创客教育:信息技术使能的创新教育实践场

　　【论文摘要】在创客运动(MakerMovement)席卷全球的影响之下，创客教育(MakerEducation)融合信息技术的发展，开拓了创新教育的新园地。该文通过对中外相关文献的综述和分析，对创客教育的内涵进行了归纳，并对创客教育在我国的现状以及发展方向进行了深层次解读。在新兴科技和互联网社区的发展大背景下，创新教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想。创客课题的八个要素包括：课题的切身性、课题的复杂性、充足的资源、互动和合作、高强度、合理的时间安排、分享教育、以及新颖性。在我国，创客教育具有贯彻以学生中心的教学思想、促进学生间的交流合作、推进教育信息化进程、发展学生的动手能力、培育“尚技重工”的文化等优势。推进我国创客教育的方式有：设立多校共享的创客中心、提供相应的教师培训、鼓励器材的研发生产、创建社区创客中心、创建良好的激励机制。
　　【论文关键词】创客教育；技术使能；创新教育
　　一、创客教育概述
　　从创客到创客教育
　　随着互联网热潮和3D打印技术、微控制器等开源硬件平台日益成熟，创客教育(MakerEducation)正在掀起一股席卷全球的教育变革浪潮。虽然创客教育至今还没有一个正式的官方定义，但创客的理念已日趋成熟，在教育界引发一股新思潮。创客源自英语单词“Maker”，原意是指“制造者”。现在，创客用于指代利用网络、3D打印以及其他新兴科技，把创意转换成现实，勇于创新的一群人[1]。
　　目前为止，全世界已经建立了超过1400个创客空间(MakerSpace)，这一数字还在持续增长(图1为世界范围内已在维基百科上标记的创客中心)。在创客空间当中，创客们在一起协作，利用空间里的科技和硬件实现他们的创意[2](图2是位于美国罗切斯特的一家创客空间)。与此同时，世界各地的创客们还通过网络社区(例如makespace.org)联系到一起，互相帮助，互通有无。美国最早创客空间的联合创始人MitchAltman认为，创客空间并不需要物资上的奢华，最重要的是能够为每个参与者提供一个可以自由交流思想、一起探索未知的环境[3]。
　　随着创客空间的普及，创客精神越来越多地引起了教育者的思考和共鸣。美国地平线报告(NewHorizonReport)2014年高等教育版中指出，在未来三到五年之内，美国高校学生有从知识的消费者(Consumer)转换为创造者(Creator)的趋势，而创客教育在这个转变中将会起到十分重要的作用[4]。
　　图1已在维基百科上标记的创客空间全球分布图图2美国罗切斯特的创客空间对教育者来说，创客精神与学生旺盛的求知欲和“在实践中教学”的教育思想不谋而合[5]。虽然创客教育不会直接教授学生基础知识，但在当“创客”的过程当中，学生将有机会运用到数学、物理、化学、甚至艺术等多学科的知识[6]。在创客教育中，学生不再是知识的被动接受者，而是身兼数学家、科学家、发明家[7]等多重角色。创客教育所倡导的提出问题并利用自己的创造力解决问题的过程，对学生能力的培养至关重要。
　　教育界的创客运动
　　高等教育版的美国地平线报告中预测，学生从知识的消费者转变为创造者，将是未来三到五年内的趋势，而在教育界日趋发展壮大的创客运动，正是这一预测的一大表现[8]。在美国的基础教育和高等教育界，创客运动正以不同的形式兴起。美国巴尔的摩市建立了电子港科技中心(DigitalHarborTechCenter),为巴尔的摩公立学校的学生提供创客空间。巴尔的摩市公立学校的中小学生可以在电子港科技中心注册课程并使用中心设备来进行创客课题。与此同时，电子港科技中心也为广大教育者开设课程培训和研讨会，用来推广3D打印等新兴科技。电子港科技中心还鼓励社区居民们以家庭为单位，共同到科技中心的创客空间来，一起享受创造的快乐。目前，该中心正在逐渐发展壮大，为巴尔的摩的学生和居民提供了学习和创造的空间。
