搭建創(chuàng)客教育體系：從創(chuàng)客空間到創(chuàng)客項(xiàng)目

饒敏++龍西仔++胡小勇

【摘 要】2015年，“創(chuàng)客”一詞引爆了全中國(guó)。創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)引發(fā)了對(duì)教育理念變革的研討。越來(lái)越多的教育者開(kāi)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(jìn)學(xué)校需要?jiǎng)?chuàng)建健全的空間平臺(tái)、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(xiàng)目。通過(guò)分析國(guó)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(xiàng)目四個(gè)層次進(jìn)行，同時(shí)這四個(gè)層次對(duì)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(xiàng)目

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】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(ài)好，努力把創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的一類(lèi)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(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》，提到“有效利用信息技術(shù)推進(jìn)‘眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。“創(chuàng)客教育”從廣義上來(lái)講，是指以培育社會(huì)大眾的創(chuàng)客精神為導(dǎo)向的教育形態(tài)；從狹義上來(lái)說(shuō)，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(wèn)題的能力，它提倡學(xué)生主動(dòng)探索、批判思考、動(dòng)手實(shí)踐，這也是創(chuàng)客精神所在。創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了教育理念的變革，越來(lái)越多的教育者開(kāi)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(rèn)為，搭建系統(tǒng)的創(chuàng)客教育體系包括四個(gè)層次：創(chuàng)客空間、創(chuàng)客軟硬件、創(chuàng)客課程和創(chuàng)客項(xiàng)目。

創(chuàng)客空間：搭建平臺(tái)

創(chuàng)客空間是一個(gè)向人們提供材料、工具的開(kāi)放場(chǎng)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(lèi)型：市場(chǎng)化的創(chuàng)客空間、公益機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間、教育機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間，如表1所示。

美國(guó)Westport圖書(shū)館屬于公益機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間。公眾可以在該圖書(shū)館內(nèi)查找所需資料和書(shū)籍、參觀展覽，還可以利用該創(chuàng)客空間合作交流，開(kāi)展創(chuàng)客項(xiàng)目[2]。創(chuàng)客們可以使用圖書(shū)館配置的工具，比如3D打印機(jī)，館中的工作人員會(huì)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(jī)構(gòu)主導(dǎo)的創(chuàng)客空間。該創(chuàng)客空間既是學(xué)生的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，也是學(xué)生的社團(tuán)活動(dòng)室[3]。DF創(chuàng)客空間僅對(duì)會(huì)員和選修Arduino相關(guān)課程的學(xué)生開(kāi)放，每周、每月都會(huì)定期開(kāi)展不同的創(chuàng)客活動(dòng)。在創(chuàng)客空間里配備有桌面型3D打印機(jī)、小型焊臺(tái)、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(xiàng)目，提高技術(shù)、增長(zhǎng)知識(shí)。創(chuàng)客空間不僅僅是開(kāi)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(gè)良好的創(chuàng)造平臺(tái)和溝通環(huán)境，同時(shí)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(diǎn)進(jìn)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(kāi)源硬件

開(kāi)源硬件是與自由及開(kāi)放原始碼軟件相同方式設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)和電子硬件[4]。開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)者通常會(huì)分享詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)資料以及驅(qū)動(dòng)開(kāi)源硬件的軟件開(kāi)發(fā)工具包給他人參考或?qū)W習(xí)。表2列出了常見(jiàn)的幾種開(kāi)源硬件。

