美國創(chuàng)客教育教材分析

閆寒冰 單俊豪

摘要：在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的大背景下，創(chuàng)客教育被作為一種有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力的重要教育模式引入到中小學(xué)教育之中。而作為這種教育模式重要載體的教材，則是彰顯創(chuàng)客教育品質(zhì)的重要標志。教材中所含納和傳遞的教育理念與教學(xué)模式，將在很大程度上影響創(chuàng)客教育的人才培養(yǎng)實效。研究表明，我國創(chuàng)客教育的相關(guān)教材有較強的“技術(shù)本位”傾向，而在思維品質(zhì)與創(chuàng)造能力的提升上均缺乏應(yīng)有作為。為此，該文以美國INTEL ENGAGE項目推出的“Design and Discovery”（簡稱為DD）教材為例，從該教材的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)活動四個維度，對DD教材進行定量與定性相結(jié)合的分析，得出該教材具有教學(xué)目標多元化、注重能力導(dǎo)向；教學(xué)內(nèi)容實用化、注重創(chuàng)客原生領(lǐng)域的知識挖掘；教學(xué)活動多樣化、關(guān)注創(chuàng)客常態(tài)化的運作模式；采用基于項目的學(xué)習(xí)與基于設(shè)計的教學(xué)方法，聚焦學(xué)生過程性知識習(xí)得四個層面的分析結(jié)論，并以此做基礎(chǔ)為我國的創(chuàng)客教材研發(fā)提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教材；教材分析；創(chuàng)客教育

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、引言

學(xué)者們對于創(chuàng)客教育的表述有不同的角度。如我國學(xué)者楊現(xiàn)民指出：創(chuàng)客教育是一種融合信息技術(shù)，秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗”教育理念，以“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式和以培養(yǎng)各類創(chuàng)新性人才為目的的新型教育模式；華東師范大學(xué)教授祝智庭認為：廣義上，創(chuàng)客教育是以培育大眾創(chuàng)客精神為導(dǎo)向的教育形態(tài)；狹義上的創(chuàng)客教育是一種以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者，尤其是青少年學(xué)習(xí)者的創(chuàng)客素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育模式。又如美國“創(chuàng)客教育行動”（MEI）（2014）直接指出：創(chuàng)客教育旨在通過校內(nèi)教育與校外教育連接，推動創(chuàng)客空間建設(shè)以發(fā)展各種創(chuàng)客項目，激發(fā)孩子們的興趣、信心和創(chuàng)造力，讓每一個孩子成為創(chuàng)客。

以上表述雖然用語不同，但都直接或間接地提到創(chuàng)客教育是通過一定的過程來培養(yǎng)參與者的創(chuàng)客素養(yǎng)，而要實現(xiàn)這一目標，需要一套完整的、系統(tǒng)的課程體系，這對于創(chuàng)客教育的開展起著舉足輕重的作用。在實踐層面，溫州中學(xué)謝作如老師設(shè)計了一整套Arduino創(chuàng)意編程課，通過對開源硬件Arduino的創(chuàng)意編程提升學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)；北京景山中學(xué)吳俊杰老師將Scratch作為創(chuàng)客教育的教學(xué)載體，學(xué)生通過模塊化的編程方式自由發(fā)揮創(chuàng)意，完成創(chuàng)客作品。在理論研究層面，陳剛認為，創(chuàng)客課程的內(nèi)容應(yīng)基于真實問題的內(nèi)容生成，創(chuàng)客課程的主要學(xué)習(xí)方式是基于設(shè)計的合作學(xué)習(xí)，應(yīng)以“單元設(shè)計”和“表現(xiàn)性評價”取代“課時主義”和“成就檢測”成為新的課程設(shè)計和教學(xué)評價的核心理念；王辭曉等人通過實驗研究法提煉出創(chuàng)客教育課程實踐過程中應(yīng)注意的問題：根據(jù)學(xué)生的編程基礎(chǔ)設(shè)置不同的難度梯度，同時加強對知識針對性的講解和輔導(dǎo)。

