基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式構(gòu)建與評價研究

王一敏，高 言，蔡福旭

(廣東第二師范學院 教師教育學院，廣東 廣州 510303)

0 引言

基于當今技術(shù)發(fā)展日新月異的現(xiàn)實和創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的需求，以學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)造思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的創(chuàng)客教育得到了廣泛應(yīng)用。教育部關(guān)于《加強和改進中小學實驗教學》的意見中提出要通過創(chuàng)客教育提升學生的觀察能力、動手實踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的創(chuàng)新精神、科學素養(yǎng)和意志品質(zhì)[1]。《教育信息化2.0行動計劃》中也提出要加快建設(shè)創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)客空間等智能學習空間，完善實驗教學與創(chuàng)客教育的教學體系，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革[2]。由此可見，創(chuàng)客教育作為信息技術(shù)與教育教學相融合的一種新型教育模式，能夠為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供支撐。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，中小學將創(chuàng)客教育引入課程體系，通過基于項目的學習讓學生將興趣化為現(xiàn)實，科學造物，鼓勵分享，以提高學生解決問題的能力和協(xié)作能力。但是在評價過程中，教師往往只對學生的最終產(chǎn)品進行評價，忽略了對學生創(chuàng)新能力的評價，導(dǎo)致學生在創(chuàng)客教學活動中向“示范品”模仿與呈現(xiàn)傾斜。同時由于課堂時間不足，學生的思考與交流時間變少，創(chuàng)新能力受限。因此，為了提高學生的創(chuàng)新意識，打破固有的思維定勢，亟需重構(gòu)創(chuàng)客教育課堂，建立以學生創(chuàng)新能力評價為核心的創(chuàng)客教育評價體系，提高學生利用工具創(chuàng)造產(chǎn)品以解決實際問題的能力。

1 研究綜述

國內(nèi)外研究者根據(jù)創(chuàng)客教育“在做中學”的根本特征，提出要對創(chuàng)客教育整體實施效能和學生綜合能力進行評價，倡導(dǎo)教學評價的多元化。何克抗[3]認為創(chuàng)客教育要同時重視“物質(zhì)產(chǎn)品”與“精神產(chǎn)品”的評價；祝智庭等[4]指出創(chuàng)客教育應(yīng)探索基于結(jié)果的評價和基于過程的評價方法相配合的績效測評機制，注重量化與質(zhì)性相結(jié)合。

部分研究者根據(jù)相關(guān)理論，構(gòu)建了技術(shù)支持下的創(chuàng)客教育評價機制：如楊緒輝和沈書生[5]基于對“教育鑒賞與教育評論”理論的剖析，構(gòu)建了創(chuàng)客教育的“鑒賞與評論”評價模式，從技能、意志情感、自我認知、合作溝通、責任擔當、創(chuàng)新創(chuàng)造等6個方面展開評價；楊曉彤等[6]通過基于設(shè)計的研究方法，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)空間支持的中小學創(chuàng)客教學模式，從創(chuàng)客作品、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能等4個維度對學生的創(chuàng)客作品進行評價[6]；申靜潔等[7]將創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能的多重評價維度與教師評價、組內(nèi)評價、組間評價、學生自評的多元主體評價方式相融合，通過計算學生的言行比例值、創(chuàng)新能力狀態(tài)值，使學生的創(chuàng)造性技能與態(tài)度以量化的形式呈現(xiàn)[7]。還有部分研究者將創(chuàng)客教學法應(yīng)用于不同的科目教學中，利用教學評價提升學生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新素養(yǎng)，如盛魁等[8]將創(chuàng)客式教學方法應(yīng)用于概念抽象、論知識難以理解的計算機類專業(yè)核心課程中，構(gòu)建知識模型，將程序設(shè)計思想融入創(chuàng)意項目中，產(chǎn)出教學成果，通過教學成績測量計算機類人才的創(chuàng)造能力。綜合上述研究發(fā)現(xiàn)，研究者們對于創(chuàng)客教育中學生創(chuàng)造力的評價大多關(guān)注創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維、創(chuàng)作技能等方面，缺少以學生創(chuàng)造能力為核心的評價模式。因此，本研究通過尋找學生在開展創(chuàng)客教育過程中的創(chuàng)新思維和創(chuàng)作技能的契合點，挖掘創(chuàng)造力在學生作品中的表現(xiàn)。

