面向創客教育的設計型學習模式構建

▍設計型學習內涵及實踐模型

✔1.理論依據

項目式學習(Project Based Learning)旨在督促學生通過廣泛深入地探究複雜真實的問題和精心設計的產品與任務而獲得知識和技能的一種系統性教學方式。

依據PBL教師行動手冊對項目的界定，項目是複雜的、富有挑戰性的，需要通過設計、問題解決、決策、調查探索等活動來完成。

項目式學習在學習內容上：重課內，又重課外；在教學方法上：輕講解，重啟發；在組織形式上：輕封閉，重開放；在學習形式上：輕個體學習，重小組學習等。

其特徵包括：真實的學習項目、以問題解決為導向的學習評價、教師作為輔助者、清晰的教學目標、團隊協作、學習反思、多學科知識綜合運用。

在項目式學習中，課程項目是核心，項目通常以驅動性(Driving)的問題來啟動，以面向真實情境的問題解決為目的，包含建構性的探究(Constructive Investigation)活動，以此推動學生對學科知識與原理的理解與掌握、知識經驗的轉化與建構。

體驗式學習(Experimental Learning)源於人們對學校過於注重直接經驗和接受式學習的思考。

Kolb於1984年提出了體驗式學習的四階段模式，包括：具體體驗(Concrete Experience)、觀察反思(Reflective Observation)、抽象概念(Conceptualization)、檢驗假設(Active Experimentation)。

學習開始於具體情境中的體驗，通過觀察反思將個人經歷建構成一種理論或模式，對已發生的現象或問題進行解釋。

在面對新的問題情境時，運用建構的理論或模式進行解決，以驗證理論的合理性、可靠性。

由此可見，體驗式學習是一個以體驗為基礎的持續過程，學習既包括學習者之間的互動作用、也包括與環境之間的互動，學習者的經驗、知識在學習過程中不斷地被更新、檢驗，並最終創造出新經驗、新知識。

✔2.模式構建

在上述分析的基礎上，本文以創客教育環境為基礎，以提升學生學習與創新能力為核心，從師生活動視角出發構建了面向創客教育的設計型學習模式(如圖2所示)。

從教師的活動來看，教師在學習過程中主要充當輔助者、幫助者的角色。

學習初始，圍繞主題，師生共同確定學習項目。

教師通過模擬或描述一定的學習情境，呈現需要完成的學習挑戰，並詳細敘述學習挑戰的內容。

隨後師生共同建立學習評價標準(哪些需要做的、哪些不需要做的等)作為學習的指引，依據評價標準，教師提供相關學習支架，比如：學習過程記錄表、任務備忘錄等，幫助學生記錄學習過程，為反思和評價提供依據。

在學生探究、設計的過程中，教師進行監督觀察，並依據學習需要適時指導學習，進行課程講授、開展不同領域、行業間的跨界合作，解決學生在學習過程中的各類疑難問題。

當設計完成後，教師組織學生進行成果發布，並依據先前製作的評價標準開展學習評價，反思設計以及教學成功與不足，並適當進行改進完善。

從學生的活動來看，學生在學習過程中充當探究者、設計者和反思者的角色。

學習活動主要分為三個方面，即「探究」「設計」和「反思」。

三個環節之間可以依據需要進行任意的跳轉，三者相互融合、相互包含。

在探究環節，首先要明確探究任務，根據任務設計探究方案，並實施調查探究，隨後進行探究結果分析，在全班範圍內進行交流分享，聽取教師以及同學的評價意見，並結合建議修正完善探究結果，並依據需要開展再次的探究調查。

在設計環節，在探究環節結果基礎上，依據學習任務總目標制定設計方案，並進行展示分享，同伴間、小組間、師生間對設計方案進行評價分析，完善後開展設計原型(Prototype)製作，並通過實踐進行檢驗，依據反饋對所設計的成果進行完善，並依據需要進行再次的設計。