作為創(chuàng)客課程的物化載體，創(chuàng)客教材也備受關(guān)注。目前我國針對中小學(xué)的創(chuàng)客教育教材大多通過一系列開源電子產(chǎn)品項目制作的形式培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和編程能力，而Arduino、樹莓派、Scratch、3D打印機等多元化的編程和設(shè)計環(huán)境也為中國的創(chuàng)客教育教材提供了豐富的教學(xué)資源。然而，美中不足的是，大多數(shù)創(chuàng)客教育教材的編寫者過分關(guān)注開源電子設(shè)備操作使用方面的教材研發(fā)，而忽略了學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)客素養(yǎng)的培養(yǎng)。祝智庭教授認為：創(chuàng)客素養(yǎng)是指創(chuàng)造性地運用各種技術(shù)和非技術(shù)手段，通過團隊協(xié)作發(fā)現(xiàn)問題、解構(gòu)問題、尋找解決方案、并經(jīng)過不斷的實驗形成創(chuàng)造性制品的能力，在實踐過程中也需要注重對學(xué)習(xí)者人際溝通、團隊協(xié)作、創(chuàng)新問題解決、批判性思維和專業(yè)技能等多方面能力的培養(yǎng)。可見，創(chuàng)客素養(yǎng)并非單純局限在培養(yǎng)學(xué)生靈活使用各種開源技術(shù)的能力，更是一種集合創(chuàng)新性、社會性、綜合性，以“全人”教育為培養(yǎng)目標的多元化素養(yǎng)。創(chuàng)客教材既需要開源電子軟件和硬件等新技術(shù)作為創(chuàng)作基礎(chǔ)，更需要多元化的教學(xué)方法和活動，以便在教學(xué)中培育學(xué)習(xí)者多元化的創(chuàng)客素養(yǎng)。

本文通過研究INTELENGAGE項目出品的“Dedgn and Discovery”（以下簡稱DD）教材的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)活動，總結(jié)該教材的設(shè)計與研發(fā)經(jīng)驗，旨在為我國創(chuàng)客教材研發(fā)工作提供可行性建議。

二、研究設(shè)計

INTEL ENGAGE的DD教材通過鼓勵學(xué)生的工程類動手及設(shè)計活動，來提升他們在科學(xué)工程方面的知識和問題解決技巧。這一教材非常適合在課外時間開展動手活動的非正式學(xué)習(xí)。本文作者親自體驗了該教材的主體教學(xué)模塊，并作為英特爾項目專家團隊成員深度研討了該教材在中國創(chuàng)客教育中應(yīng)用的價值。

本研究所涉及到的教材分析方法主要參考華南師范大學(xué)課程教材研究所高凌飚于2001年發(fā)表的一篇《教材分析評估的模型和層次》學(xué)術(shù)論文。該文提煉的教材分析模型吸取了國際上教材分析的成功案例，如：英國的蘇薩克斯方案、美國休斯頓大學(xué)察貝塔等人提出的理科教材分析程序方案，具有較高的借鑒與引用價值。結(jié)合對DD教材的具體分析，本文擬從教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)活動四個維度，對DD教材進行定量與定性相結(jié)合的分析。

教學(xué)目標層面主要解釋該教材在知識層面、技能層面、情感層面對學(xué)生的多元化培養(yǎng)規(guī)劃。教學(xué)內(nèi)容層面主要挖掘教材所蘊含的各類知識及知識體系的科學(xué)性、討論知識與學(xué)生認知水平的適切程度，同時歸納知識問的內(nèi)在聯(lián)系。教學(xué)方法層面聚焦教材所依托的知識傳遞方式和教學(xué)理論以及相應(yīng)理論的教學(xué)應(yīng)用。教學(xué)活動層面主要通過量化的方法考察DD教材采用的活動豐富性。