　　在美国高校里，创客运动也在蓬勃发展。目前，UniversityofWisconsin,Madison、UniversityofNevada,Reno、UniversityofMaryWashington、Stanfor等60多所高校已经陆续在校园里开设了创客空间[9]。这些创客空间和传统的科学实验室不同，它们并不隶属于任何院系，而是独立向广大师生开放。开放性是高校创客空间的一大特点，创客空间随时向各个学科、各年级学生开放。在创客空间进行的实验，没有固定要求，而是以学生的具体需求和兴趣来决定。有时候教授们也会在创客空间开设课程，但这些课程往往比较随意，也不计入学分。为促进创客运动在教育界的发展，斯坦福大学还开设了学术奖学金，鼓励广大教育者申请。每年斯坦福大学将会为十位教育工作者提供学术奖学金，用来鼓励他们实践并研究创客运动在不同教育领域的应用。
　　二、创客教育萌发的社会文化背景
　　新兴科技和互联网社区的发展
　　近些年来，新兴科技和互联网社区的迅猛发展为创客教育的萌发提供了客观条件。1982年，日本名古屋市工业研究所首次公开实现实体模型的印制。在科学家不懈的努力下，自2010年商用3D打印机开始出现起，3D打印机功能不断逐渐完善，价格不断下降，产量和销量持续高涨。通过计算机建模软件，人们可以轻松地将建成的三维模型通过3D打印机打印成实物。与此同时，Arduino、BeagleBone和RaspberryPi等开源硬件平台的发展和成熟，也和3D打印技术一起，降低了科技创新的门槛和成本。在当今的时代，创造和创新已经不是科学家的专利。在这些低价创新工具帮助下，即使是普通人，也有能力将自己的想法和创意转换为现实除了新兴科技带来的硬件平台，互联网社区的发展也为创客运动提供了便利条件。除了实体的创客空间，很多创客团队都在网上设立了自己的社区，用于发布消息、分享资源和交流学习。这些网络社区把在现实生活中分散在各地的创客联合起来。每一个创客既有自己独立的活动，又和团队密不可分。在硬件平台为创客提供技术平台的同时，网络社区为仓喀提供了交流平台。不同于独自闭门造车，在网络社区里，创客可以取长补短，最大限度发挥自己的长项。
　　三、以学生为中心和与实践相结合的教育理念
　　虽然创客教育是近年来新兴的教育理念，但它的理论基础是建立在多种成熟的教育理念之上的，例如体验教育(ExperientialEducation)、项目教学法(Project-BasedLearning)、创新教育等、DIY(DoItYourself)理念。
　　体验教育(ExperientialEducation)的理念的源头，可以追溯到教育学家杜威(JohnDewey)在20世纪初提出的“做中学”（Learningbydoing)的教育思想[11]。杜威教育学理念的广泛传播，使人们意识到在体验教育里，解决问题的能力和批判性思维的培养比死记硬背和单纯的认知能力训练更加重要。体验教育的核心是学生在主动积极参与的情况下进行学习[12]。在体验教学当中，学生是学习的中心。教师起到了一个辅导者(Facilitator)的作用，负责设计和真实世界相关的教育任务，调动起学生的积极性和加强学生的参与度。值得注意的是，在体验教育当中，重要的并不是学习成果，而是学习过程本身[13]。在体验学习的过程当中，测评和反馈是十分重要的。完成任务并不是学习的终结，随之而来的深度体验、反思和改进才是体验教育里最重要的因素[14]。
　　项目学习法(Project-BasedLearning)理论基础和TheoryofEducationalTechnology理论与争鸣2015.1中国电化教育总第336期创新教育体验教育相似，认为学生能够在互相协作完成一个特定任务和解决问题的过程当中进行学习[15]。项目教学法常常以一个持续几周乃至一学期的任务为中心，让学生在分组协作完成任务的过程当中进行学习。虽然项目学习法有很多灵活的方式[16]，但和体验教育一样，项目学习法并没有固定的教学大纲，并强调以学生为中心的模式，强调并培养学生的自主学习能力。
