常见问题 NOC赛事报名

Fablab动态

学校中创客教育的实践框架
2018-09-07 10:21

图片来源:Unsplash

摘要:创客教育集体验式教学、创新式教学、游戏化教学等多种教学方法的优点于一身,为解决当前教育中存在的学生创新能力差、实践能力差等问题提供了新思路。现有研究基本处在基础理论构建的阶段,大多针对意义、价值等基本问题的论述,鲜有关于从学校视角研究创客教育进行实践的内容。在已有研究的基础上,文章提出从课程体系分解融合、创客空间构建及课程实施、进行综合评价等三个方面构建学校创客教育实施的基本框架,进一步针对实施过程中可能存在的创客空间建设及管理、教师角色定位等问题进行论述,并提出相应解决思路,以期为相关实践及研究提供参考。

引言

“创客(Maker)代表了一类人和一种生活方式。”[1]从广义上来讲,创客教育是以培植大众创客精神及思维方式的教育;从狭义上来讲,创客教育是以现实问题为导向,以培养学生创造素养为目的的教育活动[2]。创客教育既集成了“做中学、项目式学习、DIY(Do It Yourself)和创新教育”等以学生为中心的教育思想,又秉承了“开放创新、探究体验、动手实践”的教育理念,其核心思想是“基于创造的学习”[3]。当前,国内有关创客教育的研究主要集中于以下几个主题:①创客教育价值的分析;②创客教育内涵及特征的分析;③学校创客空间及学习环境的构建;④对创客教育背后的文化根源探究;⑤面向STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)的创客教育研究;⑥创客教育的实施路径及实践模式研究。尽管已有研究为国内创客教育的发展及研究提供了一定的理论基础,但是教育中的创客活动究竟该如何实施的思路依然不甚清晰。因此,有必要立足于学校,构建创客教育实践框架,并探究其实施过程中可能遇到的挑战及其解决策略。

一 创客实践基本过程

尽管创客的实践具有不同的表现形态,但是都可以用图1来表示创客实践的基本过程[4]。

图1 创客实践的基本过程

从最初的创意迸发到产品成型,虚拟与实体的创客空间共同支撑起创客实践全过程。虚拟创客空间指网络创客社区、开源社区、众筹空间等,是处于不同时空的创客之间的联系纽带。而实体创客空间是供具有共同兴趣爱好的群体进行聚会讨论的真实空间,国内比较典型的实体创客空间有柴火空间、上海新车间创客空间等。在实体空间中,兴趣团体或项目团体成员可以更加深入地交流创意与想法;不同背景及专业的人群聚集,更加容易迸发出新的灵感;同时,实体创客空间为创客们提供了实践场所与技术支撑,由此促进创意向产品的转化[5]。游走于虚拟与实体空间的创客们对产品进行数字化原型设计和加工制作,使产品逐渐成型,通过商业孵化,最后推向市场进行检验并进行产品迭代。

二 创客教育实践框架

“教育是人类特有的更新再生系统,可能是人世间复杂问题之最。”[6]社会创客活动的目标即产品的创新设计与制造具有唯一性。而与之相对应的创客教育活动除了具有一般社会创客活动的目标,还具有培养人的目标。创客教育目标的二维性大大增加了创客教育实践的复杂性,这就意味着设计与制造行业的创客实践框架不能直接应用于创客教育活动之中。实际上,学校创客教育实践框架的构建需要解决三个基本问题:①创客课程如何构建?②创客空间构成要素有哪些及创客空间中的教学实践如何开展?③综合的评价体系如何构建?考虑到社会创客行动的已有框架和创客教育的特殊性,本研究尝试构建创客教育在学校中的实践框架,如图2所示。

图2 学校中创客教育的实践框架

1 创客课程的构建

传统课程内容的重组与融合是学校开展创客教育实践活动的前提。除了学生实践所必须的技术性课程(如编程、切割、焊接、3D打印、互动多媒体等),学生学科素养类课程也必不可少,因为此类课程才是学生进行创新与实践的基石。创客教育强调“做中学”、“创造中学”,以知识实践与创新能力培养为主要目标,学生需要掌握跨学科、跨专业融合性知识,用以解决遇到的问题,传统课程体系与内容显然不能满足创客教育发展的需求,创客教育的发展需要对传统课程体系做出调整。创客教育需要的不再是具有线性、严谨知识体系的课程内容,而是具有非线性知识体系的课程,应该尝试建立满足学生解决问题所需求的“菜单式”课程体系,使得学生需要什么就能够学习什么。“菜单式”的创客教育课程体系无需规模庞大,也无需像传统课程一样成体系,只需能够满足学生实践过程中的知识需求即可。