三、研究結(jié)果——描述性分析

（一）教材概述

DD是美國INTEL ENGAGE項目推出的一套免費的動手探究式科學(xué)教材。該教材已經(jīng)成功應(yīng)用于美國很多中小學(xué)的課外拓展活動、夏令營素質(zhì)拓展活動以及少數(shù)常規(guī)課堂教學(xué)活動中，取得了不錯的教學(xué)反響。該教材通過項目學(xué)習(xí)，為11～15歲的青少年構(gòu)建有意義的項目和問題情境，學(xué)生置身于項目中，以“小工程師”的角色感受和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)性的產(chǎn)品設(shè)計和工程學(xué)知識；運用創(chuàng)新思維工具培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思考能力；通過大量的動手實踐和反復(fù)思考構(gòu)建一套系統(tǒng)的、富有創(chuàng)造性的問題解決方案；通過一系列系統(tǒng)、迭代的教學(xué)活動賦予學(xué)生工程學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)知識以及良好人際溝通能力和表達能力。該教材所采用的教學(xué)方法和教學(xué)活動充分體現(xiàn)了美國實用主義教育家杜威提出的“做中學(xué)”思想，學(xué)生在豐富的實踐中實現(xiàn)知識到能力的有效轉(zhuǎn)化。該教材聚焦學(xué)習(xí)、實踐、創(chuàng)造、創(chuàng)新的創(chuàng)客培養(yǎng)過程，其教學(xué)方式和理念符合創(chuàng)客教育的培養(yǎng)目標，可作為美國創(chuàng)客教育教材的范本進行分析。

（二）教材教學(xué)目標分析

1.知識目標

DD教材選取了物理學(xué)和工程學(xué)中的基礎(chǔ)性、實用性知識，旨在為學(xué)生思考、設(shè)計、創(chuàng)作的過程鋪墊理論性知識。

2.技能目標

技能目標主要從動手操作性技能、思維技能、社會性技能三方面考量。

動手操作性技能指學(xué)生在實驗操作和實踐過程中獲得的經(jīng)驗性和操作性知識的能力。在DD教材中，學(xué)生的實驗探究活動和實踐操作活動非常頻繁，為操作性技能的目標實現(xiàn)提供了充分的空間。

思維技能是指學(xué)生有效運用創(chuàng)新思維的能力。在DD教材中，有關(guān)創(chuàng)新思維的工具嵌入學(xué)習(xí)活動之中，使思維技能的錘煉得以實現(xiàn)。

關(guān)于社會性技能的定義可謂眾說紛紜，美國心理學(xué)家桑代克認為，社會技能是處理人與人之間相互交往的能力，包括正確認識自己和他人、了解社會規(guī)范、與人和諧相處的能力；另一種定義認為社會技能是與他人溝通、理解他人、結(jié)交朋友、表現(xiàn)出被眾人接受的行為、自我表達、處理問題、根據(jù)所處社會環(huán)境行事并與他人建立良好關(guān)系的能力。以上兩個頗具代表性的定義共同體現(xiàn)了學(xué)生的社會性技能表現(xiàn)在人際溝通、人前表達、處理問題、完成規(guī)范化社會活動四方面。DD教材摒棄傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法，將豐富的教學(xué)活動引入課堂中。通過小組討論增強學(xué)生的人際溝通能力；通過定期的組內(nèi)和班級展示活動提升學(xué)生的人前表達能力；將學(xué)生置身于問題情境中以增強學(xué)生處理問題的能力；通過戶外調(diào)查活動以規(guī)范學(xué)生的社會化活動。

3.情感目標

DD教材旨在通過實用性強的教學(xué)內(nèi)容、多元化的教學(xué)方法和多樣化的教學(xué)活動給予學(xué)生生活中體驗知識、設(shè)計作品、收獲能力的樂趣，傳遞反復(fù)迭代、精益求精的設(shè)計態(tài)度，讓學(xué)生愛上設(shè)計、愛上創(chuàng)新、愛上生活。

（三）教材架構(gòu)與內(nèi)容分析

1.教材架構(gòu)

該教材被分為6個模塊：Understanding the Design Process（理解設(shè)計過程）、Engineering Fundamentals（工程學(xué)基礎(chǔ)）、Thinking Creatively（創(chuàng)意思考）、Making，Modehng，and Materializing（模型制作與作品實物化）、Prototyping（產(chǎn)品原型制作）、Final Presentation（終極報告）。6個模塊又下設(shè)18個小環(huán)節(jié)，每個小環(huán)節(jié)又分為3～4個具體活動，具體內(nèi)容架構(gòu)詳如下表所示。

