中小學創客教育的項目式學習活動設計探究

摘要 ：創客教育能有效發展中小學生的跨學科思維、動手能力、問題解決能力、創新意識和創造能力。項目式學習方式同樣可以賦予學生更多主動探究學習的機會，圍繞擬解決的項目問題，在經歷收集信息、獲取知識、探討方案、同伴協作、動手實踐等環節后，可有效促進學生的知識建構、技能與能力的發展。可見，項目式學習與創客教育在教育理念和活動過程等方面具有契合性，可將其作為中小學開展創客教育活動的主要教學方式。

關鍵詞：創客教育;項目式學習;創新意識;活動設計

我國在《教育信息化“十三五”規劃》中明確提出，“要積極探索信息技術在‘眾創空間、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新教育模式中的應用”。可見，面向中小學生開展創客教育既是時代發展所需，也是教育發展和人才培養所需，在中小學開展的創客教育始終要落實到實踐層面，故本文將以項目式學習的設計視角，探究中小學創客教育的活動設計，以支持和促進中小學創客教育活動的組織與開展。

一、中小學創客教育與項目式學習的契合性

1.??? 中小學創客教育的內涵及開展的主要困境

事實上，創客教育不能完全稱為一種全新的教育形式，其理念源自于20世紀80年代的車庫文化以及21世紀初的創客運動，即共享新想法和新技術，并通過實踐將創意轉變為創新產品。到了2010年左右，隨著數字制造設備向桌面化、便攜化、智能化、廉價化發展，桌面型3D打印機和數字激光機等設備，極大地降低了創客運動的門檻，提高了創新創造的效率。可見，創客運動理念和新數字技術的結合，實際上為創新創造人才的培養奠定了基礎，創客教育這一教育形式也應運而生。

因此，可以將創客教育的內涵基本理解為在創新中學習。對于不同的學生群體，這種“創新中學習”的開展形式和追求的價值取向仍存在較大差異。但面向中小學生群體的創客教育，則主要追求發展以下方面的能力素養：（1）跨學科思維、問題意識、創新意識;（2）數字工具的操作應用能力;（3）與同伴協作解決問題的能力;（4）能夠針對問題形成創意，乃至生成創新制品的能力[1]。

值得注意的是，雖然不少中小學已經開展創客教育活動，但我國并沒有專業的創客教育教師，而主要由數理化等理科教師兼任，這也容易導致創客教育活動出現以下問題：一方面，教師不能從本質上理解創客教育的內涵，容易出現數字工具應用的極端問題[2];另一方面，教師未能轉變以往的“教師為中心”或“主導—主體”教學模式，限制了學生在“創新中學習”的參與性與自主性，也不能為學生的創客活動提供支架。面對以上問題，除了對創客教育教師進行培訓之外，最直接有效的緩解和解決途徑就是針對性地引入一種契合創客教育的學習活動模式———項目式學習，便于中小學教師以此模式設計創客教育活動。

2.??? 項目式學習的理論背景與開展優勢

項目式學習是美國中小學廣泛使用的學習方式，其主要是讓學生圍繞一個明確的項目主題，通過實際操作和知識應用來進一步獲取新知識，以不斷構建起具有情境性的新舊知識網絡。因此，項目式學習是一種基于建構主義學習理論的情境化學習方式，能夠加深學生對學習材料的理解深度。事實上，項目式學習的教育理念可追溯到杜威的“做中學”教育理論[3]。杜威通過一系列的教育改革實驗發現，如果學生能夠參與到真實且有意義的活動中，而且這些活動任務或問題是相對真實或具有生活情境性的，那么學生能夠充分調動其參與積極性，按照活動目的來對學習材料產生自己獨特的理解，并應用到學習任務的完成和活動問題的解決過程中。總之，項目式學習是秉持“學習者為中心”的學習方式，賦予學生更多主動探究學習的機會，通過收集信息、獲取知識、探討方案、動手實踐，以此來解決有現實意義的問題。

開展項目式學習活動主要有以下方面的優勢：（1）項目式學習可賦予學生更多的自主性和探究性，主動學習過程經歷探究問題、提出假設、協作討論、彼此質詢、解決問題、評價與反思等環節，相較于“教師為中心”的教學方式，更有利于提高學生的學習成績。（2）項目式學習不僅利于培養學生發現問題和解決問題的能力，而且能讓學生在參與項目和解決問題的過程中學習到具有情境性的知識，并能在完成相關任務或問題解決中遷移應用。（3）項目式學習可以培養學生的批判性思維、決策能力、動手實踐能力、協作能力、團隊領導力、創新意識和創造能力。而這些能力是21世紀人才應具備的高階能力，但卻是在現行招考評價體制下我國中小學生所普遍缺乏的。