　　在我国，创新教育是中央教育研究院在1998年正式提出的理念，在教育学界引起了很大的反响，并有效地推动了我国教育改革的进行[17]。朱永新等在文章中指出：“创新教育也就是根据创新原理，以培养学生具有一定的创新意识、创新思维、创新能力以及创新个性为主要目标的教育理论和方法。”[18]在具体实施上，创新教育有不同的形式，但最终目的是培养学生的开创性个性[19]。
　　除了教育理念之外，创客教育也受到了DIY理念的影响。DIY理念对人们并不陌生，泛指不通过专家和专业人士的帮助，自己修理、改造、制造或创造一样的东西的过程。DIY理念强调培养自己动手的能力和享受自己动手的成果，在创客运动中发挥了不小的影响。事实上，很多创客都是从DIY爱好者开始走上创客之路的。
　　不难看出，在创客教育中分别融合了体验教育、项目教学法、创新教育以及DIY理念当中的一些元素。如图3所示，展示了创客教育的理论融合。首先，创客教育强调了体验教育中的深度参与，继承了在实践中学习的思想；其次，创客教育的框架和项目学习法相似，都以一个特定的学习任务为中心，使学生能在分组协作完成任务的过程中完成学习，培养学生解决问题的能力；第三，创客教育继承了创新教育的理念，以培养学生的创新意识、仓思维以及创新能力为目标。此外，仓喀教育还包含了体验教育、项目教学法、创新教育的共性：即以学生为中心，强调并培养学生的自主学习能力。而DIY理念也融合在了创客教育之中，即培养学生的动手创建、精益求精、尚工重器的“工匠精神”。在已有教育思想和理念之上，创客教育融入一个新的因素一一信息技术的促进作用。作为新兴的教育理念，创客教育更加依赖于科技。虽然很多教师在应用项目教学法时，也会借助于科技来辅助教学，但这并不是必要的要求。在传统课堂里，教师也可以设计项目学习法的相关活动：例如请学生计算装修房间的建材花费、为动物园设计游客中心等等。而在创客教育当中，信息技术起到的是必不可少的作用，这在后文当中会加以阐述。
　　综上所述，在新兴科技和互联网社区发展的大背景下，创新教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想，开始走向人们的视野，并为越来越多的教育者所青睐。
　　四、创客教育的特性
　　创客课题的八个要点虽然创客教育的方式五花八门，但成功的创客教育都有其共性。SylviaLibowMartinez和GaryS.Stage总结了一个好的创客课题(MakerProject)所需要的八个要素[20]。笔者在这八个要素的框架下，综合多方资料加以阐述，总结出好的创客课题应该具有的八个要点。
　　要点
　　课题的切身性调动学生积极性、并与实践相结合课题的复杂性促使学生们用多个学科的知识来合作完成充足的资源充分利用各种资源为学生创造条件互动和合作取长补短、互相学习、分享信息高强度激发学生的自觉性和潜能合理的时间安排给学生提供充裕的完成时间/充分利用课余时间分享教育分享资源、分享知识、分享成果新颖性激发学生创新精神、打破思维定式课题的关切性一个好的创客课题，应该能够在最大程度上调动学生的积极性，并和实践相结合。在设计课题的时候，老师应该思考这样几个问题：这个课题和学生自己的兴趣相关吗？这个课题能够引发学生的关注，让学生愿意投入大量的精力、时间、和创造力吗？一种选择课题的方式，是把课题和学生的生活学习联系起来。多数人都倾向于更加关心自己身边的事情，如果能把创客课题和学生自身生活联系到一起，这种“关切性”将更容易激发学生的兴趣。然而，与生活相关的课题并不是唯一选择。在网络时代，学生有机会接触来自多方面的信息，能够获得各界知识，并培养多方面兴趣。利用学生的兴趣来选择课题也不失为一个好办法。如果条件允许，可以让学生参与到课题的设计上来，让学生更有参与感。
　　课题的复杂性
　　一个好的课题，应该促使学生们用多个学科的知识来合作完成。虽然创客课题并没有教学大纲，但教师在设计课题的时候可以考虑学生的已有知识储备和各自擅长的领域，调动学生潜力，使学生能够最大化地利用已有知识来解决问题。

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