創客教育 信息技術使能的創新教育實踐場

一、創客教育概述

1.從創客到創客教育

隨著網際網路熱潮和3D列印技術、微控制器等開源硬體平台日益成熟，創客教育(Maker Education)正在掀起一股席捲全球的教育變革浪潮。

雖然創客教育至今還沒有一個正式的官方定義，但創客的理念已日趨成熟，在教育界引發一股新思潮。

創客源自英語單詞「Maker」，原意是指「製造者」。

現在，創客用於指代利用網絡、3D列印以及其他新興科技，把創意轉換成現實，勇於創新的一群人[1]。

目前為止，全世界已經建立了超過1400個創客空間(Maker Space)，這一數字還在持續增長(圖1為世界範圍內已在維基百科上標記的創客中心)。

在創客空間當中，創客們在一起協作，利用空間裡的科技和硬體實現他們的創意[2](圖2是位於美國羅切斯特的一家創客空間)。

與此同時，世界各地的創客們還通過網絡社區(例如makespace.org)聯繫到一起，互相幫助，互通有無。

美國最早創客空間的聯合創始人Mitch Altman認為，創客空間並不需要物資上的奢華，最重要的是能夠為每個參與者提供一個可以自由交流思想、一起探索未知的環境[3]。

隨著創客空間的普及，創客精神越來越多地引起了教育者的思考和共鳴。

美國地平線報告(New Horizon Report)2014年高等教育版中指出，在未來三到五年之內，美國高校學生有從知識的消費者(Consumer)轉換為創造者(Creator)的趨勢，而創客教育在這個轉變中將會起到十分重要的作用[4]。

圖1  已在維基百科上標記的創客空間全球分布圖

圖2  美國羅切斯特的創客空間

對教育者來說，創客精神與學生旺盛的求知慾和「在實踐中教學」的教育思想不謀而合[5]。

雖然創客教育不會直接教授學生基礎知識，但在當「創客」的過程當中，學生將有機會運用到數學、物理、化學、甚至藝術等多學科的知識[6]。

在創客教育中，學生不再是知識的被動接受者，而是身兼數學家、科學家、發明家[7]等多重角色。

創客教育所倡導的提出問題並利用自己的創造力解決問題的過程，對學生能力的培養至關重要。

2.教育界的創客運動(Maker Movement)

2014高等教育版的美國地平線報告中預測，學生從知識的消費者轉變為創造者，將是未來三到五年內的趨勢，而在教育界日趨發展壯大的創客運動，正是這一預測的一大表現[8]。

在美國的基礎教育和高等教育界，創客運動正以不同的形式興起。

2013年，美國巴爾的摩市建立了電子港科技中心(Digital Harbor Tech Center)，為巴爾的摩公立學校的學生提供創客空間(中心網站：http://www.digitalharbor.org/)。

巴爾的摩市公立學校的中小學生可以在電子港科技中心註冊課程並使用中心設備來進行創客課題。

與此同時，電子港科技中心也為廣大教育者開設課程培訓和研討會，用來推廣3D列印等新興科技。

電子港科技中心還鼓勵社區居民們以家庭為單位，共同到科技中心的創客空間來，一起享受創造的快樂。

目前，該中心正在逐漸發展壯大，為巴爾的摩的學生和居民提供了學習和創造的空間。

在美國高校里，創客運動也在蓬勃發展。

目前，University of Wisconsin, Madison、University of Nevada,Reno、University ofMary Washington、Stanfor等60多所高校已經陸續在校園裡開設了創客空間[9]。

這些創客空間和傳統的科學實驗室不同，它們並不隸屬於任何院系，而是獨立向廣大師生開放。

開放性是高校創客空間的一大特點，創客空間隨時向各個學科、各年級學生開放。

在創客空間進行的實驗，沒有固定要求，而是以學生的具體需求和興趣來決定。

有時候教授們也會在創客空間開設課程，但這些課程往往比較隨意，也不計入學分。

為促進創客運動在教育界的發展，史丹福大學還開設了學術獎學金，鼓勵廣大教育者申請。

每年史丹福大學將會為十位教育工作者提供學術獎學金，用來鼓勵他們實踐並研究創客運動在不同教育領域的應用。

二、以學生為中心和與實踐相結合的教育理念

雖然創客教育是近年來新興的教育理念，但它的理論基礎是建立在多種成熟的教育理念之上的，例如體驗教育(Experiential Education)、項目教學法(Project-Based Learning)、創新教育等、DIY(Do It Yourself)理念。

體驗教育(Experiential Education)的理念的源頭，可以追溯到教育學家杜威(John Dewey)在20世紀初提出的「做中學」(Learning by doing)的教育思想[11]。