然而,需要考虑另一个问题:喜欢原有知识内容,不愿参加创客实践活动的学生怎么办?是否为了满足实践能力强、具有创客精神的学生的发展,而忽视其他学生的存在?显然不是,这就需要在原有课程之外开发一套与原有课程体系相对平行的课程体系。一般来讲,创客教育的课程开发有两种途径:①根据教学活动开展的需求,开发全新课程;②在原有课程体系的基础上,对知识内容进行拆分与融合,并依据实践需求做出适当的改变[7]。两种途径各有优劣:前者对课程重新设计能够脱离原有课程的影响,但是对课程设计及开发人员具有较高要求;后者虽然会受到原有知识体系的影响,但是其开发成本及要求较低。基于此,学校在创客教育课程开发过程中更加倾向于后者。课程内容的拆分与融合,可以从课程内部和课程之间的融合两个维度进行:从课程内部来讲,需要以学校专业教师之间的研讨为依托,进行学科体系的分解与重构,打破原有线性的学科知识体系,实现同一课程内不同知识点、不同知识单元、不同层次课程之间知识内容的融合;从课程之间的融合来讲,需要组织不同学科专家及教师进行研讨,打破学科之间的界限,以学生实践的内在需求为目标,进行知识体系的重组。融合之后的课程内容应该能够满足不同学生进行不同实践过程中各种类型的知识需求,类似于STEM的课程类型或许能为创客教育课程的变革带来启示。

2 创客空间的构成及教学实践

当前,无论是社会创客空间还是学校教育创客空间都是以线下实体空间为主。随着教育朝着混合式方向发展,仅有线下实体空间显然不能有效适应创客教育发展对信息及资源的需求。因此,需要搭建线上虚拟空间作为线下实体空间的延伸,为学习者的线上同步、异步交流提供便利,方便学习者知识内容、创意观点、创意产品的分享与交流。线上空间往往以云平台或网络空间的形式出现,通过设置不同的主题与版块,发挥不同的作用。然而,就线上创客空间所需设置的版块、主题、功能而言,基本的网络空间平台如博客、QQ空间等都可以实现以上功能。线下实体空间则为学习者提供计算机、3D打印机、开源硬件及软件开发平台、手工制造设备、成品案例等,线下创客空间既是学生创客实现创意与灵感的实体场所,也是学生直接获取教师、专家帮助的场域,是学生实践的保障。学生、教师、专家在线上与线下相互融合的创客空间中进行交流、协作、分享,创新的文化氛围逐渐浓厚,因此,创客空间也是一个文化空间。

创客教育空间中教学实践的实施路径一般体现在三类不同形态的课程教学实践之中:常规课程(基础知识、技能训练及拓展、创新学习项目)、体验型课程、竞赛型课程[8]。

在常规课程中,基础知识部分包括知识背景、项目实践知识基础等内容。在线上虚拟空间中,教师主要进行资源发布、学生知识测验、学习过程监控,学生则获取相关知识资源进行讨论及测验;在线下实体空间中,学生进行知识资源的获取及利用,以及面对面的同步讨论,而教师在此指导学习者。

基本技能训练及拓展部分包括实验仪器的操作、优秀案例的模仿等。在线上虚拟空间中,教师确定训练的技能、进行任务分配、资源发布、学习指导等,学生依据训练及模仿内容获取技能训练及模仿的资源案例,同时进行案例分析与异步讨论;在线下实体空间中,学生主要根据技能训练及模仿内容进行案例分析、分工协作、动手练习、项目管理、同步交流等,教师进行任务分配、资源及案例提供、实践指导等。

创新学习项目是指依托于现有知识体系而具有一定挑战性的学习项目。在线上虚拟空间中,教师需要适时发布学习项目、对学生学习项目进行指导与监控,学生则需招募项目小组组员,进行小组协作分工、分析案例、项目管理等;在线下实体空间中,学生需要组织项目小组进行面对面讨论、协作分工、分析成品及案例、进行学习项目进度及实施的管理,教师及专家再次进行项目实施指导与成品点评。

