首先，從學生感知的視角出發。創設具有共情同理心的文化空間;其次，提供文化情境的對照式個性支持，即將問題困境與情境之項目實踐脈絡相互比照的學習支架;最后，使學生體驗文化項目的全過程，環境渲染是感知理解文化和項目的前提，但價值體系構建是基于完整的實踐過程，因此，項目不一定以設計模型成品為終點，而是以內化該項目所依托的文化精神為終結點，使學生在文化環境的支持下形成匠魂素養。

2.基于科學學科的“理性-創作-精神”的核心素養培養路徑

基于真實問題的情境設計。情境學習理論認為知識具有情境性、動態性、交互性、共享性等特質，學習應在知識應用的真實情境中開展活動，將“學”“思”“行”“用”有機融合，使學生在社會性對話與協作中，通過實踐構建意義，實現從獲得隱喻到參與隱喻的學習方式轉變。基于科學學科的情境設計應聚焦于行為發生的真實世界，將錨點置于應用情境，使呆滯的知識變為動態的知識，并以此為基礎，把面臨的問題困境作為學科知識體系重構的基點與項目學習的線索，為學生高階素養與關鍵能力的培養奠定基礎。科學學科視角下的情境設計應依照以下兩個策略：一方面，需對問題情境進行完整性的表征，輔助學生審查已有知識經驗與情境呈現的概念、實景的適配程度，以便及時化解二者間矛盾，形成客觀正確的認識;另一方面，應反映真實生活情境的復雜多態性，直面現實的復雜性，而非以簡約、清晰的姿態呈現，且應支持而非簡化劣構性困境，為核心素養培養提供外在保障。

基于正向項目式學習的創新實踐。正向項目式學習是在科學理論支持的基礎上，通過開放式問題驅動的協作學習，使學生以正向的思維方式主動探索問題解決機制，通過探究-應用-反思-內化的過程，培養學生以科學創新為主的匠技、匠心素養的動態學習方法。使學生以工程師的身份，從復雜的情境空間中剝離出核心問題，并以此為基準探究解決之道，獲取相關知識與技能以具備匠技素養。在開放性的情境中以互異的視角構思項目方案，以格物致知的創作態度在反思內省、團隊協作中雕琢作品，形成追求卓越的審美志趣與創新創造的智識化能力，從而培養其實踐創新、學會學習、合作共享的匠心素養。因此，基于科學學科的創客項目設計應具備以下特征：首先，兼具生活之經驗世界與課程之知識世界的雙重屬性，使靜態的知識在“做”與“思”的過程中動起來;其次，具有顯著的科學學科性質，核心素養之跨學科能力與高階思維能力培養依賴于科學學科所承載的問題解決之方法與思維模式，且科學精神亦孕育于科學探究與實踐創新的過程之中;最后，存在開放性的未解問題，開放性問題的解決策略存在多種可能，其未解性為學生提供多元的發散空間，是依據科學學科培育核心素養的關鍵舉措。