創客教育與課程教學的融合：方式、問題、對策

劉樹林 李 博

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創客教育與課程教學的融合：方式、問題、對策

劉樹林1李 博2

（1．中山大學 政治與公共事務管理學院，廣東廣州 510275；2．河南大學 教育科學學院，河南開封 475000）

針對創客教育與課程教學的有效整合與跨界融合問題，文章首先基于創客、創客教育的定義，分析了創客教育理念下的6種主要課程教學方式。隨后，文章歸納并分析了創客教育與課程教學在融合過程中存在的問題，包括師生角色的轉變、時間碎片化、團隊組建、支持服務和教學評價。最后，文章針對這些問題，從教學方式、教師角色、創客團隊、創作類型、文化環境等五個角度，提出了創客教育與課程教學融合的對策，以期為推動我國創客活動的開展和課程教學的改革提供參考。

創客；創客教育；課程教學；融合

在教育信息化背景下，創客與教育的融合成為教育界關注的熱點。作為一種新興的教育形態，創客教育融合了信息技術的發展，承載著“創新、實踐、分享”的創客內涵，是傳統課堂教學的有效補充之一，具有促進知識學習、實踐能力和創造力培養的潛在可能性[1]。創客教育有效介入現有的教學系統，重塑教育文化，并與傳統課堂進行常態化融合，將是創客教育可持續發展的重要途徑[2]。那么，在創客教育的研究實踐中，創客教育與課程教學如何進行有效整合、如何實現跨界融合呢？這個問題的解答，對于創客教育優化教育教學結構、有效推進創新型人才的培養具有重要意義。

一 創客與創客教育

1 創客的定義

創客（Maker）的本意為制造者，它既是互聯網時代與工業社會背景下涌現的新思潮，也是時代發展和變革的產物。關于創客的定義，國內外眾多學者紛紛根據自己的理解給出了不同的解釋，如Anderson[3]認為，創客是指不以盈利為目標，出于興趣和愛好，把具備相當的技術挑戰的創意轉變為現實的人；李凌等[4]認為，創客用于指代利用網絡、3D打印以及其它新興科技，把創意轉換成現實，勇于創新的一群人。

2 創客教育的定義

在教育信息化浪潮的推動下，一種基于創客理念且融合了信息技術的新型教育模式——“創客教育”誕生了。關于創客教育的定義，國內學者眾說紛紜。如祝智庭等[5]指出，創客教育以信息技術的融合為基礎，傳承了體驗教育、項目學習法、創新教育、DIY理念的思想；鄭燕林等[6]認為創客教育提倡“基于創造的學習”，強調學習者融入創造情境、投入創造過程。李博等[7]認為工業化印記下的傳統教育是基于知識教育的典范，創客教育則是在互聯網與各行業跨界融合的背景下，以創新力為導向的教育?；诖耍狙芯空J為創客教育是在當前創客運動蓬勃發展的背景下，“創客+”教育跨界融合衍生的一種教育創新現象。創客教育以工匠精神為核心理念，正潛移默化地影響著我們的日常生活方式。

二 創客教育理念下的課程教學方式

創客理念與教育教學的有效融合，為推動教學變革、優化教學效果創設了可行路徑，對推動教育信息化發展進程具有重要意義。為此，本研究以課程教學為抓手，從創客教育融入課程教學的角度，對創客教育理念下的幾種主要課程教學方式進行了分析：

1 項目學習

項目學習是一種探究型學習模式，以學科概念和原理為中心，以提高學習者問題解決能力為根本任務，基于真實的情景和現實的問題，引導學習者開展探究活動、解決問題、產出成果或產品——項目學習完成的標志便是產品的產出[8]。