2 基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式構(gòu)建

2.1 創(chuàng)客教育的一般教學模式

創(chuàng)客教育的核心是讓學生在做中學，通過思考、探究、交流等過程進行設(shè)計與制作，完成創(chuàng)客作品，從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的目的。在創(chuàng)客教育的實施過程中，教師往往采取基于項目的學習方式，以一個特定的任務(wù)為中心(具有一定的探究難度)設(shè)計教學活動，讓學生通過分組協(xié)作共同完成探究任務(wù)。在教學實踐過程中，高金麗[9]以活動教學理論為基礎(chǔ)，設(shè)計了創(chuàng)客教學流程，即“情懷故事引入—簡單任務(wù)模仿—知識要點講解—拓展任務(wù)模仿—創(chuàng)新激發(fā)引導(dǎo)—協(xié)同任務(wù)完成—成功作品分享”；崔向平等[10]以項目學習理論為指導(dǎo)，設(shè)計了六階段創(chuàng)客實踐流程，包括選定項目、制定計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價；于寶東[11]利用 Scratch 創(chuàng)意編程軟件構(gòu)建了基于創(chuàng)客教育的小學信息技術(shù)教學模式，包括情景啟發(fā)、作品展示—觀摩展示、探究作品—任務(wù)模仿、構(gòu)思創(chuàng)意—任務(wù)分層、激發(fā)創(chuàng)新—小組合作、動手操作—創(chuàng)意實現(xiàn)、作品分享—創(chuàng)意評價、歸納反思等階段。

綜合上述學者的研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)客教學通常以作品的制作與呈現(xiàn)為目的，從生活中的實際問題出發(fā)，組織學生以團隊協(xié)作的形式進行思考、探究與創(chuàng)造，并通過展示和評價不斷完善優(yōu)化作品，加深學生對知識和方法的理解與運用。因此，在實施教學的過程中，教師應(yīng)選擇適合的案例，從問題出發(fā)，創(chuàng)設(shè)教學情境，幫助學生分解教學任務(wù)，將解決問題的方法轉(zhuǎn)化為具體的實踐步驟，創(chuàng)建交流共享、互動協(xié)作的學習氛圍，組織學生進行作品展示。同時，教師也應(yīng)注意學生創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，引導(dǎo)學生從不同角度看待問題，提出不同尋常的想法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。由此，本研究總結(jié)出創(chuàng)客教學的一般流程包括：情境創(chuàng)設(shè)—任務(wù)分解—方案重構(gòu)—創(chuàng)意交流—作品展示—評價反思。

2.2 CAT技術(shù)支持評價評價創(chuàng)客教育作品

同感評估技術(shù)(Consensus Assessment Technique)是Amabile于1982年提出的評價創(chuàng)造力的一種方法，評價的主要依據(jù)是評價者對創(chuàng)造力的內(nèi)隱標準，即某個領(lǐng)域內(nèi)專家們對于一個作品評價的一致性[12]。Sternberg在20世紀80年代提出，人們對創(chuàng)造力是有共識的，即人們具有共同的內(nèi)在評價標準，他稱之為創(chuàng)造力的內(nèi)隱理論。同感評估技術(shù)正是以創(chuàng)造力內(nèi)隱理論為基礎(chǔ)，讓評價者根據(jù)自己的理解，對產(chǎn)品或反應(yīng)的創(chuàng)造性作出獨立評價[13]，在評價過程中，評價者必須熟悉評價的領(lǐng)域，在瀏覽過所有需要評價的作品之后，再根據(jù)作品的相對水平對創(chuàng)造性高低作出評價，整個過程以隨機順序進行。

同感評估技術(shù)適合評價具有新穎性和開放性的作品，這些不需要明確的標準答案，能夠用于評價與問題解決等有關(guān)的作品[14]，從而進行創(chuàng)造性測量，這與創(chuàng)客作品的評價要求不謀而合。因此，CAT技術(shù)能夠支持評價學生在創(chuàng)客制作過程中的創(chuàng)造力表現(xiàn)。