在反思環節，反思涵蓋於探究環節以及設計環節，學習中以小組的形式進行探究結果和設計作品的展示，通過同伴互評、小組自評、教師評價等形式對探究結果及設計作品進行評價與分析，形成改進結論，並再次行動，開展學習，並發布最終學習成果。

▍面向創客教育的設計型學習特徵

(一)問題導向

將問題作為創客教育的出發點，引導學生分析問題、解決問題以及反思問題，以此促進學生問題解決能力發展。

從問題的結構特性來看，問題分為良構型問題(Well-structured)和劣構型(Ill-structured)問題，良構型問題是指能夠直接觀察到、認識到的問題，劣構型問題是指沒有特定答案的問題。

Jonassen對常見問題進行了梳理，如圖3所示。

創客教育的問題應當從兩部分交叉或劣構問題區域入手，以問題引導學習。

(二)工具助力

在創客教育中，信息技術工具是完成學習項目的重要手段。

它的作用包括：

第一，作為探索手段支撐學習者在建構中學。

面對劣構型的學習問題通常要進行深入的探究，學習工具為探究提供了極大的便利。

比如：資源檢索工具、數據處理工具。

第二，作為背景支撐做中學。

例如情境模擬工具(虛擬現實、增強現實工具)、學習成果設計及製作工具(Auto CAD、3D列印、開源硬體等)。

第三，作為社會中介支撐在對話中學[29]。

創客教育強調對話與分享，技術工具(即時通訊工具、在線網絡平台)能有效支撐學習者交流思想、觀點，促進彼此間的協作與知識共享。

(三)疊代升華

面向創客教育的設計型學習最大特點是學習環節的疊代循環。

克洛德納曾提出：「知識在應用於實踐前，通常需要反覆的循環設計才能實現」，疊代能幫助學習者更好地掌握所學的科學與設計知識，提升知識應用績效和知識遷移能力。

在科學和設計領域尤其關注疊代學習應用，Apedoe等提出一種學習循環，學習循環將教學劃分為設計技能區和科學知識區，二者相互融合構成一個疊代的學習過程，學習進程中不僅包括從設計到評價到實踐應用的疊代過程，還包括反覆多次的全班討論、小組活動以及個人活動。

(四)跨界融合

跨界融合體現在學科知識和教學對象的跨界融合兩方面。

從學科知識來看，面向創客教育的設計型學習打破傳統學科界限，實現了多學科的跨界融合。

20世紀80年代，美國提出了STEAM教育戰略，旨在打破傳統學科領域間的界限，實現學生多領域學科知識的綜合培養。

創客教育正是STEAM教育戰略的延伸與拓展。

從教學對象來看，設計型學習實現校內外、教與對象的跨界融合。

在學習過程中，校內外某一領域的專業技術人員或創客都有可能成為「指導者、教練」對學習者的學習進行授導，甚至掌握某一技能的學習者也可能成為學習過程中的指導者。

(五)互聯思維

進入21世紀，隨著信息技術的發展，學習變得開放、複雜、互聯。

在這一背景下，喬治西蒙斯提出了聯通主義學習理論(Connectivism)，並提出「學習是與特定的節點和信息資源建立連接的過程」。

在面向創客教育的設計型學習中，互聯思維的運用無處不在：在面向真實情景的問題學習過程中，學習者需要藉助信息化的工具查找資源，向專業人員尋求幫助，與同伴建立聯繫開展協作，實現線上與線下學習的結合；學習完成後，藉助網際網路將學習成果進行分享、交流和展示，擴大學習影響力，實現學習成果的價值增值。

(六)動手實踐

傳統教學中，往往關注知識的識記與理解，在學生動手實踐方面相對較少。

在面向創客教育的設計型學習中，學習是「動手做」(Hands-on)。

學習者依據學習項目、決定學習過程、開展設計、建模、反思學習活動和學習成果，以此來提升創造性思維能力。

Yaron Doppelt通過採用文件夾評價法(Portfolio Assessment)對128位參與設計型學習的12年級學生的創造性思維能力進行評價，研究表明學生在學習感知(Awareness)、觀察(Observation)、學習策略(Strategy)以及學習反思(Reflection)方面體現出較高的發展水平。