創客教育中的項目學習包括課題研究和興趣取向兩大類型。其中，課題研究主要圍繞某一課題展開項目學習，類似于同心圓；而興趣取向以學習者個人的興趣愛好為中心向四周發散，如網狀。項目學習主要涉及電子技術、機械制造、藝術創作和開源軟件等領域，而每一個領域基本都包含三個層次的學習：①入門技能，即掌握基本的操作技術，以便為后續的深入學習打好基礎，如對常用創作軟件的學習、如何使用3D打印機和其它機械設備等；②仿造練習，即對模型進行拆解、重組、練習，以鞏固和加深理解；③實踐創新，即在掌握入門技能和進行仿造練習的基礎上，對知識、技能和信息等進行加工、整合、重構，最后將創意變為現實。

2 創客作坊

創客教育以實物作品為成果[9]，而創客作坊就像古代手工工匠們的生產作坊，可以完成從簡單產品到復雜產品的設計與制作。在創客作坊中，不同學習者之間可以互相請教學習，可以請創客導師答疑解惑，也可以請學科專家、工程師等傳授一些經驗和技巧。

創客作坊以學習者為中心，倡導造物，為學習者創設了理論學習與實踐操作的物理環境，引領學習者將理論付諸于實踐，制作實物產品。如著名的深圳柴火創客空間秉承“眾人拾柴火焰高”的理念，為學習者提供開放自由的協作環境，鼓勵跨行業交流學習，鼓勵動手創作、分享知識，促進創意的實現。柴火創客空間的課程安排在時間上比較靈活、在內容上豐富多樣（如周二為3D打印日、周三為會員聚會日、周四為“造物吧”瘋狂造物日、周五為柴火映畫、周六為創客工作坊課程日），可以滿足不同類型學習者的學習需求。

3 虛擬社區

虛擬社區在本質上是一個網絡空間。在這個網絡空間中，具有共同興趣和目標的人群依托互聯網環境，以信息技術為交互媒介進行信息的交流、分享等網絡交互活動[10]。Peppler等[11]將創客環境分成兩類：一類是線下的物理創客空間（Maker Space），另一類是在線的創客社區（Maker Community）——本研究中的虛擬社區即指在線的創客社區。

虛擬社區可以將人們的想法通過計算機仿真系統模擬真實環境，展現出一種身臨其境的場景。具體來說，虛擬社區具有以下功能：①鏈接實體創客空間，促進思維碰撞。虛擬社區可以將分散在各地的創客空間鏈接在一起，便于創客就自己的想法、觀點、思維等進行交流與分享，遇到難題時還可以向虛擬社區中的同伴求助。②實現學習在時間、空間、方法三個方面的自由選擇——時間上，可以實現線上與線下的同步或異步交流；空間上，可以實現虛擬與現實之間的交互，還可以跨學校、跨區域學習交流；方法上，可以實現正式學習與隨機學習的相互補充。③資源共享，促進區域發展。虛擬社區利用網絡，共享各個區域的教育資源，在一定程度上促進了不同區域教育的均衡發展。

4 體驗式教育

體驗式教育是一種新興的教育模式。劉書艷[12]認為，體驗式教育是指教師依據相關理論和教學目標，結合學生的認知規律，設置真實或虛擬的教學情境，引導學生親身感知、領悟學習過程，并在實踐中應用、驗證、創新，從而提高學生綜合素質的一種教學模式。體驗式教育包括親身經歷、概念形成、檢驗、反思四個階段，這與創客教育“實踐、分享、協作、創新”的理念不謀而合。

5 自組織

自組織是學習者與其他合作者出于共同興趣愛好而自由組織的團體，如本研究在后文提到的DIY液壓機械臂、筆記本水冷散熱器的制作小組均屬于自組織。自組織的特點是規模?。ㄒ话銥?～5人），具有較好的靈活性（沒有固定的課時安排）；在內容學習上不局限于某一課題，而是跨專業、跨學科學習；沒有固定的創作場所，在環境布置上也比較靈活。此外，由于是自由組合，所以自組織的團隊配合默契程度較高，使得工作效率也相對較高。

6 競賽型

創客機構常常通過舉辦一些創新主題競賽，來激發學習者的創新思維。按舉辦方的不同，可將競賽型分為創客空間辦競賽、高校辦競賽、公司創客競賽和國家機構創客競賽；按內容的不同，可將競賽型分為藝術創作、機械建模、3D打印、軟件開發等四種類型。學習者可以參加自己感興趣的競賽形式，來激發并提升自己的創新、創造能力。