2.3 基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式構(gòu)建

根據(jù)創(chuàng)造力內(nèi)隱理論，本研究假設(shè)每個學生都是評價者，能夠?qū)?chuàng)客產(chǎn)品的功能、特征作出評價，找出產(chǎn)品的不足之處，并以此為出發(fā)點，提出改造產(chǎn)品的思路，以目標為導(dǎo)向，開展基于項目的學習。因此，本研究設(shè)計了以“創(chuàng)設(shè)情境，展示成品—創(chuàng)意交流，開展評價—方案重構(gòu)，協(xié)作探究—作品展示，二次評價”為主線的教學流程，結(jié)合2輪評價開展基于問題的探究學習，從功能角度出發(fā)，讓每個學生都成為主動創(chuàng)造者，如圖1所示。

圖1 基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式

堅持以解決問題為核心。創(chuàng)客教學往往采取基于項目的學習方式，在教學過程中問題解決是牽引學生從方案設(shè)計到項目完成制作的關(guān)鍵，教師需要引導(dǎo)學生分解目標，規(guī)劃解決方案，明確問題解決的過程，設(shè)置與學生認知過程沖突的“問題”，為學生的創(chuàng)造力思維培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

展示成品重構(gòu)制作思路。為了激發(fā)學生的創(chuàng)造思維，教師從成品出發(fā)，目標導(dǎo)向，設(shè)計學前評價環(huán)節(jié)，幫助學生建立完善作品的思路，鼓勵學生從不同角度出發(fā)設(shè)計改造方案，制定解決步驟。在這個過程中，教師需要為學生的改造方案提供工具支持，分階段細化任務(wù)，引導(dǎo)學生主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，進而形成解決問題的思路。

分工協(xié)作完善設(shè)計方案。在探究階段，為了幫助學生完成方案的設(shè)計，教師可以提供跨學科的方法和工具，鼓勵學生積極試錯，并將試錯結(jié)果分享給其他學生，不斷修正學生的觀點，引發(fā)更深入的思考，培養(yǎng)學生辯證思維。

兩輪評價助力創(chuàng)造思維培養(yǎng)。一輪評價完成后，教師組織學生進行產(chǎn)品交流，總結(jié)產(chǎn)品的不足之處，引導(dǎo)學生從產(chǎn)品功能改善角度出發(fā)，重新設(shè)計改造思路，開展探究活動。在功能展示過程中，組織第二次評價，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維與創(chuàng)新精神。

3 基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式評價

本研究選擇樂高MINDSTORMS頭腦風暴機器人課程，利用其有效的軟件應(yīng)用和教材資源開展創(chuàng)客探究活動，通過應(yīng)用基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式，驗證實驗效果。在實驗過程中，每六名學生被分為一組，以“機器人改造”為主題，開展創(chuàng)客實踐。

課程開始后，教師先向?qū)W生展示機器人的各種手臂裝置，邀請學生進行示范，組織第一輪評價活動，讓各個小組評出功能型“最佳機器人”，并對問題性機器人進行點評，為學生創(chuàng)設(shè)探究情景，鼓勵學生進行創(chuàng)意交流，提出不同的改造方案。在探究過程中，為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，教師不限制作品的類別，鼓勵學生利用不同的傳感器積極參與，并提供工具支持組裝。同時，教學團隊深入到每個小組，觀察學生的交流與實踐情況。作品制作完成后，教師組織學生進行展示，開展第二次評價，并設(shè)置“最優(yōu)展示”“最佳創(chuàng)意”“最強裝置”等多個獎項，提高學生的積極性。

在創(chuàng)客教育的實施過程中，為了完成產(chǎn)品的創(chuàng)造，學生主動利用技術(shù)與工具進行學習與應(yīng)用，形成新的思想、理論、方法及設(shè)計，并將其化為實物，產(chǎn)生了實際的精神產(chǎn)品或物質(zhì)產(chǎn)品。因此，基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學評價模式應(yīng)包括對實際的物質(zhì)作品和精神產(chǎn)品的評價。