3.??? 基于項目式學習開展創客教育的可行性

（1）???? 二者的教育理念相符

一方面，項目式學習和中小學創客教育均秉持“學習者為中心”的教育理念，將知識習得和技能發展的主動權充分賦予學生;另一方面，項目式學習和中小學創客教育活動中的學生不只是知識的消費者，更是知識的生產者，因而他們共同關注學生問題解決方案、創意或制品的生成，實現包括知識、技能、高階能力在內的綜合能力的提升。

（2）???? 二者的活動過程相似

由于項目式學習和中小學創客教育具有相似的教育理念（“學習者為中心”）和結果追求（方案、創意或制品），這也在很大程度上決定了二者的活動開展過程非常相似，基本上都要經歷以下環節：確定探究問題、提出假設（提出方案）、協作討論（動手實踐）、解決問題（生成制品）、評價與反思。

（3）???? 項目式學習發展成熟

在國內中小學教育中，項目式學習并不是一種常見的學習方式，但其在歐美中小學教育的研究和實踐中十分常見。值得關注的是，我國教育部修訂的《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》也明確指出，要“圍繞學科核心素養，以項目式學習為主線，整體規劃設計課程，全面改善學習方式”[4]。即將采用的新版高中信息技術課程教材也倡導采用項目式學習方式，落實好信息技術課程的實踐性。可見，項目式學習的應用發展已然成熟，同樣適合以實踐為主的中小學創客教育活動。

二、中小學創客教育中的項目式學習活動設計

項目式學習不僅是“學習者為中心”的學習方式，也是一套設計相應學習活動及其情境的系統方法，具有五大特征：驅動問題、情境探究、協作、學習技術和制品[5]。面向中小學創客教育的項目式學習活動設計，也應該圍繞這五方面來設計具體的活動環節。在學習活動環節中，驅動問題對應項目問題的確定環節，情境探究對應情境創設環節，協作與學習技術對應問題解決過程，制品可對應評價與反思環節。

1.??? 項目式學習活動的問題確定

擬解決的問題是項目式學習的核心，也是衡量一個創客教育活動是否具有開展價值的重要標準。項目式學習活動的問題應該聚焦于真實的、有意義的和重要的問題。這也意味著，面向中小學生的創客教育活動問題設計要遵循以下的原則：（1）問題要具有可行性。教師在確定問題或引導學生確定問題時，既要符合學生的年齡和認知特點，也要符合已有的支持條件，確保問題能夠執行和落實。（2）問題應具有價值性。即確定的活動問題要盡可能與我國最新制定的課程標準相關，而且在解決問題時能夠符合科學的研究范式。（3）問題要具有真實情境性。即確定的研究問題要與學生的真實生活或學習相關，利于學生理解問題，激發學生的問題解決動機，以及在今后的生活和學習中對類似問題的遷移解決。（4）問題要具有一定意義。當前不少創客教育活動的開展過程看似熱鬧，但學生在活動結束后卻收獲甚微，其根本原因在于解決的問題意義不足。因此，項目問題的確定還應該具有一定的意義，教師要把掌握好問題的難易程度，并要幫助學生認識到問題的價值。（5）問題要符合倫理道德。問題固然沒有本質層面上的好壞之分，但教師應該充分認識到在問題的確定和解決中，一方面應該盡可能培養和發展學生的良好道德品質，如可以確定關于環保的問題;另一方面，要盡可能避免待解決的問題只是利于部分學生的發展，避免出現學生發展的不公平性[6]。

2.??? 項目式學習活動情境的創設

認知年齡對學生理解、參與和投入學習活動形成重要影響。與大學生不同，面向中小學生以項目式學習開展的創客教育活動，特別需要教師為他們創設適宜的情境。這種適宜的情境，一方面可以幫助中小學生更容易理解研究問題和學習材料;另一方面，則能激發他們的活動積極性、聚焦活動注意力，以及更為順暢地支持創客教育活動過程的開展。中小學教師在創設項目式學習活動情境時，應主要從以下方面著手：（1）創設數字技術情境。在創客教育活動中，教師可通過創客空間來創設接近真實世界的數字技術情境。但值得注意的是，這種技術情境在創客教育活動初期往往有效，但是在中后期的情境效果會減弱，還需要教師結合其他情境創設方法來設計。（2）創設問題情境或任務情境。解決問題或達成任務是激發和推動學生活動的根本動力。教師可將問題或任務按照一定邏輯分解為不同的子問題或子任務，而這些有意義、有邏輯和遞進的問題或任務，也為學生的創客教育活動創設了一個環環相扣的活動情境。（3）創設故事情境。特別是對于小學生而言，教師可以通過創設接近生活的故事來創設學習活動情境，賦予學生故事中的具體角色，讓學生全身心地投入到活動中。例如，教師可以創設環保故事情境，賦予學生環保衛士的角色。