通過分析發(fā)現(xiàn)，DD教材是以“工程類作品設(shè)計”為核心，圍繞工程類作品設(shè)計流程展開，以靈感與創(chuàng)意啟蒙一作品的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計一作品的迭代反饋與研發(fā)為主線進行教學(xué)內(nèi)容的鋪設(shè)與邏輯展開。

2.教學(xué)內(nèi)容

DD教學(xué)內(nèi)容以產(chǎn)品設(shè)計的10個環(huán)節(jié)作為主線進行設(shè)計與鋪陳，知識內(nèi)容包含學(xué)科知識和思維知識兩個層面。

（1）學(xué)科知識層面

以產(chǎn)品設(shè)計的十步流程為主線推進學(xué)科知識內(nèi)容，主要圍繞工程學(xué)與物理學(xué)基礎(chǔ)性內(nèi)容展開。其中物理學(xué)內(nèi)容包括電學(xué)和力學(xué)兩部分。電學(xué)內(nèi)容涵蓋：電路的基本組成要素，電路的三種狀態(tài)：通路、短路、斷路，歐姆定律，八段數(shù)碼管的使用；力學(xué)內(nèi)容涵蓋：力與功的概念，認識簡單機械與復(fù)雜機械，機械設(shè)備中能量的存儲與轉(zhuǎn)化。工程學(xué)知識內(nèi)容覆蓋較廣，包含材料性質(zhì)及選取，復(fù)雜機械系統(tǒng)的不同層次結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品模型與原型的概念區(qū)分與設(shè)計。

（2）思維知識層面

主要涵蓋兩種創(chuàng)新思考方式：Scamper創(chuàng)意思維法、Activity Map創(chuàng)意挖掘法。教材以具體問題情境為教學(xué)腳手架，將兩種創(chuàng)意思考方式融入學(xué)生創(chuàng)意靈感挖掘和思考的過程中，從思維層面提升學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

（四）教材教學(xué)活動分析

該教材的一大亮點是將知識融入豐富的課堂及課外活動中，學(xué)生通過小組協(xié)作、動手實踐等活動形式獲取多元化技能。通過分析DD教材教師手冊的所有教學(xué)活動分析，歸納出了除教師提問活動和學(xué)生思考回答問題外最主要的八種活動。分別是：小組討論活動、戶外實踐活動、交流展示活動、實驗探究活動、動手實踐活動、調(diào)查研究活動，課堂觀察活動、課堂閱讀活動。以計數(shù)統(tǒng)計的方式對各種活動出現(xiàn)的頻次進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)該教材中采用的八種活動方式一共出現(xiàn)161次。出現(xiàn)頻次最多的是小組討論活動（65次）和動手實踐活動（26次），分別占總活動次數(shù)的41%和16%。活動出現(xiàn)頻次和占比詳如圖1所示。

通過量化的活動數(shù)據(jù)能夠直觀地看出：DD教材的活動采取多樣化模式。活動的多樣化有助于學(xué)生多元能力的培養(yǎng)。大量的小組討論活動能夠給予學(xué)生發(fā)表自己意見的機會，同時培養(yǎng)學(xué)生聆聽他人意見，取長補短的學(xué)習(xí)態(tài)度；動手實踐活動將相對抽象的概念實物化、具體化，讓學(xué)生直觀感受和理解物理和工程學(xué)知識；交流展示活動分為組間交流和班級交流，學(xué)生需要將自己的想法和設(shè)計通過語言、概念圖的方式呈現(xiàn)給其他同學(xué)，在一次次展示中不斷磨練自己在人前講話的能力；實驗探究活動旨在讓學(xué)生通過實驗的方式掌握知識，同時掌握實驗探究的基本方法，為日后的設(shè)計研究工作打下基礎(chǔ)；課堂觀察活動主要鍛煉學(xué)生的觀察能力和對事物細節(jié)與特點的把控能力；調(diào)查研究活動和戶外實踐活動將學(xué)生放置在社會大環(huán)境下，通過觀察社會環(huán)境中的事物和與陌生人的溝通提升學(xué)生的社會能力；DD教材在每個環(huán)節(jié)都為學(xué)生提供了豐富的延伸閱讀文章，學(xué)生通過閱讀文章進行自學(xué)活動，提升學(xué)生的自學(xué)能力。