三 創客教育與課程教學融合的問題

隨著創客教育在我國的逐步發展，創客教育與課程教學融合的問題逐漸凸顯，如怎樣處理創客教育與傳統課堂教師、學生之間的關系；如何解決技術、平臺等硬件的應用支持問題；如何根據時間、資金等客觀條件，去選擇相關的人文因素（如團隊、專家、政策等）對創客教育的過程與結果做出評價等。本研究對這些問題進行了歸納，具體分析如下：

1 教師角色的轉變

在創客教育中，教師應進行角色的轉變，即從傳統課堂教學知識的傳授者轉變為：①協作者——創客教育常需要助教與領域專家的技術支持，這就需要教師協調各類資源為學習者服務；②設計者——創客教育要求教師作為一名設計者，將原來高度系統化、抽象化、概念化的理論知識重新設計為易懂、易學、易操作的實踐性知識，以促進學習者對知識的深度學習；③組織者——大型的在線社區對教師的原有角色提出了挑戰，要求教師有能力組織上萬人同時參加創客教學活動；④引導者——“不憤不啟、不悱不發”，創客教育要求教師成為引導者，在學習者經過積極思考后仍然困惑不解的時候去加以引導，讓學習者深化對知識的理解，真正形成自己的觀點。

2 時間碎片化

在當今互聯網時代，學習者要面對的不僅僅是如何管理、分配線性的連續時間，還要面對如何有效利用碎片化時間的問題。王竹立[13]認為，時間碎片化的主要原因有兩個：一是人們的生活節奏變得越來快，二是網頁的超鏈接及移動終端如刀、如斧、如鋸將我們整段的連續時間割開、劈開、鋸開。創客教育也同樣面臨著時間碎片化的問題，而如何合理利用零碎時間通過手機、iPad等移動終端開展創客教育，值得教育工作者和研究者關注與思考。

3 團隊組建

Sheridan等[14]指出，團隊是指由兩個或兩個以上的個體，為了完成特定目標、特定任務而基于既定規則結合形成的組織。Wheelwright等[15]將團隊分為四種：職能型團隊、輕量級團隊、重量級團隊、自治團隊。每一個團隊都有固定的目標，成員之間相互配合、鼓勵、分享、交流、學習，最終完成設定目標。良好的團隊組建在創客教育中對學習者起著積極的促進作用，反之則阻礙學習者的發展。

4 支持服務

支持服務在創客教育中至關重要，本研究以H大學研究課題中的三個項目為例，來說明技術、資金、平臺等支持因素對創客教育的影響，具體如表1所示。

表1 三個案例項目的支持服務情況

（1）技術支持

創客教育的有效實施，需要技術作為輔助工具給予重要支持。在如表1所示的三個案例項目中，“筆記本水冷散熱器”的制作對技術要求較高，需要使用繪圖（手繪）、工程制圖、激光切割等技術；“探索職業航天”網絡課程的開發需要運用多媒體課件制作等信息技術；“DIY液壓機械臂”的制作則需要使用液壓技術等。

（2）資金支持

資金支持是項目開展的前提和基礎。創客教育比傳統教育需要更雄厚的資金支持，其原因在于創客教育實踐的開銷中不僅包含傳統課程的教師經費、課程資料費等，還包含實踐操作中的軟硬件耗材費用、活動經費、專家咨詢費、技術維護費等。如在“探索職業航天”網絡課程中，團隊成員既是開發者又是學習者，在課程制作過程中軟硬件設施會損耗不少，故制作成本相對較高——但是，此課程的支持者為中國東方航空等機構，所以不存在資金短缺問題。而在“DIY液壓機械臂”、“筆記本水冷散熱器”的制作過程中，需要學習者自己采集原材料——前者相對于后者簡單許多，原材料成本也比較低；而后者需要昂貴的鋁合金材料和復雜的加工工藝，故成本較高、難度較大，其制作過程曾因資金問題而一度中斷，最后在他人的幫助下才得以完成制作。

