饒敏++龍西仔++胡小勇

【摘 要】2015年，“創(chuàng)客”一詞引爆了全中國。創(chuàng)客運動引發(fā)了對教育理念變革的研討。越來越多的教育者開始關(guān)注創(chuàng)客教育，并力圖把創(chuàng)客教育引入學(xué)校。創(chuàng)客教育進學(xué)校需要創(chuàng)建健全的空間平臺、配備齊全的資源工具、構(gòu)建完整的課程組織、提供具體的創(chuàng)造項目。通過分析國內(nèi)外創(chuàng)客教育案例，得出搭建創(chuàng)客教育體系可以從創(chuàng)客空間、創(chuàng)客軟硬件、創(chuàng)客課程、創(chuàng)客項目四個層次進行，同時這四個層次對推廣創(chuàng)客教育具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)客教育；體系；創(chuàng)客空間；課程；項目

【中圖分類號】G434 【文獻標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2016）07-0060-04

“創(chuàng)客”一詞起源于“Maker”，指的是那些基于興趣與愛好，努力把創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的一類人。2015年9月，教育部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》，提到“有效利用信息技術(shù)推進‘眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”?！皠?chuàng)客教育”從廣義上來講，是指以培育社會大眾的創(chuàng)客精神為導(dǎo)向的教育形態(tài)；從狹義上來說，是一種以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者，特別是青少年學(xué)習(xí)者的創(chuàng)客素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育模式[1]。

創(chuàng)客教育是為了培養(yǎng)學(xué)習(xí)者提出、研究、解決問題的能力，它提倡學(xué)生主動探索、批判思考、動手實踐，這也是創(chuàng)客精神所在。創(chuàng)客運動推動了教育理念的變革，越來越多的教育者開始關(guān)注到創(chuàng)客教育，并力圖把創(chuàng)客教育引入學(xué)校。我們認為，搭建系統(tǒng)的創(chuàng)客教育體系包括四個層次：創(chuàng)客空間、創(chuàng)客軟硬件、創(chuàng)客課程和創(chuàng)客項目。

創(chuàng)客空間：搭建平臺

創(chuàng)客空間是一個向人們提供材料、工具的開放場所，它具有加工、制造、合作交流等功能。不同年齡、不同工作領(lǐng)域的創(chuàng)客在創(chuàng)客空間里共享資源、交流學(xué)習(xí)、互幫互助、共同完成創(chuàng)造。目前，創(chuàng)客空間分為三種類型：市場化的創(chuàng)客空間、公益機構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間、教育機構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間，如表1所示。

美國Westport圖書館屬于公益機構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間。公眾可以在該圖書館內(nèi)查找所需資料和書籍、參觀展覽，還可以利用該創(chuàng)客空間合作交流，開展創(chuàng)客項目[2]。創(chuàng)客們可以使用圖書館配置的工具，比如3D打印機，館中的工作人員會教授工具的使用方法，協(xié)助其使用工作完成創(chuàng)造。浙江市溫州中學(xué)DF創(chuàng)客空間則屬于教育機構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間。該創(chuàng)客空間既是學(xué)生的開放實驗室，也是學(xué)生的社團活動室[3]。DF創(chuàng)客空間僅對會員和選修Arduino相關(guān)課程的學(xué)生開放，每周、每月都會定期開展不同的創(chuàng)客活動。在創(chuàng)客空間里配備有桌面型3D打印機、小型焊臺、手持多功能電鉆等工具及材料，學(xué)生們可以在創(chuàng)客空間里交流、合作、創(chuàng)作，共同研究跨學(xué)科的綜合性項目，提高技術(shù)、增長知識。創(chuàng)客空間不僅僅是開放的空間及共享的資源，更多的還體現(xiàn)了一種協(xié)作、分享的創(chuàng)客精神。在學(xué)校中設(shè)置創(chuàng)客空間，為學(xué)生搭建了一個良好的創(chuàng)造平臺和溝通環(huán)境，同時也讓創(chuàng)客教育在學(xué)校當(dāng)中以創(chuàng)客空間作為立足點進一步的推廣創(chuàng)客精神和創(chuàng)客思維。