（五）教材教學(xué)方法分析

DD教材的另一亮點在于與教材內(nèi)容相適應(yīng)的教學(xué)方法。統(tǒng)觀整本教材，DD教材最突出的兩種教學(xué)方法是基于項目的教學(xué)和基于設(shè)計的教學(xué)。

1.基于項目的教學(xué)

基于項目的教學(xué)將學(xué)生放置在一個有意義的項目環(huán)境中，旨在讓學(xué)生通過對一個特定項目的問題發(fā)現(xiàn)、問題分析和問題解決來實現(xiàn)教學(xué)目的。DD教材采用的項目式教學(xué)法特別關(guān)注學(xué)生的個性化選擇。該教材首先將學(xué)生的創(chuàng)新思維激發(fā)出來，讓學(xué)生自行確定專屬項目，在整個學(xué)習(xí)過程中都圍繞著自己的項目展開知識探索，這種個性化的項目式學(xué)習(xí)法能夠讓學(xué)生的創(chuàng)造力得到最大化提升；同時，項目的個性化會引發(fā)知識的多元化，因此學(xué)生在交流過程中也能夠?qū)W到除自己項目外的更多知識。

2.基于設(shè)計的教學(xué)

基于設(shè)計的教學(xué)，是一項以學(xué)習(xí)目標為準則基于項目的教學(xué)活動。基于設(shè)計的教學(xué)流程包括：給出挑戰(zhàn)性任務(wù)或問題，發(fā)散學(xué)生思維——思維整合，將所學(xué)知識回憶并整合，設(shè)計符合要求的作品——迭代性設(shè)計，讓學(xué)生明確設(shè)計是一個迭代的過程，需要再通過新獲得的信息對作品加以修改和再設(shè)計。DD教材開篇就告訴學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計的十個環(huán)節(jié)，從靈感挖掘到成果展示完全符合基于設(shè)計的教學(xué)流程。同時，該教材的第十二節(jié)“模型的規(guī)劃和測試”中專門用來啟發(fā)學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計是一個迭代的過程，需要根據(jù)新的信息隨時優(yōu)化自己的作品；在第7節(jié)“3R問題識別理論”中，也將學(xué)生對Revisit（重新回顧）、Research（調(diào)查）、Refine（精煉）的認知作為教學(xué)目標，旨在讓學(xué)生通過迭代設(shè)計的思想不斷完善自己的作品。

四、研究結(jié)論

通過對DD教材的研究，筆者認為DD教材在以下幾個方面有突出的特點。

（一）設(shè)置適恰的學(xué)習(xí)目標，體現(xiàn)創(chuàng)客教育獨特價值

DD教材將工程設(shè)計創(chuàng)造相關(guān)的專業(yè)知識習(xí)得，操作性技能、社會化技能、設(shè)計思維技能的錘煉，以及對創(chuàng)新創(chuàng)意的熱愛、對設(shè)計作品精益求精的態(tài)度養(yǎng)成設(shè)為重要教育目標，與創(chuàng)客教育的追求高度吻合，將創(chuàng)客教育和信息技術(shù)、通用技術(shù)、社會實踐等基礎(chǔ)教育中的已有教學(xué)科目明確地區(qū)分出來，體現(xiàn)出創(chuàng)客教育在人才培養(yǎng)上獨有的特質(zhì)與價值。

（二）選取實用學(xué)習(xí)內(nèi)容，有效銜接學(xué)習(xí)和生活

該教材對學(xué)科知識的選取遵循三個原則：實用性原則、操作性原則、生活化原則。實用性原則體現(xiàn)在該教材所選取的學(xué)科知識均與教學(xué)主線緊緊擬合，沒有過多的繁雜的概念辨析和復(fù)雜計算，更關(guān)注這些知識在學(xué)生的實際設(shè)計過程中能否派上用場；豐富的實驗操作是該教材知識學(xué)習(xí)的前提，體現(xiàn)了學(xué)生在實驗環(huán)境中感知知識的操作性原則；該教材是以項目的方式開展教學(xué)，問題情境的生活化也使得知識與生活的距離感減弱，學(xué)生能夠置身于真實的生活情境中學(xué)習(xí)知識、解決問題，折射出知識內(nèi)容的生活性原則。