（3）平臺支持

線上平臺的支持能夠促進創客教育的順利實施，提供契合創客教育理念的功能服務，促進創客教育與課程教學的深度融合。如“探索職業航天”網絡課程團隊基于“視像中國網絡課程平臺”進行課程的開發、小組的協作交互等。此外，課程制作期間還運用了視頻會議系統等平臺技術為項目開展提供支持服務；而“DIY液壓機械臂”、“筆記本水冷散熱器”的制作缺少平臺的支持，由小組或個人基于興趣、運用相關的技術工具進行制作。

5 教學評價

傳統的教學評價方法已不能滿足創客教育的評價需求，如何有效選擇評價方式、如何實施評價活動，成為了創客教育發展過程中不得不面對的問題[16]。目前，很多學校都將平時成績視為期末成績的重要部分，不再單一強調期末考試——一些網絡課程亦是如此，如由清華大學研發的“學堂在線”MOOC平臺，將包括“視頻觀看率、課程論壇活躍度、發帖數量”等學習行為數據的網絡學習過程和課程作業納入教學評價體系之中，作為課程學習評價的重要指標，并分別以40%和10%的權重計入課程學習總成績?；诖?，創客教育也應摒棄傳統應試教育的評價標準，更側重于對學習者動手實踐能力和學習過程的評價。

四 創客教育與課程教學融合的對策

1 教學方式的選擇

通過對多種教學方式進行對比選擇，本研究將以下教學方式作為創客教育的備選：①傳統課程有固定的開課與結課時間，師生之間能進行面對面的交流，既有利于發揮教師的作用，提高教學效率；也有利于及時針對問題答疑解惑，培養師生之間的感情。②翻轉課堂相對于傳統課堂有很多優勢，美國富蘭克林學院教授Talbert[17]結合線性代數課程的教學實踐，總結出翻轉課堂實施模型并將其應用于教學實踐，取得了良好的教學效果。該模型包括課前和課中兩個階段：課前，學生在家觀看教學視頻，進行針對性的練習；課中，學生快速完成少量測評，然后通過解決問題來完成知識的內化，最后進行總結和反饋。③混合式學習是一種融合了傳統的課堂教學和在線學習形式的新型教學模式，既能克服傳統課堂講授式教學的不足，又能夠彌補在線學習中師生情感交流的缺失。④自適應學習是指學習者在考察具體實例和解決具體問題的過程中，通過積極的思考和操作，獲得知識和技能的學習[18]。⑤零存整取方式由王竹立[19]提出，他認為網絡時代的學習以個人興趣與需要為中心，是一個由個人主導、具有個性化、能進行自我評估和自我實現的過程，在這個過程中創新比繼承更重要。

基于上述分析，本研究認為項目學習和競賽型適合選擇傳統課堂，以便于項目、競賽的快速、高效開展；創客作坊選擇翻轉課堂、混合式學習較為合適；虛擬社區依托于網絡，采用零存整取方式較為理想——將虛擬社區看作是一個網絡銀行，把學習者的想法、意見、觀點以圖片、文本、視頻、動畫等多種形式零存在虛擬社區里，讓跨界交流的人們分享、反饋信息，由此經過長時間的零存便會達到整取的效果——零存整取方式不僅適合虛擬社區，也適合自組織，兩者都強調構建個性化的知識體系；此外，自組織也適合采用自適應學習；體驗式教育宜采用自適應學習，以讓學習者在體驗學習的過程中根據自己的學習需要，自主安排學習進度。

2 教師角色的發揮

在不同的創客教育模式下，教師、專家需承擔不同的角色：項目學習中的教師主要承擔設計者的角色，設計項目學習的主題任務、實施計劃、學習資源等；創客作坊中的教師主要承擔協作者的角色，協助學習者共同完成某一作品的制作；虛擬社區和競賽型中的教師主要承擔組織者的角色，組織虛擬社區里的話題討論、各類創客競賽的商業運營活動等；體驗式教育和自組織中的教師則主要承擔引導者的角色，為學習者答疑解惑。

