项目印记

【摘 要】

在创客运动（Maker Movement）席卷全球的影响之下，创客教育（Maker Education）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。

【关键词】“创客教育；技术使能；创新教育”

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（Maker Education）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。目前为止，全世界已经建立了超过 1400 个创客空间（Maker Space），这一数字还在持续增长。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，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 Mitch Altman 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。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（New Horizon Report）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。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。虽然创客教育不会直接教授学生基础知识，但在 “创客” 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。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（Maker Movement）

2014 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。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。2013 年，美国巴尔的摩市建立了电子港科技中心（Digital Harbor Tech Center），为巴尔的摩公立学校的学生提供创客空间（中心网站：http://www.digitalharbor.org/）。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，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，University of Wisconsin, Madison、University of Nevada, Reno、University of Mary Washington、Stanfor 等 60 多所高校已经陆续在校园里开设了创客空间。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。

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 Raspberry Pi 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，网络社区为创客提供了交流平台，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。

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（Experiential Education）、项目教学法（Project-Based Learning）、创新教育、DIY（Do It Yourself）理念。体验教育（Experiential Education）的理念源头，可追溯到教育学家杜威（John Dewey）在 20 世纪初提出的 “做中学”（Learning by doing）的教育思想。

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，在体验教学当中，学生是学习的中心，教师起到辅导者（Facilitator）的作用，负责设计和真实世界相关的教育任务，调动学生的积极性和加强参与度。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，且体验学习过程中的测评和反馈十分重要，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。

项目学习法（Project-Based Learning）理论基础和体验教育相似，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。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，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。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。” 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。

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、制造或创造一样东西的过程，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。

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、创新思维以及创新能力为目标。此外，创客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 —— 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），而在创客教育当中，信息技术起到的是必不可少的作用。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。

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。Sylvia Libow Martinez 和 Gary S. Stage 总结了一个好的创客课题（Maker Project）所需要的八个要素，结合多方资料可总结出好的创客课题应具有的八个要点：

课题的切身性：能最大程度调动学生积极性并结合实践，设计时可关联学生生活或兴趣，条件允许时鼓励学生参与课题设计，以此激发学生兴趣和参与感。

课题的复杂性：促使学生运用多学科知识合作完成，教师设计时需考虑学生已有知识储备和擅长领域，调动学生潜力以最大化利用已有知识解决问题。

充足的资源：教师在学校条件允许下为学生提供硬件设施，同时鼓励学生因地制宜发挥主观能动性，利用手头资源，还需培养学生从多渠道获取信息及甄别信息的能力（这是互联网时代完成创客课题的必要能力）。

互动和合作：同学间的互动和合作是完成创客课题的必要环节，也是学习的一部分（符合社会建构主义学派 “通过交流合作构建新知识” 的观点），组员可发挥各自擅长领域（如数学、物理、绘画、统筹规划等）取长补短，部分国外创客课题组还由不同年级组员组成，形成低年级向高年级学习、高年级巩固知识的良性循环；此外，还可借助网络社区或邀请校外专家拓展交流空间。

高强度：不同于传统教学中 “完成规定任务即可”，创客课题的探索无上限，学生需自主投入大量精力，通过不断尝试，以高强度思考和操作充分激发自身潜能。

合理的时间安排：创客课题需经历制定计划、执行计划、试运行、纠错、修改等复杂过程，因此需为学生提供充裕时间，必要时可利用课余时间，以满足学生查找资料、研究问题的需求。

分享教育：组员在课题过程中需分享资源（物质层面）、知识（精神层面），课题成果是集体智慧结晶，成功喜悦也需共同分享，以此培养学生分享精神，为其未来工作生活中的团队合作奠定基础。

新颖性：旨在激发学生创新精神、打破思维定式，教师在指导过程中需保持开放心态，鼓励学生创新并与学生共同学习。

信息技术在创客教育实践中的作用

在创客教育实践当中，信息技术起到了必不可少的 “使能（Enabling）” 作用 —— 使创客们由不能变为可能，由小能变为大能，具体体现在三方面：

提供便捷搭建环境：硬件上，提供计算机、相关数控 / 电控器件等；软件上，借助互联网拓展知识获取渠道，开源软件与电子控制硬件结合形成的 “开源硬件平台”、免费软件，为学生完成课题提供便利，部分课题还需使用 CAD（计算机辅助设计）平台、CNC（计算机数控）机床等设计制造技术平台；此外，很多创客项目的器件可通过网上 “淘宝” 获得。