（三）融合基于項目的學(xué)習(xí)與基于設(shè)計的學(xué)習(xí)，聚焦過程性習(xí)得和迭代創(chuàng)作

DD教材采用的教學(xué)方法扎根于項目實現(xiàn)過程中的問題解決和設(shè)計實現(xiàn)過程中的方法習(xí)得。教學(xué)方法的選取充分考慮了教學(xué)活動多樣化和教學(xué)內(nèi)容生活化的特點，做到因地制宜。作為一本注重開放性與創(chuàng)新素養(yǎng)習(xí)得的創(chuàng)客教材，上述兩種方法的有機融合能夠讓學(xué)生置身于問題思考與作品設(shè)計之中，在相關(guān)理論知識和思維方法的引導(dǎo)下一步步地解決問題，在不斷收獲和重構(gòu)知識和技能的過程中培養(yǎng)學(xué)生精益求精的產(chǎn)品創(chuàng)作素養(yǎng)。

（四）重視體驗、探究與合作，通過常態(tài)化創(chuàng)客活動的帶入促進學(xué)生素養(yǎng)提升

對于真正的創(chuàng)客而言，他們的活動模式中總是離不開體驗、探究與合作，而在DD教材中，豐富的學(xué)習(xí)活動與常態(tài)化創(chuàng)客活動有很多相似之處。這些活動注重學(xué)生的真實世界體驗，強調(diào)“做中學(xué)”；注重學(xué)生對于未知問題的探究，強調(diào)在探究過程中的方法習(xí)得；注重學(xué)生們在體驗與探究過程中的溝通、交流與合作，幫助學(xué)生在完成任務(wù)的過程中培養(yǎng)社會性技能。學(xué)習(xí)與工作活動的相似狀態(tài)，可以讓學(xué)生真正像一個創(chuàng)客那樣去思考與行動，從而獲得創(chuàng)客素養(yǎng)的提升。

五、對中國創(chuàng)客教材編寫的建議

我國的創(chuàng)客教育發(fā)展尚處于萌芽階段，雖然各地都在大力推進創(chuàng)客教育的實施進程，但與發(fā)達國家相比仍欠火候。作為創(chuàng)客教育實施的重要載體，教材的編制決定了創(chuàng)客教育的教學(xué)思路和發(fā)展軌跡，而我國目前“技術(shù)本位”的教材設(shè)計方式，在創(chuàng)客素養(yǎng)的培育方面有較多缺憾，需要從理念、內(nèi)容、模式、活動等多方面予以提升。通過上述對DD教材的分析，筆者總結(jié)出一些值得中國創(chuàng)客教材編寫者借鑒的建議。

（一）從生活與專業(yè)兩個維度設(shè)計問題情境

1.從生活出發(fā)設(shè)置問題情境，培養(yǎng)學(xué)生基于生活的問題解決能力

傳統(tǒng)教材更注重對知識的概念性引入，常將知識從具體情境中抽離出來。而這種方式使學(xué)生缺少機會將知識與具體的問題情境聯(lián)系起來，因而難以做到學(xué)以致用。創(chuàng)客教育的理念核心在于創(chuàng)意和制造。創(chuàng)意制作的終極目標是為生活服務(wù)，因此更需要以實際問題創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，支持學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識解決實際問題，與生活相關(guān)的創(chuàng)客情境將有助于學(xué)生認識知識的價值、提升問題解決能力，特別適合生活經(jīng)驗不夠豐富的低年級學(xué)生。

2.從原生專業(yè)出發(fā)設(shè)置情境，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的知識涉獵

美國的創(chuàng)客教材更注重學(xué)生專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)，這更有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的興趣所在，從而為未來走人社會打下基礎(chǔ)。DD教材將工程設(shè)計原生領(lǐng)域的知識融入到初中學(xué)生的創(chuàng)客教材中，問題情境多從產(chǎn)品需求出發(fā)，要求學(xué)生利用所學(xué)知識設(shè)計滿足需求的產(chǎn)品，如圖2所示。這種“功利性”的問題情境能夠從社會需求層面給學(xué)生提供學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。相對于從生活問題出發(fā)，基于產(chǎn)品化的情境設(shè)置更能讓學(xué)生認知自我興趣，獲取與社會工作接軌的專業(yè)領(lǐng)域知識。這種專業(yè)性較強的知識情境更適合已經(jīng)有一定的生活經(jīng)驗和知識儲備，同時對自己未來的人生有一定規(guī)劃的高年級學(xué)生。