創(chuàng)客軟硬件：提供工具

1. 開源硬件

開源硬件是與自由及開放原始碼軟件相同方式設(shè)計的計算機和電子硬件[4]。開源硬件設(shè)計者通常會分享詳細的硬件設(shè)計資料以及驅(qū)動開源硬件的軟件開發(fā)工具包給他人參考或?qū)W習(xí)。表2列出了常見的幾種開源硬件。

在創(chuàng)客教育中，開源硬件是重要的創(chuàng)造工具，學(xué)習(xí)者可以利用開源硬件完成相應(yīng)的創(chuàng)客項目，并且從中獲得編程、設(shè)計等方面的知識；硬件的開源也成為了創(chuàng)客們珍貴的資源，他們將自己的想法和創(chuàng)意分享出來，使資源共享共生。

2. 3D打印

3D打印是一種以三維數(shù)字形式構(gòu)造立體物理對象的快速成型技術(shù)，它的工作原理是將3D打印機與計算機連接，通過設(shè)計輔助軟件進行數(shù)字建模，再將數(shù)字信息傳輸給打印機，利用打印機中的絲狀、粉狀或是液體狀的材料以逐層堆疊的方式制作出產(chǎn)品。

弗吉尼亞大學(xué)的格倫和他的專家團隊創(chuàng)立了一個名為“邊做邊學(xué)”的課程計劃[5]，這個課程計劃在一開始給學(xué)生們講述了一個生活在非洲村落的小男孩，他利用廢棄資源和一本關(guān)于能源的書籍，制作他自己的風(fēng)力發(fā)電機。學(xué)生在特定的故事情境之下，利用軟件設(shè)計風(fēng)車葉片和齒輪等零部件，然后通過3D打印機打印出他們自己的塑料風(fēng)力發(fā)電機并進行測試。學(xué)生通過清晰的彩頁圖解了解動能、電流和傳動比等抽象的科學(xué)和工程概念，通過親自動手實踐進一步理解如何利用以上概念。在“邊做邊學(xué)”的課程當(dāng)中，學(xué)生們不斷嘗試、不斷修改，借助3D打印機來完成他們的新方案，直至成功。除了開源硬件之外，3D打印技術(shù)也是創(chuàng)客教育的一個重要的工具資源。3D打印技術(shù)可以將使用者的創(chuàng)意變成可視化的實物，實現(xiàn)個性化的創(chuàng)造。3D打印技術(shù)幫助使用者進一步深化所學(xué)、所思，也讓使用者從不同的角度了解事物的本身。

3. Scratch

Scratch是由麻省理工學(xué)院設(shè)計開發(fā)的一款針對青少年的可視化、簡易編程工具。使用者利用鼠標(biāo)拖動界面內(nèi)的模塊來實現(xiàn)簡單程序的編輯，這些模塊由構(gòu)成程序的命令和參數(shù)組成。寧波市實驗小學(xué)實行創(chuàng)客教學(xué)，該校的五年級每周增加一門綜合實踐課用于開展創(chuàng)客活動[6]。高年級的學(xué)生可以在綜合實踐課上學(xué)習(xí)相關(guān)知識，其余感興趣的低年級學(xué)生也可以在課余時間參加創(chuàng)客社團。該校通過教授學(xué)生使用Scratch這種簡單的編程工具來讓學(xué)生制作數(shù)字作品、搭建機械傳感作品等創(chuàng)客項目。Scratch令原本枯燥難懂的代碼語言變成了簡單易懂的圖形化界面，學(xué)生們學(xué)起來有趣且容易上手。Scratch倡導(dǎo)的理念是想象、編程、分享，通過程序編寫表達思想和情感，學(xué)生可以借助該軟件快速掌握編程技巧，充分發(fā)揮自己的想象力，利用它來進行作品創(chuàng)作。