物質(zhì)產(chǎn)品包括產(chǎn)品的外觀、性能、質(zhì)量以及實用性。在外觀方面，主要強調(diào)產(chǎn)品各個器件的安裝是否完整、邊緣是否整齊、整體是否美觀、是否符合人們的視覺心理；性能主要強調(diào)產(chǎn)品的性質(zhì)和功能是否完好、是否能夠流暢完成展示、每個部件是否都發(fā)揮作用；質(zhì)量主要強調(diào)學生作品的優(yōu)劣程度，實用性則更突出強調(diào)產(chǎn)品的適用性，是否能夠在某一領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。

精神產(chǎn)品則是學生在制作過程中所形成的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新意識是創(chuàng)客教育有效開展的開端，是學生在學習過程中主動進行創(chuàng)造的動機，也是開展創(chuàng)客探究活動的前提。本研究認為創(chuàng)新意識包含創(chuàng)作意圖、創(chuàng)作熱情、創(chuàng)作表現(xiàn)3個二級指標，主要考查學生在創(chuàng)造時目的和想法是否一致，動機是否強烈，是否能夠根據(jù)創(chuàng)造意圖完成創(chuàng)造過程。創(chuàng)新思維是一種高級的認知與應(yīng)用能力，由發(fā)散思維、邏輯思維、形象思維、直覺思維、辯證思維、橫縱思維等6個要素組成，旨在讓學生突破傳統(tǒng)束縛，通過頓悟等心理過程形成新的思想、理論、方法。其中辯證思維、橫縱思維是為了提高創(chuàng)新思維的品質(zhì)與效率，本研究強調(diào)學生能夠主動在創(chuàng)客探究活動中拓展思維，產(chǎn)生“新”的方法，對創(chuàng)新思維的品質(zhì)不做要求，故考慮將其刪去，提出創(chuàng)新思維對應(yīng)的二級指標為發(fā)散思維、邏輯思維、形象思維、直覺思維，分別考查學生是否能夠針對問題提出多樣的解決方法，且解決方法是否具有可行性，是否能夠積極利用工具表達想法、完成創(chuàng)造過程。創(chuàng)新能力是指學生將思想、理論、方法及創(chuàng)新設(shè)計轉(zhuǎn)化為實踐的能力，主要包括問題的提出、方案的可行性、技術(shù)的使用過程、探究活動的活躍性等，對應(yīng)的二級指標為問題解決、技術(shù)運用、作品展示能力。

綜上所述，得出基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式評價指標，如表1所示。

表1 基于CAT技術(shù)的創(chuàng)客教學模式評價指標

4 研究結(jié)論及意義

在高度信息化的時代，學習者不僅需要掌握知識的概念和應(yīng)用，還需要能夠深度加工知識信息，培養(yǎng)創(chuàng)造思維。因此，在信息化教學背景下，教師需要激發(fā)學生多視角思考問題的意識，讓學生明晰并利用不同學科知識尋找多種解決問題的途徑，提升其發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。本研究以創(chuàng)客教學為案例，設(shè)計了以“創(chuàng)設(shè)情境，展示成品—創(chuàng)意交流，開展評價—方案重構(gòu)，協(xié)作探究—作品展示，二次評價”為主線的教學流程，通過基于項目的學習方式讓學生大膽嘗試、熱情分享，以提高學生的創(chuàng)新意識和協(xié)作能力。

在創(chuàng)客教學過程中，學生利用技術(shù)與工具形成了新的思想、方法及設(shè)計，并將其化為實物，產(chǎn)生了實際的精神產(chǎn)品或物質(zhì)產(chǎn)品。為了評價產(chǎn)品用于運營的功能及服務(wù)，本研究選擇對學生所創(chuàng)造的產(chǎn)品開展物質(zhì)和精神方面的評價，包括產(chǎn)品的外觀、性能、質(zhì)量以及實用性，以及學生在制作過程中所形成的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。通過開展兩輪評價，學生對產(chǎn)品進行了充分總結(jié)與改進，鍛煉了學生從不同角度進行設(shè)計與改造的能力，完善了創(chuàng)客產(chǎn)品的功能，培養(yǎng)了學生利用技術(shù)與方法創(chuàng)造產(chǎn)品與工具以解決實際問題的能力。