3 創客團隊的組建

創客教育的順利開展離不開一個配合默契、組織良好的優秀團隊。如前文所述，團隊可分為四種：職能型團隊——解決單一的、具體的問題；輕量級團隊——解決跨專業、多領域問題；重量級團隊——解決多領域問題，由專家、學者組成；自治團隊——解決革命性、創新性問題?；诖?，本研究認為，項目學習中的團隊通常由學科專家和助教組成，如“探索職業航天”網絡課程的專家團隊由河南大學、南京大學、上海航天研究院的專家組成，助教則由上述高校的研究生組成，他們共同完成跨專業的課題項目，故可以打造一個輕量級團隊；②創客作坊、虛擬社區、競賽型以解決問題為導向，故可以打造一個職能型團隊；③自組織可以組建自治團隊。

4 創作類型的選擇

創客理念在教育中的運用需要根據不同專業科目選擇合適的創作類型，培養、發揮學習者的創新能力。創作類型不僅包括機械制造、電子技術、軟件開發，也包括繪畫、作曲、寫作、制圖、攝影等藝術創作，這些創作皆是學習者將自己的想法或創意以不同的形式轉變為現實的作品。根據創作類型自身的特點，本研究認為機械制造類課程適合選用項目學習、創客作坊、體驗式教育和競賽類；軟件開發等信息技術類課程以選擇虛擬社區為佳；醫學健康、經濟管理和外語類課程采用項目學習較為合適；而藝術創作類課程宜采用創客作坊和自組織。

5 文化環境的創建

文化是一個民族自強不息的靈魂，體現在人們的衣、食、住、行等各個方面。在創客教育中營造良好的創客文化氛圍，能為學習者提供輕松愉快的學習環境。具體來說，創客文化環境的創建可從以下方面著手：①學校等教育機構應積極開展創客教育項目，建立創客作坊、虛擬社區等，提供良好的創客學習平臺，讓盡可能多的學習者參與創客實踐，在做中學、理解知識、提高認識；②企業在考慮經濟效益的同時，可以舉辦一些以創客為主題的競賽活動（如“英特爾智能硬件大賽”）來宣傳創客文化，或建立商業型的創客作坊來傳播創客文化；③家庭是創客潛能激發和培養的搖籃[20]，是學習者文化背景形成的主要場所，因此家長應積極轉變思想觀念，深刻理解創客教育理念，營造良好的家庭創客氛圍，多鼓勵孩子勤于動手操作、樂于參加創客實踐活動并勇于參加創客競賽；④政府機構以更加開放的心態，有序開展創客教育，如成立跨區甚至跨省的虛擬社區和創客作坊并加以監督管理，引入先進理念大力開展項目學習，將體驗式教育和競賽類規?；藴驶瑏頋M足不同人群的創作需求，使創客文化成為社會生活的一部分。

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The Integration of Maker Education and Course Teaching: Mode, Problems and Countermeasures

LIU Shu-lin1LI Bo2

Aiming at the problem of effective integration and cross-border integration of marker education and course teaching, the paper firstly analyzed six main teaching methods under the concept of maker education, based on the concepts of maker and maker education. Then, the problems existing in the integration process of maker education and curriculum teaching were analyzed, which included the role transformation between teachers and students, time fragmentation, team formation, support service and teaching evaluation. Finally, in view of these problems, the countermeasures for the integration of maker education and curriculum teaching were presented from the five perspectives of teaching methods, teacher role, marker team, creation type and cultural environment, expecting to promote the development of marker activity and the reform of curriculum teaching in China.

maker; maker education; course teaching; integration

G40-057

A

1009—8097（2018）09—0113—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.09.017

劉樹林，碩士，研究方向為創客教育、計算機教育應用，郵箱為1025315623@qq.com。

2018年3月15日

編輯：小米