通過學(xué)習(xí)Scratch等易于上手的可視化編程軟件，能夠訓(xùn)練學(xué)生計算思維能力、鍛煉學(xué)生邏輯思維能力、激發(fā)學(xué)生成為數(shù)字時代的創(chuàng)作者。除此之外，如DFRobot、Makeblock mBot等開源機器人均可利用Scratch來進行編程、控制。Scratch既鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)客思維，也為學(xué)生們進行下一步創(chuàng)造打下了堅實的基礎(chǔ)。

創(chuàng)客課程：融合知能

創(chuàng)客教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生動手、創(chuàng)新、綜合運用科學(xué)知識的能力，而能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的STEAM課程恰巧符合創(chuàng)客教育的理念。STEAM是美國政府提出的教育倡議，其目的是為了加強美國K12關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學(xué)的綜合教育。STEAM教育包含五個學(xué)科：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）和Art（藝術(shù)），強調(diào)多學(xué)科課程融合的教育。德索托西中學(xué)的iSTEAM3D課程集合了學(xué)生在校學(xué)習(xí)的多門學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、工程、橋梁設(shè)計等，學(xué)習(xí)了該課程的學(xué)生會使用3D桌面打印機等工具來創(chuàng)建道路、房屋，創(chuàng)造出自己想象中的城市[7]。他們不僅僅學(xué)習(xí)有關(guān)城市的知識，并且親自設(shè)計模擬城市、布置自來水管道和電網(wǎng)。學(xué)生們通過STEAM課程學(xué)會如何在數(shù)字世界中獲取信息，在真實世界中尋找問題和解決辦法，最后完成、創(chuàng)造屬于自己的創(chuàng)客作品。

在國內(nèi)，主題統(tǒng)合課程、無邊界課程等課程所提倡的融合知能的理念與STEAM類似，這種多學(xué)科融合課程模式，將科學(xué)、技術(shù)、工程、人文、數(shù)學(xué)多門課程融合成一個有機的整體，讓學(xué)生在特定的學(xué)習(xí)情境中提升設(shè)計能力、合作能力、綜合運用能力、問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力。創(chuàng)客教育與STEAM等融合類課程的結(jié)合，使得Scratch、機器人、3D 打印技術(shù)等技術(shù)被引入中小學(xué)的課堂，打開了創(chuàng)客教學(xué)的新局面。

創(chuàng)客項目：動手造物

創(chuàng)客項目體現(xiàn)了創(chuàng)客們的無限創(chuàng)意，借助創(chuàng)客項目可以讓創(chuàng)客們的創(chuàng)造能力物化成為作品，這是開展創(chuàng)客教育有效的途徑之一。不同學(xué)?？梢宰赃x適合的創(chuàng)客項目。以機器人、無人機、樂高等這三種創(chuàng)客項目為例，它們以其開源的特性受到廣大學(xué)生創(chuàng)客的青睞。

北京市第二十四中學(xué)于2014年成立機器人興趣小組，并且每周開設(shè)一節(jié)機器人選修課。2015年5月，該校高一18名學(xué)生開展了“雙光巡線機器人接力賽”的活動課；在活動中，學(xué)生以小組為單位，按照指導(dǎo)老師發(fā)布的任務(wù)指令設(shè)計程序操控機器人。整堂活動課以學(xué)生為中心，教師在旁指導(dǎo)、協(xié)助，學(xué)生獨立開發(fā)、完成自己的創(chuàng)客作品。通過親手組建機器人、編寫程序，學(xué)生提高了自身的動手能力，也加強了學(xué)生之間的合作意識。溫州市籀園小學(xué)設(shè)有航空航天模型實驗室，老師們利用實驗室教學(xué)生學(xué)會無線電遙控設(shè)備的使用、遙控飛機飛行的原理等。籀園小學(xué)少年科學(xué)院無人機團隊于2013年底在老師的指導(dǎo)下通過航拍技術(shù)完成了航拍微電影《鳥瞰籀園》。該團隊常常利用課余時間進行技術(shù)訓(xùn)練，在這個過程中學(xué)生們不僅僅掌握了無人機航拍的技術(shù)，同時也訓(xùn)練了他們的觀察能力、反思能力，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造思維和合作精神。徐州市星光小學(xué)積極開展“樂高機器人社團”活動。每次活動都會設(shè)置一個固定的主題，活動通常以小組的形式進行。學(xué)生們會根據(jù)老師在活動前布置的挑戰(zhàn)任務(wù)來制作相關(guān)的樂高模型。通過這種方法，可以讓學(xué)生初步理解和認識相關(guān)的基礎(chǔ)知識、原理；在解決問題的過程中，學(xué)生創(chuàng)造力、合作能力、交流能力和獲取新知識的能力也會得到提升。