杜威教育學理念的廣泛傳播，使人們意識到在體驗教育里，解決問題的能力和批判性思維的培養比死記硬背和單純的認知能力訓練更加重要。

體驗教育的核心是學生在主動積極參與的情況下進行學習[12]。

在體驗教學當中，學生是學習的中心。

教師起到了一個輔導者(Facilitator)的作用，負責設計和真實世界相關的教育任務，調動起學生的積極性和加強學生的參與度。

值得注意的是，在體驗教育當中，重要的並不是學習成果，而是學習過程本身[13]。

在體驗學習的過程當中，測評和反饋是十分重要的。

完成任務並不是學習的終結，隨之而來的深度體驗、反思和改進才是體驗教育里最重要的因素[14]。

項目學習法(Project-Based Learning)理論基礎和體驗教育相似，認為學生能夠在互相協作完成一個特定任務和解決問題的過程當中進行學習[15]。

項目教學法常常以一個持續幾周乃至一學期的任務為中心，讓學生在分組協作完成任務的過程當中進行學習。

雖然項目學習法有很多靈活的方式[16]，但和體驗教育一樣，項目學習法並沒有固定的教學大綱，並強調以學生為中心的模式，強調並培養學生的自主學習能力。

在我國，創新教育是中央教育研究院在1998年正式提出的理念，在教育學界引起了很大的反響，並有效地推動了我國教育改革的進行[17]。

朱永新等在文章中指出:「創新教育也就是根據創新原理，以培養學生具有一定的創新意識、創新思維、創新能力以及創新個性為主要目標的教育理論和方法。

」[18]在具體實施上，創新教育有不同的形式，但最終目的是培養學生的開創性個性[19]。

除了教育理念之外，創客教育也受到了DIY理念的影響。

DIY理念對人們並不陌生，泛指不通過專家和專業人士的幫助，自己修理、改造、製造或創造一樣的東西的過程。

DIY理念強調培養自己動手的能力和享受自己動手的成果，在創客運動中發揮了不小的影響。

事實上，很多創客都是從DIY愛好者開始走上創客之路的。

不難看出，在創客教育中分別融合了體驗教育、項目教學法、創新教育以及DIY理念當中的一些元素。

如圖3所示，展示了創客教育的理論融合。

首先，創客教育強調了體驗教育中的深度參與，繼承了在實踐中學習的思想;其次，創客教育的框架和項目學習法相似，都以一個特定的學習任務為中心，使學生能在分組協作完成任務的過程中完成學習，培養學生解決問題的能力;第三，創客教育繼承了創新教育的理念，以培養學生的創新意識、創新思維以及創新能力為目標。

此外，創客教育還包含了體驗教育、項目教學法、創新教育的共性：即以學生為中心，強調並培養學生的自主學習能力。

而DIY理念也融合在了創客教育之中，即培養學生的動手創建、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，創客教育融入一個新的因素——信息技術的促進作用。

作為新興的教育理念，創客教育更加依賴於科技。

雖然很多教師在應用項目教學法時，也會藉助於科技來輔助教學，但這並不是必要的要求。

在傳統課堂里，教師也可以設計項目學習法的相關活動：例如請學生計算裝修房間的建材花費、為動物園設計遊客中心等等。

而在創客教育當中，信息技術起到的是必不可少的作用，這在後文當中會加以闡述。

圖3 創客教育的理論融合

綜上所述，在新興科技和網際網路社區發展的大背景下，創新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，開始走向人們的視野，並為越來越多的教育者所青睞。