体验创客空间虽然不是实施创客教育不可或缺的内容,但却极其重要。在基础知识学习、技能训练及创新型项目实施之后,组织学生体验创客产品及创客空间,可使学生设计及实践的产品更加接近现实世界,并有机会接受专业创客的指导。在体验创客空间的过程中,学校及教师负责组织及指导学生进行参观,学生需要提前访问虚拟的网络创客社区,寻找兴趣点、组建兴趣小组,线下参观创客空间,并就感兴趣的内容与创客们进行交流。相关案例也表明,对创客空间的参观及创客活动的积极参与能够更好地激发学生的兴趣与创新意识,如2013年暑期北京创客空间针对儿童教育发起的主题教育项目“Creatica创意教育”和2014年温州中学组织学生创客参加上海创客嘉年华的活动等,对学生所在学校创客教育的发展起到助推作用。

技能竞赛是深化学生技能及知识掌握的重要途径。当前,创客教育中的技能竞赛可分为两种:①既定型竞赛是指教师确定竞赛的项目,各个小组围绕给定的项目进行模仿与实践,如“温控风扇的设计与实现”;②开放型竞赛是指教师给定竞赛范围,兴趣小组自助选定竞赛内容进行设计与实现,如教师发布“机器人设计”的竞赛范围,项目小组依据自身优势及兴趣选择不同类型及功能的机器人进行设计与开发。通过综合项目的设计,不仅能够培养与考察学生对项目的设计与规划能力,更能够培养学生的创新思维能力。在技能竞赛部分,教师以专家及指导者的身份出现,进行实践项目发布及项目实践指导;学生的行为则以组建项目小组、案例分析、项目设计、资源收集、加工制作、成品展示等为主。

3 综合评价体系构建

创客活动的开放性及复杂性,使得创客活动的测评变得极具挑战性。创客教师、学科教师和测评专家之间的合作是解决上述挑战和难题的可行之道,通过多维度的观察、追踪和记录学生创客活动,可以引导学生通过项目实施实现预定目标[9]。

创客教育的评价方式除了拥有传统课程的评价方法,还应更加注重对学生协作交流过程、项目完成程度、创意产品的实现以及项目耗费的情况进行综合评价。协作交流过程的评价需要依据线上线下兴趣小组对课堂学习、实践知识、案例分析、项目管理等内容讨论的积极性、深度等多维度进行,同时对学习者在项目完成过程中的参与程度、是否乐于分享等多维度进行充分考虑。产品的实现按照该产品是创新型学习项目还是模仿型学习项目进行综合评估:模仿型项目依据项目的完成时间、功能实现程度等指标进行评价,创新型项目则主要依据项目的完成时间、成本、效率进行综合评定。

从更高层面来讲,创客教育应当关注两方面的评价内容:①是否创造了社会经济价值?主要看学生所参与的实践项目和实践产品能否转化出一定的经济效益。②在人才培养方面的效果如何?基础教育领域中的创客教育效果,主要看其培养的人才能否得到高等学校的认可,而高等教育领域中的创客教育效果则主要看其培养的人才能否得到用人单位的认可。

三 实践中的问题及建议

创客课程的设计、创客空间中的教学实践及综合评价体系的构建是创客教育实践的关键内容,但在实践过程中可能会遇见另外两个重要的问题:

1 创客空间如何构建与运营?

创客空间是创客教育得以实施的基础环境,学校创客空间的构建涉及三个关键问题:

创客空间的构建与运营要耗费大量的资金。从当前不同学校创客空间的发展来看,其资金来源主要有以下几个渠道:①学校自筹。学校自筹是创客教育发展资金的最直接来源,也是创客教育能否起步发展的最为重要一步,大量心怀创客梦想的教师往往因为得不到学校资金的支持而止步不前。②引入社会资本。社会资本尤其是风险资本逐渐发现学校创客空间所蕴含的巨大商业价值,大量资本涌入学校创客空间的建设中,为学校创客空间的发展提供了强有力的资金及技术支持。③社会公益力量的介入。社会公益力量的资助是支撑基础教育创客空间正常运营的重要力量。如温州中学DF创客空间通过引入社会公益力量促进了自身的发展,不仅获得了企业捐赠的3D打印机及学习套件,还获得了社会机构及科研院所的资金用以购买创客设备。