(七)作品驅動

創客運動倡導將創意想法轉換成實物，秉承創客精神的創客教育同樣強調學習成果的作品化。

傳統學習中，學習成果往往停留在「知」的層面。

面向創客教育的設計型學習強調動手實踐，在設計中實現知識的融合創新應用，而學習作品可以是面向生活中某一具體問題，並且能夠實現問題解決的模型、實物、產品。

以作品為導向，學習目標更加明確，學習過程更加聚焦，能有效激發學習效能。

學習成果作品化，能夠促進多學科知識的統合，加深知識地綜合運用，從而使得學習更有意義。

(八)育人導向

從創客運動的本質來看，創客追求創意想法的產品化，並實現商業價值。

在推進創客教育進學校、進課堂的過程中要防止這種純商業產品思想，樹立以育人為導向的教育觀。

對於創客教育，當前存在兩種理解，一種是創客的教育，旨在培養具有創客素養的人；另一種是用創客理念去改造教育。

從上述兩種理解來看，其根本目標在於通過創造實踐培養具有創新意識、創新精神和創新思維的人，正如史丹福大學FabLearn項目負責人Paulo Blikstein所講的那樣：「創客教育關乎育人過程，而非產品。

」

▍面向創客教育的設計型學習案例

「Animal In Action」是由Janet L. Kolodner及其團隊所設計的科學學科案例。

學習項目主題是「保護動物在行動：設計能讓動物自由捕食和交流的保護區」。

項目分為三個探究任務以及一個設計任務，其課程內容及流程如圖4所示。

探究環節

首先開展探究任務1「科學家如何研究動物行為？」。

學習者從觀察身邊的同學開始，學會觀察以及記錄的步驟、數據收集方法、數據解釋方法等。

學習者運用上述方法對動物行為進行探究，初步形成一套解釋動物行為的知識體系。

通過學習，學生了掌握精確記錄的方法以及運用科學知識的方法，學會了觀察與探究。

探究任務2「動物如何捕食？」。

學習者運用第一階段所學，制定探究方案，並據此對大猩猩和蜜蜂捕食行為進行觀察、記錄、討論，製作海報並開展「調研展覽會」，依據他人反饋和自我反思進行完善。

學習者逐步深入理解動物自身及環境如何影響其捕食行為。

依據相同的流程，完成探究任務3「動物如何交流？」，掌握動物如何通過聲音和動作進行交流的知識，為動物保護區設計提供參考建議。

設計環節

即：「動物保護區方案設計」。

在完成上述三個探究任務的基礎上，學習者掌握數據調查基本流程與方法、對影響動物捕食和交流的因素有了清晰的認識。

基於此，學生開展動物保護區的設計。

學生首先明確完成這項挑戰的標準和限制條件、梳理先前子主題所學習的內容。

以上述內容為指引，制定設計方案，並在方案簡報(Plan Briefings)中進行分享，獲取相關反饋和建議，對設計方案進行修正完善，進行再次展示分享，再次進行修正完善，進行再次設計，並形成最終的設計，並在項目公告板中進行公布，結合學習反思進行再次完善。

通過學習，學習者掌握了一套科學的研究流程，學會了小組學習、同伴互助學習，理解疊代學習的重要性，學會如何通過調研為所提出的建議提供支撐，以及將所學的知識與技能運用於設計之中，完成最終的動物保護區設計。

以創客教育環境為支撐，從師生活動視角構建了面向創客教育的設計型學習模式，有助於創客教育理念落地教學，實現21世紀人才培養。

本文節選自

面向創客教育的設計型學習研究：模式與案例（有刪減）

作者：朱龍，胡小勇(華南師範大學 教育信息技術學院)

本文為創客超人整理編輯，轉載此文需授權