3.??? 協作問題解決過程的設計

在基于項目式學習的創客教育活動中，通常要將若干學生組成一個項目小組，使小組學生以協作的方式解決問題或完成任務。有研究者甚至認為，對于大多數學生而言，開展創客教育活動也是旨在提升學生的協作問題解決能力[7]。可見，協作問題解決過程的設計在一定程度上將決定創客教育活動的開展效果，甚至是成敗。從國際上關于項目式學習的設計經驗來看，教師可從以下方面對協作問題解決過程進行設計：（1）設計協作支架。在通過制定問題解決方案，設計和生成制品的過程中，需要項目小組的學生開展深度和全面的協作。教師可以設計五方面的協作支架，來引導和幫助學生的協作過程：協作問題支架、協作討論支架、協作總結支架、協作反思支架、協作資源支架[8]。（2）設計和利用創客活動平臺。教師應設計或采用免費的創客活動平臺，為學生的協作活動提供在線協作社區，提升項目活動中的協作方案、數字資源和協作數據的共享，提升學生協作過程的順暢性。（3）將數字技術支持融于項目。這里的數字技術支持主要指兩類：第一類是概念認知類工具，如思維導圖、概念圖、3D設計軟件等，讓學生以頭腦風暴的形式形成問題解決方案，并以協作方式設計出可視化的制品;第二類是桌面3D打印機、激光切割機、Makeblock創客套件等，支持學生按照項目分工制作出不同部件，并最后以協作方式實現制品的組裝。

4.??? 項目式學習的評價與反思

教師對中小學創客教育的項目式學習活動進行評價，可從以下方面來進行設計和實施：（1）為每一個項目小組和學生設計數字評價檔案，要對學生參與每個項目的活動表現進行評價、反思和記錄，也要對學生最終的方案、創意和制品進行評價和記錄。只有采用數字檔案袋的評價方式，才能從相對較長的時間內，對學生的創新意識和創新能力進行客觀評價。（2）教師應有基于數據的評價意識，利用學生在創客活動平臺中的交流與協作數據，對學生開展的有效活動進行數據分析和評價，并以此為后續的創客教育活動設計對應協作支架或活動策略。

（3）對頭腦風暴或協商討論中的知識建構進行評價時，教師可以將觀察法和思維可視化的工具相結合，通過綜合的外顯或可視化方式來評價學生的內在意義建構過程。（4）對創客教育活動的創意方案或制品評價時，應遵循三方面的原則：是否是實現問題解決或達成任務的最佳方案;是否具備可行性、科學性、創新性、價值意義和藝術性;要設置匯報和答辯環節，促進學生的自評、互評、質疑和反思等能力。

參考文獻：

[1]?? 何克抗.論創客教育與創新教育[J].教育研究，2016（04）.

[2]?? 鐘柏昌.談創客教育的背景、本質、形式與支持系統[J].現代教育技術，2016，26（06）.

[3]?? 索耶.2010a.劍橋學習科學手冊[M].北京：教育科學出版社，370.

[4]?? 任友群，黃榮懷.高中信息技術課程標準修訂說明高中信息技術課程標準修訂組[J].中國電化教育，2016（12）.

[5]?? 索耶.2010b.劍橋學習科學手冊[M].北京：教育科學出版社，2010.

[6]?? 索耶.2010c.劍橋學習科學手冊[M].北京：教育科學出版社，2010.

[7]?? 鄭茜.面向協作式問題解決的創客教育活動設計[J].教學與管理，2018（13）.

[8]?? 馬穎瑩.面向知識建構的在線支架式協作學習活動設計研究[D].上海：華東師范大學，2017.

[作者：王超（1970-），男，江蘇連云港人，江蘇省連云港市教育局教研室，中學高級教師。]

【責任編輯 鄭雪凌】

該文為江蘇省第五期“333工程”培養資金資助項目（2016年度）“‘互聯網+跨區域創客教育研訓一體化策略與方法研究”的部分成果