便利交流协作：支持学生开展课堂外的远程协作，借助微信、微博、论坛、网站等即时 / 非即时交流工具，学生可在课余时间交流以推进课题，且组员无需在同一班级或学校（有网络即可联系）；同时还提供线上专家咨询渠道（专家可由学校邀请或学生自行通过互联网联络），打破交流的时空限制。

提供社会化评估平台：创客教育成果与实际结合紧密，需不同于传统教育的评估方式，信息技术支持的网络平台可让教师发布学生课题成果，若成果可实际应用，还能获取用户评估，相比传统评分方式，这种社会化评估更广泛、多样且科学。

创客教育对教师角色的影响

研究表明，科技在教育中越来越广泛的应用逐渐促进了教师角色的转变。Hartnell-Young 认为，在课堂中运用科技时，教师需承担 “设计学习环境”“管理人员资源”“调控学生学习”“提高实践质量” 四种角色，这在创客教育中同样适用。在传统课堂里，教师是权威、知识的传播者和课堂的中心；而在创客教育中，没有固定课程大纲和规定知识讲授，学生探索过程中甚至可能涉及教师不熟悉的知识，传统教师角色无法满足需求。在创客教育中，课堂中心从教师转换到学生，教育鼓励创新意识和团队精神，提倡松散自由的学习空间，每个学生都有成为某一领域专家的潜力，教师不再机械传授知识，而是成为课堂的设计者和组织者，还需放开心态，不将自己视为权威，而是与学生共同成为学习者（如美国某高校翻转课堂研究中，教师曾从学生处学习平板电脑教育应用程序用法）。不过，创客教育的松散性结构并不意味着教师责任减少：首先，教师仍是教学设计者，需负责创建创客空间、选购相关科技产品、制定创客课题（这依赖于教师对学生的了解和教学经验）；其次，在课题过程中，教师充当调节者和辅助者，虽不直接讲授知识，但需以自身知识和阅历及时引导学生、提供支持帮助；此外，还需引导和鼓励学生互动合作，营造良好自由的小组合作氛围。同时，教师在创客教育中也面临新挑战：科技在创客教育中作用重要，学生使用新科技时往往期待教师提供支持和帮助，这要求教师除专业知识外，还需对新科技有一定了解，以便在需要时指导学生。

创客教育实例展示

为直观呈现创客教育，可参考美国创客展览会（Maker Faire）中的一个创客课题：美国维尼亚地区高中（Vineyard High School）的五名学生协作，利用有限工具材料制作电动小型卡丁车。该课题框架如下：

课题目标：利用可用工具和材料，设计并制作一台电动小型卡丁车；

工具器材：电池、木板、焊接板、电锯、电线等相关工具，以及互联网；

小组组成：美国维尼亚地区高中的五名学生；

时间安排：两周，小组在放学后下午 2:00-3:00 活动；

专家辅助：两名学校辅导教师，以及麻省理工学院研究人员的义务帮助；

最终成品：一辆电动小型卡丁车；

评估：经测试卡丁车运行良好，小组成员在美国创客展览会上介绍经验。课题开始时，学生无制作卡丁车经验且不会使用相关工具，过程中仅在两位老师指导下，利用放学后的一个半小时，从无到有完成制作（学生独立决策、拼装，老师未帮忙），期间两名学生还造访麻省理工学院获取研究人员指导，课题完成后学生驾驶卡丁车参加创客展览会。这是典型的创客课题：未使用昂贵科技产品，学生借助已有工具和互联网，在教师指导下合作探索电路连接和工具使用，遇难关时联系专家获取帮助；过程中无既定课程大纲，但学生运用数学、物理学、机械学知识，培养了动手能力，充分发挥探索和创新精神；成果未采用传统分数评估，而是通过性能测试和展览会展示完成评估。