（二）構(gòu)建“創(chuàng)意—學(xué)習(xí)—研究—創(chuàng)作”的迭代設(shè)計教學(xué)模式

1.創(chuàng)意思維工具有效嵌入

創(chuàng)意思維是創(chuàng)客教育的靈魂所在，因而，相應(yīng)工具的嵌入對學(xué)生創(chuàng)意思維的挖掘和拓展起著舉足輕重的作用。事實上，當前作用于學(xué)生創(chuàng)意思維能力提升的工具體系已比較成熟，除DD教材中使用的Scamper法，Activity Map法外，還有頭腦風暴法、九宮格法、KJ法、世界咖啡、六頂帽子、KANO法、同理心地圖、五問法等。當然這些工具，如果僅僅是拋給學(xué)生是不會達到有效應(yīng)用的，還需要通過靈感挖掘、工具應(yīng)用（包括講解、示范、討論與試用）和活動實踐等一系列有意為之的教材活動設(shè)計，才使學(xué)生能夠真正地掌握這些思維方法，開拓設(shè)計思路。

2.學(xué)習(xí)內(nèi)容注重生活化和融合性

目前，我國出版的創(chuàng)客教材過于關(guān)注技術(shù)的操作與使用，將內(nèi)容鎖定在各種開源硬件和軟件使用的操作知識上。在這種狀態(tài)下，即使教材設(shè)計過程中體現(xiàn)了技術(shù)與生活的聯(lián)系，學(xué)生的焦點依然會被新技術(shù)產(chǎn)生的巨大沖擊力奪走。因此，創(chuàng)客教材在設(shè)計的過程中應(yīng)當合理平衡新技術(shù)的使用，為學(xué)生搭建知識與實際生活的紐帶，關(guān)注學(xué)生在生活中體驗和建構(gòu)知識的過程。

3.科學(xué)的研究方法滲入教學(xué)過程

一套科學(xué)完整的研究方法能夠給予學(xué)生正確的思維方式，讓學(xué)生以“科學(xué)家”的身份進入學(xué)習(xí)過程。上文提到低年級的創(chuàng)客教材應(yīng)該圍繞生活問題展開內(nèi)容設(shè)計，而與生活息息相關(guān)的研究方法通常有調(diào)查研究法、實驗操作探究等基礎(chǔ)性、實用性強的研究方法。而針對高年級（初高中）應(yīng)將控制變量法、對照實驗法，以及一些專業(yè)原生領(lǐng)域特有的研究方法引入到創(chuàng)客教材中。

4.迭代設(shè)計思想助力學(xué)生形成精益求精的創(chuàng)客精神

教材給予學(xué)生的不僅僅是知識的鋪陳，更需要傳遞一種精神和價值觀。迭代設(shè)計思想是創(chuàng)客教育中的典型設(shè)計思想，它指出一個產(chǎn)品設(shè)計過程不可能按照直線形式去實現(xiàn)，而需要通過調(diào)查訪談等方式不斷地改善產(chǎn)品的質(zhì)量，實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。創(chuàng)客教育中引人迭代設(shè)計思想能夠警醒學(xué)生，創(chuàng)造過程是一個循環(huán)的過程，需要帶著精益求精的品質(zhì)不斷地完善自己的作品，實現(xiàn)作品的逐級優(yōu)化。具體教學(xué)模式流程圖如圖3所示。

（三）注重融入基于設(shè)計的學(xué)習(xí)與個性化主題，體現(xiàn)創(chuàng)客教育的核心素養(yǎng)

1.整合基于設(shè)計的學(xué)習(xí)，強化創(chuàng)客特有素質(zhì)的培養(yǎng)