無論是機器人、無人機還是樂高，開展創(chuàng)客項目的最終目的就是“做中學(xué)”。在完成創(chuàng)客項目的過程中，學(xué)習(xí)變得生動、有趣，動手實驗的形式讓學(xué)生們更深刻地理解知識。創(chuàng)客項目讓學(xué)生發(fā)揮出天生的創(chuàng)意力和想象力，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神、解決問題能力、應(yīng)變能力、表達能力、社交能力和造物能力等，同時也為創(chuàng)客教育提供了落地的途徑。

從學(xué)習(xí)金字塔中我們可以看到，采用傳統(tǒng)課堂中的講課方式來傳遞知識，學(xué)習(xí)者收獲甚微；而采用小組討論、實踐練習(xí)、即學(xué)即用等方式進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果更佳。這說明集合作學(xué)習(xí)、探究實踐、創(chuàng)新發(fā)明于一身的創(chuàng)客教育的學(xué)習(xí)效果，要大于傳統(tǒng)的以教為主的教學(xué)模式。創(chuàng)客教育的核心理念是在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)。一個作品的制作和創(chuàng)造，往往需要綜合運用到多種學(xué)科和技能，創(chuàng)客們在探究、實踐的過程中會經(jīng)歷成長和失敗，在這個過程當(dāng)中可以內(nèi)化、鞏固、提升舊知，并且在整合舊知的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)到新的知識和技能。創(chuàng)客教育可以解決當(dāng)前人才培養(yǎng)中存在的高分低能、創(chuàng)新人才缺乏等現(xiàn)實問題，為教育革新提供了新的思路。

在學(xué)校開展創(chuàng)客教育，可以使學(xué)生從傳統(tǒng)的“知識學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)變成為“知識生產(chǎn)者”，幫助學(xué)生更全面地發(fā)展。學(xué)生創(chuàng)客既是學(xué)習(xí)者，又是創(chuàng)造者、設(shè)計者、實施者，所以搭建創(chuàng)客教育需要有健全的平臺、豐富的資源工具、完整的課程組織還有具體的落地途徑。首先，在學(xué)校建立創(chuàng)客空間以形成良好的創(chuàng)客氛圍。創(chuàng)客空間為師生們提供了開展活動、討論交流、實踐創(chuàng)造的場所，同時也使種類繁多的創(chuàng)客工具、資源有了存放的空間。創(chuàng)客空間不僅僅是一個物理場所，它更是創(chuàng)意的“孕房”，思想的“宮殿”。其次，開設(shè)創(chuàng)客課程，利用創(chuàng)客軟硬件如開源硬件、3D打印機、Scratch軟件等輔助學(xué)生創(chuàng)客的培養(yǎng)。借鑒STEAM課程融合模式，開展綜合型創(chuàng)客課程，結(jié)合生活情境訓(xùn)練學(xué)生探索創(chuàng)新、解決問題的能力；在課堂上結(jié)合創(chuàng)客軟硬件的使用，幫助學(xué)生更輕松地完成創(chuàng)造。最后，開展各式各樣的創(chuàng)客項目，讓學(xué)生學(xué)有所用，充分鍛煉學(xué)生的綜合能力，使創(chuàng)客教育落到實處。

注：本研究受國家社會科學(xué)基金教育學(xué)青年課題“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下創(chuàng)造性人才培養(yǎng)模式的研究”（CCA130131）資助。