在創(chuàng)客教育中，開(kāi)源硬件是重要的創(chuàng)造工具，學(xué)習(xí)者可以利用開(kāi)源硬件完成相應(yīng)的創(chuàng)客項(xiàng)目，并且從中獲得編程、設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)；硬件的開(kāi)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(lái)，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(duì)象的快速成型技術(shù)，它的工作原理是將3D打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，通過(guò)設(shè)計(jì)輔助軟件進(jìn)行數(shù)字建模，再將數(shù)字信息傳輸給打印機(jī)，利用打印機(jī)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(zhuān)家團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了一個(gè)名為“邊做邊學(xué)”的課程計(jì)劃[5]，這個(gè)課程計(jì)劃在一開(kāi)始給學(xué)生們講述了一個(gè)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(shū)籍，制作他自己的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。學(xué)生在特定的故事情境之下，利用軟件設(shè)計(jì)風(fēng)車(chē)葉片和齒輪等零部件，然后通過(guò)3D打印機(jī)打印出他們自己的塑料風(fēng)力發(fā)電機(jī)并進(jìn)行測(cè)試。學(xué)生通過(guò)清晰的彩頁(yè)圖解了解動(dòng)能、電流和傳動(dòng)比等抽象的科學(xué)和工程概念，通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)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(jī)來(lái)完成他們的新方案，直至成功。除了開(kāi)源硬件之外，3D打印技術(shù)也是創(chuàng)客教育的一個(gè)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(shí)物，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的創(chuàng)造。3D打印技術(shù)幫助使用者進(jìn)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(jì)開(kāi)發(fā)的一款針對(duì)青少年的可視化、簡(jiǎn)易編程工具。使用者利用鼠標(biāo)拖動(dòng)界面內(nèi)的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)小學(xué)實(shí)行創(chuàng)客教學(xué)，該校的五年級(jí)每周增加一門(mén)綜合實(shí)踐課用于開(kāi)展創(chuàng)客活動(dòng)[6]。高年級(jí)的學(xué)生可以在綜合實(shí)踐課上學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，其余感興趣的低年級(jí)學(xué)生也可以在課余時(shí)間參加創(chuàng)客社團(tuán)。該校通過(guò)教授學(xué)生使用Scratch這種簡(jiǎn)單的編程工具來(lái)讓學(xué)生制作數(shù)字作品、搭建機(jī)械傳感作品等創(chuàng)客項(xiàng)目。Scratch令原本枯燥難懂的代碼語(yǔ)言變成了簡(jiǎn)單易懂的圖形化界面，學(xué)生們學(xué)起來(lái)有趣且容易上手。Scratch倡導(dǎo)的理念是想象、編程、分享，通過(guò)程序編寫(xiě)表達(dá)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(lái)進(jìn)行作品創(chuàng)作。

通過(guò)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(jì)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(shí)代的創(chuàng)作者。除此之外，如DFRobot、Makeblock mBot等開(kāi)源機(jī)器人均可利用Scratch來(lái)進(jìn)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(jìn)行下一步創(chuàng)造打下了堅(jiān)實(shí)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(dòng)手、創(chuàng)新、綜合運(yùn)用科學(xué)知識(shí)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(guó)政府提出的教育倡議，其目的是為了加強(qiáng)美國(guó)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(gè)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(qiáng)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(mén)學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、工程、橋梁設(shè)計(jì)等，學(xué)習(xí)了該課程的學(xué)生會(huì)使用3D桌面打印機(jī)等工具來(lái)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(shí)，并且親自設(shè)計(jì)模擬城市、布置自來(lái)水管道和電網(wǎng)。學(xué)生們通過(guò)STEAM課程學(xué)會(huì)如何在數(shù)字世界中獲取信息，在真實(shí)世界中尋找問(wèn)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(guó)內(nèi)，主題統(tǒng)合課程、無(wú)邊界課程等課程所提倡的融合知能的理念與STEAM類(lèi)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(mén)課程融合成一個(gè)有機(jī)的整體，讓學(xué)生在特定的學(xué)習(xí)情境中提升設(shè)計(jì)能力、合作能力、綜合運(yùn)用能力、問(wèn)題解決能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。創(chuàng)客教育與STEAM等融合類(lèi)課程的結(jié)合，使得Scratch、機(jī)器人、3D 打印技術(shù)等技術(shù)被引入中小學(xué)的課堂，打開(kāi)了創(chuàng)客教學(xué)的新局面。