基于項目的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)教育領(lǐng)域長期關(guān)注和推崇的教育方法，在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用也有較多的示例可以參照。而基于設(shè)計的學(xué)習(xí)對教育領(lǐng)域的研究與實踐者而言較為陌生，更需得到足夠的關(guān)注與應(yīng)用。因為基于設(shè)計的學(xué)習(xí)特別適合于創(chuàng)客教育中作品的設(shè)計屬性，更能夠體現(xiàn)創(chuàng)客特色，有助于創(chuàng)客特有素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.融通多種資源，支持學(xué)生個性化主題的選擇

在創(chuàng)客教育中，為了某種知識、技能或軟硬件的學(xué)習(xí)，學(xué)生們可以模仿教師的操作，完成主題固定的作品——但這只能作為創(chuàng)客學(xué)習(xí)的初級階段。作為創(chuàng)客而言，創(chuàng)意與創(chuàng)新是必須關(guān)注的素質(zhì)，因而學(xué)生自選主題進行創(chuàng)造是教材中必須要涉及的內(nèi)容。基礎(chǔ)性知識與通用的思維方法可以幫助學(xué)生們進行個性化主題的思考，但也需要從多種渠道為學(xué)生提供開放的資源。因此，高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)資源、相關(guān)的組織、機構(gòu)、社團等社會資源，特別是獲得相應(yīng)線索的搜索技能也應(yīng)通過教材這個載體提供給學(xué)生。

（四）以學(xué)生實際認知水平為基礎(chǔ)，打造連貫而不失差異化的特色創(chuàng)客教材

1.考慮認知差異，實現(xiàn)創(chuàng)客教材的梯度化設(shè)計

目前我國針對特定年齡層編寫的創(chuàng)客教材數(shù)量幾乎為零。傳統(tǒng)教材能夠把握學(xué)生的認知規(guī)律，組織符合學(xué)生認知發(fā)展水平的知識內(nèi)容編寫教材。創(chuàng)客教育作為一種新型的教學(xué)模式，更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，以學(xué)生知識儲備水平為標準制定教學(xué)大綱。筆者認為，創(chuàng)客教師在研發(fā)創(chuàng)客教材時，應(yīng)諳熟各年級理科知識體系和課標要求，從而制定出符合學(xué)生認知規(guī)律的創(chuàng)客教學(xué)大綱。

2.關(guān)注地域差異，實現(xiàn)創(chuàng)客教材的本土化設(shè)計

我國幅員遼闊，不同地域存在著不同的自然和人文環(huán)境。創(chuàng)客教師在編制教材時應(yīng)注意將地域性的特色生活背景和文化背景融入其中，使生活的元素人情入境，使作品的耗材易尋易用，充分體現(xiàn)本土化特色。例如，東北地區(qū)的冬天寒冷多雪，讓學(xué)生研制小型除雪設(shè)備，就是充滿“地方味道”的項目設(shè)計；農(nóng)村地區(qū)麥秸多，制作穩(wěn)定橋梁結(jié)構(gòu)時，就不需用牙簽，而是可以就地取材用麥秸。融入地方特色的創(chuàng)客教材兼具本土化與個性化，不但有應(yīng)用上的便利性，也有助于引發(fā)學(xué)生的感情共鳴，喚起熱愛家鄉(xiāng)的正能量。

六、結(jié)語

本文通過對DD教材的多元分析，以“Design and Discovery”為例，挖掘出美國創(chuàng)客教材在教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動、教學(xué)方法四個方面的特色。繼而，綜合國內(nèi)外創(chuàng)客教育的相關(guān)理論研究，提煉出針對我國創(chuàng)客教材開發(fā)的本土化建議，包括教材內(nèi)容專業(yè)化、實用化、本土化，以項目活動為教學(xué)外驅(qū)力，推進學(xué)生利用創(chuàng)新思維制作個性化創(chuàng)客作品的迭代設(shè)計與學(xué)習(xí)進程。在創(chuàng)客教育日趨流行的今天，創(chuàng)客教育研究者應(yīng)早日脫離“技術(shù)本位”的思維模式，將真正提升學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)的知識與活動融入創(chuàng)客教材中，用以培養(yǎng)技術(shù)支撐下的創(chuàng)新型人才。