我国的创客教育

国内创客教育的发展

2010 年，国内创客空间的大本营 “新空间” 在上海正式落户，此后创客运动在国内迅速发展，目前全国各地均有来自不同行业的创客团体活跃（部分全职、部分利用业余时间开展创客工作），且这股风潮逐渐影响国内教育界。在清华大学深圳研究生院、哈尔滨工业大学深圳研究生院、深圳大学等高校，已出现创客团体或创客社团；2014 年 6 月，清华大学举办了由 Intel 赞助的创客教育论坛，中国教育部还与清华大学、新奥集团联合主办了中美青年创客大赛，主流媒体的关注和高校的大力支持，为创客教育推广起到重要作用。除高校外，部分中小学也在发展创客教育。例如浙江省温州中学，早在 2008 年就由一名高三学生创建了 “创客空间”。温州中学的谢作如老师以该校为例指出，中小学建设创客空间需满足三个必要条件：足够大的场所、足够全的工具、足够长的开放时间；但仅靠硬件支持无法创办成功的创客空间，还需教师深入理解创客教育并投入大量时间精力，设计相关系统课程。随着创客运动深入，预计会有更多教育工作者实践和研究创客教育。

创客教育展望

我国创客教育的优势：

贯彻以学生为中心的教学思想，为中小学和高等教育提供新教学模式，鼓励学生发挥特长、找到适合自身的学习方式，相比传统以教师为中心的授课方式，更尊重学生个体差异。

为学生提供互动和合作空间，可弥补我国中小学、高校大班教学中 “教师精力有限导致学生难获及时、针对性反馈” 的问题，学生在合作中能相互反馈、学习，还能培养团队精神、合作能力，增强班级凝聚力。

信息技术为创客教育提供外部环境并促进内部成员交流，学生可借助网络获取更多资源，突破时空限制实时交流，创客教育的发展将极大促进我国教育信息化的创新发展。

强调创新精神和综合运用知识技能解决实际问题的能力（这是学生未来求职就业的必备能力），且创客课题涉及新兴科技应用，学生在完成课题过程中可接触、学习新兴科技，积累科技时代的必要知识储备。

有助于发展学生动手能力，培育 “尚技重工” 的文化，可改善我国应试教育、独生子女背景下 “重脑轻手、重理轻器” 导致的学生眼高手低问题（不同于西方国家 “车库工坊” 和 DIY 理念培育的尚技文化）。

推行创客教育的问题和建议：

面临问题：

一是经费问题，开展创客教育需设备和工具支持，虽当前科技产品价格较以往降低，但仍有很多学校负担不起；二是教师培训问题，创客教育对一线教师而言仍是较新的概念，学界虽有相关讨论，但教师缺乏具体指导，难以掌握实践方法。

发展建议：

成立多校共享的创客中心作为试点，通过校际合作降低成本，让学生享受更多资源，同时增强学生、教师的跨校交流合作；创建时需因地制宜利用已有资源，不盲目追求昂贵器材（创客教育中 “探索创新精神” 比昂贵设备更重要），若设备有限，可通过精心设计活动鼓励学生利用已有资源完成课题。

提供相应教师培训，帮助教师掌握创客教育核心、了解框架和实施方式，以激发教师实践热情；培训可与创客中心试点结合（参考美国巴尔的摩电子港科技中心 “为学生提供创客空间的同时为教师提供培训课程和研讨会” 的模式），最大化利用资源并营造教学相长的环境。

鼓励创客教育器材的研发生产，除应用现有新兴科技外，支持研发专门器材（例如麻省理工学院两名博士研发的 MaKey MaKey 发明工具箱，可将日常物品变为触摸板并连接电脑和网络，已在美国部分创客教育中心应用）。

多方合作创建社区创客中心，支持亲子创客活动并吸引成人参与，助力培植全民 “尚工文化”；可聘请社区中具备工程技术能力的居民担任义务创客辅导员。

创建良好的激励机制，参考斯坦福大学 “为创客教育研究设学术奖学金”、公益组织 “举办学生创客作品展览” 等模式，以及我国 “联想创客大赛”“中美青年创客大赛” 的积极作用，完善创客教育评价体系（需教育者、研究者共同努力），并通过政府、社会、学校协同支持，激励和推广创客教育。

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