創(chuàng)客項(xiàng)目：動(dòng)手造物

創(chuàng)客項(xiàng)目體現(xiàn)了創(chuàng)客們的無(wú)限創(chuàng)意，借助創(chuàng)客項(xiàng)目可以讓創(chuàng)客們的創(chuàng)造能力物化成為作品，這是開(kāi)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(xiàng)目。以機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、樂(lè)高等這三種創(chuàng)客項(xiàng)目為例，它們以其開(kāi)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(jī)器人興趣小組，并且每周開(kāi)設(shè)一節(jié)機(jī)器人選修課。2015年5月，該校高一18名學(xué)生開(kāi)展了“雙光巡線機(jī)器人接力賽”的活動(dòng)課；在活動(dòng)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(jì)程序操控機(jī)器人。整堂活動(dòng)課以學(xué)生為中心，教師在旁指導(dǎo)、協(xié)助，學(xué)生獨(dú)立開(kāi)發(fā)、完成自己的創(chuàng)客作品。通過(guò)親手組建機(jī)器人、編寫(xiě)程序，學(xué)生提高了自身的動(dòng)手能力，也加強(qiáng)了學(xué)生之間的合作意識(shí)。溫州市籀園小學(xué)設(shè)有航空航天模型實(shí)驗(yàn)室，老師們利用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)生學(xué)會(huì)無(wú)線電遙控設(shè)備的使用、遙控飛機(jī)飛行的原理等。籀園小學(xué)少年科學(xué)院無(wú)人機(jī)團(tuán)隊(duì)于2013年底在老師的指導(dǎo)下通過(guò)航拍技術(shù)完成了航拍微電影《鳥(niǎo)瞰籀園》。該團(tuán)隊(duì)常常利用課余時(shí)間進(jìn)行技術(shù)訓(xùn)練，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生們不僅僅掌握了無(wú)人機(jī)航拍的技術(shù)，同時(shí)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(kāi)展“樂(lè)高機(jī)器人社團(tuán)”活動(dòng)。每次活動(dòng)都會(huì)設(shè)置一個(gè)固定的主題，活動(dòng)通常以小組的形式進(jìn)行。學(xué)生們會(huì)根據(jù)老師在活動(dòng)前布置的挑戰(zhàn)任務(wù)來(lái)制作相關(guān)的樂(lè)高模型。通過(guò)這種方法，可以讓學(xué)生初步理解和認(rèn)識(shí)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、原理；在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生創(chuàng)造力、合作能力、交流能力和獲取新知識(shí)的能力也會(huì)得到提升。

無(wú)論是機(jī)器人、無(wú)人機(jī)還是樂(lè)高，開(kāi)展創(chuàng)客項(xiàng)目的最終目的就是“做中學(xué)”。在完成創(chuàng)客項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)習(xí)變得生動(dòng)、有趣，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生們更深刻地理解知識(shí)。創(chuàng)客項(xiàng)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(tuán)隊(duì)精神、解決問(wèn)題能力、應(yīng)變能力、表達(dá)能力、社交能力和造物能力等，同時(shí)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(lái)傳遞知識(shí)，學(xué)習(xí)者收獲甚微；而采用小組討論、實(shí)踐練習(xí)、即學(xué)即用等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果更佳。這說(shuō)明集合作學(xué)習(xí)、探究實(shí)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(gè)作品的制作和創(chuàng)造，往往需要綜合運(yùn)用到多種學(xué)科和技能，創(chuàng)客們?cè)谔骄俊?shí)踐的過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷成長(zhǎng)和失敗，在這個(gè)過(guò)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(shí)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(shí)問(wèn)題，為教育革新提供了新的思路。

在學(xué)校開(kāi)展創(chuàng)客教育，可以使學(xué)生從傳統(tǒng)的“知識(shí)學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)變成為“知識(shí)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(jì)者、實(shí)施者，所以搭建創(chuàng)客教育需要有健全的平臺(tái)、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(kāi)展活動(dòng)、討論交流、實(shí)踐創(chuàng)造的場(chǎng)所，同時(shí)也使種類(lèi)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(gè)物理場(chǎng)所，它更是創(chuàng)意的“孕房”，思想的“宮殿”。其次，開(kāi)設(shè)創(chuàng)客課程，利用創(chuàng)客軟硬件如開(kāi)源硬件、3D打印機(jī)、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(kāi)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(wèn)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(kāi)展各式各樣的創(chuàng)客項(xiàng)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(shí)處。

注：本研究受?chē)?guó)家社會(huì)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。