当前,学校创客空间构建主要分为两种模式:①集中式的大空间模式,是指建设、运行一个设施和工具等资源齐全的大型创客空间,一般见于资金及技术实力雄厚的综合性大学;②分布式的小空间模式,即满足特定创客活动的小型创客空间,常见于一般院校及中小学。尽管不同学校建设的线下创客空间在规模、项目上不尽相同,花费也差别很大,但很多小规模的、花费少的创客空间对校园文化、创新能力和学习效果产生了积极显著的影响[10]。而创客空间建设依托场地也常见于两种情形:一种是现有闲置空间的利用,能够最大限度地实现资源的利用,减少建设成本;另一种是基于图书馆空间的改造,能够最大程度地发挥图书馆学习知识及资源集散的功能,充分发挥原有知识开放、空间开放的特性。总的来讲,两者各有优劣,但也存在共同之处,即都应满足以下基本条件:首先,场地要足够大,当然并不是说越大越好,而是应该能够容纳一些试验台、体积较大的加工工具,同时应当具有一定的成品展示空间[11];其次,提供足够全的工具,创客空间要正常运行需要配备各种有效的工具和配套元件,同时根据需要不断更新和完善,以保持创客空间的可持续发展。

建设一个创客空间容易,而要做到持续运营却不容易[13]。创客空间需要制定完善的运营计划,因为创客空间配有一些带有危险性的操作工具,如切割机、机床、铣床、通电的试验台等,在没有规范操作指导的情况下存在发生危险的可能性,因此,需要专门教师进行指导。另外,很多学校的创客空间都设有使用权限,仅仅面对特定的专业学生开放。理想的创客空间应该是724的开放时间,使得具有特定需求的人能够实时地参与进来,但是考虑到创客空间全天候开放存在一定困难,因此至少要保证学校正常上课时间能保持开放的状态。而创客教育所需的大量具有综合实践能力的指导教师以及管理人员,对学校教师队伍的建设形成一定压力与挑战。

2 创客教育中教师角色如何定位与发展?

创客教师角色与传统课程中教师角色有所不同:①创客教师是创客课程的组织引导者。在松散自由的学习空间环境下,教师需要针对良构与非良构知识提供相应的任务支架、技术工具与资源,利用专业化的教学策略引导并辅助学习者创造性地发现问题、分析问题、解决问题。②教师是学习项目的设计者。创客课程的实施以综合性的项目实施为依托,在项目实践过程中培养学生的实践能力与创新能力,因此,设计优秀的实践项目显得尤为重要,同时也给教师带来巨大的挑战和压力。③创客教师是创客教育的评价者。在开放性的学习与实践课程中,对学习者本人及实践项目的监管与评价极其重要,但也极具挑战性,因此,探索行之有效的评价方式对学习者进行综合评估,也将是创客教师的一项重要任务。

创客教育的显著属性就是其开放性与跨学科性——开放性学习对教师具有较高的要求,加上其跨学科性,决定了个体教师无法有效完成教学的实践任务。因此,组建教师辅导小组是必然的选择。教师小组中的成员应当具有不同的学科背景,用以满足学生跨学科知识的需求。需要说明的是,教师小组成员不一定都是同一所学校的教师——既可以是其它学校的教师,也可以是领域专家。教师来源的多样化,一方面提升了师资的整体力量,另一方面教师之间的协作以及教师之间的知识结构差异为学生学习的多元评价提供了可能。

不同于以往教育中对教师着重进行教学技能的培训,创客教育中教师除了接受教学技能的培训,也应注重多学科背景知识的学习。学科知识的学习不一定要达到专业化程度,只需在学生有需求时能够给出适当建议。推动创客教师队伍发展可以从两方面进行:①积极参与省、区组织的创客教师培训,使青年骨干教师积极接受创客教学技能培训,充分发挥其技术骨干的作用;②搭建教师研修工作坊,组织具有相关经验及意愿的教师进行研讨、学习。教师工作坊中的教师拥有不同学科背景,可以相互启发与帮助,这使得教师研修的过程既是知识及技能提升的过程,也是教师相互交流、共同实现同一学校内或不同学校之间师资力量融合的过程,而师资力量的有效融合往往是实践的难点。

四 结束语

本研究构建了现有环境与政策背景下学校教育创客的实践框架,对课程内容、空间构建及教学实践、综合评价等创客教育实践的关键点进行了论述。然而需要注意的是,本研究仅仅对学校创客教育实践过程中的主要问题进行阐述,而对这些问题的重视与解决并不意味着学校中的创客教育实践就能顺利进行。由于教育是一个开放与发展的生态系统,该系统中任何要素之间的关系处理不当,都可能对创客教育的实践产生掣肘。因此,如何处理好政策、资金、师资、家长等诸多要素的关系来助推学校教育创客的实践,依然是对学校管理人员能力及智慧的考验。


版权所有:武汉创趣天地教育咨询有限公司 (C)2017 备案号:鄂ICP备17013516号-1