三、我國的創客教育

1.國內創客教育的發展

2010年，國內創客空間的大本營「新空間」在上海正式落戶。

以此為始，創客運動在國內迅速發展起來。

目前，全國各地均有創客團體活躍。

他們來自不同的行業，利用業餘時間或是全職來進行創客工作。

這股風潮也影響到了國內的教育界。

在清華大學深圳研究生院、哈爾濱工業大學深圳研究生院、深圳大學等一些高校已經出現了創客團體或創客社團。

2014年6月，清華大學舉辦了由Intel贊助舉辦的創客教育論壇。

中國教育部和清華大學、新奧集團聯合主辦了中美青年創客大賽。

主流媒體的關注和高校的大力支持，對創客教育的推廣起了很大的作用。

除了高校，在一些中小學校里創客教育也得到了發展。

浙江省溫州中學早在2008年就由一名高三學生創建了「創客空間」。

溫州中學的謝作如老師以溫州中學為例，討論了如何在中小學建立創客空間。

謝老師在文章中指出，中小學建設創客空間必要的條件有[32]：足夠大的場所、足夠全的工具、以及足夠長的開放時間。

然而，要創辦一個成功的創客空間，僅僅有硬體的支持是不足夠的。

儘管創客教育是很容易理解的概念，但設置相關的系統課程，還需要教師對創客教育的深入理解和時間精力上的大量投入。

隨著創客運動的深入發展，相信會有更多的教育工作者對創客教育進行實踐和研究。

2.創客教育展望

(1)創客教育在我國的優勢

創客教育是在當今創客運動的浪潮之下，在教育界興起的教育創新現象。

創客教育繼承了項目教學法、做中學、探究學習等以學生為中心的教學思想，並藉助與信息技術的融合，開拓了創新教育的實踐場。

在我國，雖然創客教育已經在部分中小學和高校發展起來，但仍然沒有廣泛地得到推廣，因此我們值得為之大力鼓勵。

針對我國的情況，創客教育有以下幾個優勢：

首先，創客教育貫徹了以學生為中心的教學思想。

相對於傳統的以教師為中心的授課方式，創客教育為中小學教育以及高等教育提供了新的教學模式。

這種新模式鼓勵學生髮揮自己的特長、並找到適合自己的學習方式。

與傳統模式相比，創客教育更加尊重學生個體的差異。

其次，創客教育為學生提供了互動和合作的空間。

在我國，很多中小學和高校都採取了大班教學。

在教師精力有限的情況下，有時學生們無法得到及時的、有針對性的反饋。

而在創客教育中，團隊合作是一個重要的組成部分。

除了教師，學生們在合作的過程當中可以得到來自彼此的及時反饋，並相互學習。

另外，完成課題的互動過程也有助於培養學生的團隊精神和合作能力，同時也有助於增強班級凝聚力。

第三，信息技術在外部為創客教育提供了可為環境，在內部促進了成員交流。

藉助信息技術的幫助，學生們能夠通過網絡獲得更多的資源，並在不受限於空間和時間的情況下進行實時交流。

創客教育的發展，將極大地促進我國教育信息化的創新發展。

創客教育強調的創新精神和綜合運用知識技能解決實際問題的能力，是將來學生在求職和就業中必不可少的能力。

而且，創客課題當中少不了新興科技的應用，在完成課程的過程當中，學生有機會接觸和學習新興科技，這也是在當今科技時代的必要知識儲備。

此外，創客教育有助於發展學生的動手能力，培育「尚技重工」的文化。

在西方國家，人們在做事前往往會想一想是否能利用、甚至發明技術工具。

由於人工費的高昂，很多美國人會在自家的車庫裡進行DIY製作、改造、甚至創造新的家具和電器。

這種車庫工坊和DIY的理念精神深入人心，實際上培養了一種尚技的文化。

而我國在應試教育、獨生子女社會背景下，長期以來存在著重腦輕手、重理輕器的現象，造成相當多學生眼高手低、無所適從的嚴重後果。

創客教育提倡自己動手、鼓勵創新開拓的思想，正好可以彌補這種缺陷。

因此在我國倡導創客教育有很大的必要性。

(2)推行創客教育的問題和建議

然而，創客教育在我國的開展和推廣也面臨著一些問題：第一個問題和經費有關。

開展創客教育往往需要設備和工具的支持，雖然現在的科技產品的價格已經較以前低廉許多，很多學校還是負擔不起。

第二個問題和教師培訓有關。

雖然關於創客教育的討論已經在學界開展起來，但對於一線教師仍然是一個比較新的概念。

如何開展創客教育，對教師們是一個新的課題。

在這些問題的基礎上，筆者對我國創客教育的發展提出了以下幾點建議：

第一是成立多校共享的創客中心作為試點。

多校共享的創客中心是降低成本的一個方式。

如果學校之間能夠互相合作，不但能讓學生享受更多的資源，也有助於增強學生和教師們的跨校交流和合作。

在創建創客中心時，不要一味地追求昂貴的器材，而是要因地制宜，最大化的利用已有資源。

相較於昂貴的設備，創客教育中更寶貴的是探索勇於創新的精神。

如果學校和教師無法提供較貴的設備，也可以在活動的設計上花費更多的心思，鼓勵學生利用已有資源來完成創客課題。

第二是提供相應的教師培訓。

雖然創客教育已經吸引了很多教師的目光，但由於缺乏具體的指導，很多教師空有熱情卻找不到實踐方法。

提供教師培訓可以幫助教師掌握創客教育的核心、了解創客教育的框架和實施方式，這將鼓勵更多的教師把創客教育應用到教學當中去。

教師培訓可以和創客中心試點結合起來。

在前文中提到巴爾的摩市建立了電子港科技中心，就為教師們提供了大量的培訓課程和研討會。

創客中心試點在為學生們提供創客空間的同時，也可以為教師們提供培訓。

這樣既最大化的利用了中心資源，也為廣大教師提供了一個教學相長的環境。

第三是鼓勵器材的研發生產。

除了已有的新興科技，也要鼓勵研發和生產專門針對創客教育的器材。

例如由麻省理工學院兩名博士研發的MaKey MaKey發明工具箱，能夠將日常物品變成觸摸板，連上電腦和網絡。

美國一些創客教育中心已經應用了這項成果。

第四是通過多方合作創建社區創客中心，支持親子創客活動，也可以吸引成人參加創客活動，有助於培植全民的「尚工文化」。

社區居民中蘊藏著大量工程技術專人，可以聘為義務的創客輔導員。

第五是創建良好的激勵機制。

對創客教育的評價和激勵也十分重要，例如史丹福大學為創客教育研究開設的學術獎學金、由公益組織支持的學生創客作品展覽等等，無不對創客教育有著巨大的激勵作用。

在我國舉行的聯想創客大賽、中美青年創客大賽，對創客教育的推廣有十分積極的作用。

對創客教育的評價體系還在形成階段，需要廣大教育者和研究者的共同努力;而對創客教育的激勵和推廣，則需要政府、社會、學校的共同支持和努力。

本文節選自《創客教育: 信息技術使能的創新教育實踐場》 作者：祝智庭 孫妍妍

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