创客教育背景下的通用技术课程实施研究

邓文博++夏小刚++王志敏++王炜++江铁炜

摘 要：重视高新技术人才的培养日趋成为全球范围内技术革命竞争中的重要举措，技术教育成为基础教育改革的主要方向之一。为了完善技术教育体系，在我国基础教育阶段开展通用技术课程，但是在通用技术课程实施十余年中，并未达到课程预期效果。本文基于近年来全球范围内席卷的创客运动与教育的碰撞，分析通用技术课程实施的困境，试图通过创客教育理念背景开展通用技术课程创新实施，以期推动技术教育课程建设进一步完善。

关键词：创客教育；通用技术；技术教育；课程实施

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）22-0035-06

一、引言

随着高新技术人才的培养在当前技术革命竞争中的日益显著，技术教育受到空前的关注与重视。技术教育（Technology Education）作为一种传授技术基础理论，培养技术实践能力，提高技术理解、使用与判断并以应用为目的的知识技能教育，区别于运用科学规律阐述自然和社会生活中各种现象发生、发展的科学教育实践，一直是在基础教育阶段以各种活动课程开展实施。在普通高中阶段，通用技术课程是除信息技术之外的、较为宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术教育。在课程建设完善十余年，虽然师生对课程实施有较强的课程认同性，但普遍不满意于课程文本信息[1]。通用技术作为基础技术教育的课程载体并没有发挥出应有的课程价值。

创客空间（Makerspaces或hackerspaces）也称黑客空间，兴起于2005年左右，在一些社区中人们通过会员制、按时收费制或者共有产权等合作策略探讨和分享电子硬件制作工具和编程技巧，比如使用各类金属、木制、塑料以及激光切割机、Arduino、树莓派以及小电路装置等工具进行创作[2]。随着技术的革新与理念的创新，在全球范围形成一股创客运动的热潮。方兴未艾的创客运动与教育领域的碰撞，一种新的教育形态——创客教育应运而生，尤其是在技术教育中形成强烈诉求愿景。通用技术作为基础技术教育课程需要创客这样的创新文化氛围和技术共享理念，结合通用技术体现的通识价值技术素养，从生活经验过程体验到设计独特学科思想的课程内容以及课程实施形式。这就要求我们需要在创客教育背景下对通用技术课程实施现状与开展方式进行新的讨论。

二、通用技术课程实施的主要问题与困境

1.课程资源环境建设匮乏

自从2003年《通用技术课程标准（实验）》开始实施，虽然形成了必修+选修基本教学模式，并基本配有教材與参考教具。但由于全国各地区办学差异大、高中学校面临升学压力等问题，以课程实践为导向的教学资源并未系统的建立起来。技术教育是以技术活动体验为教育价值挖掘传递的过程，硬件资源建设是技术课程实施的最大困难[3]。可以说在通用技术课程经过全国高中范围实施十多年中，资源环境建设不足与技术教育载体匮乏等原因影响了技术教育的过程体验的价值传递，而最终结果就是大部分学校只开设以教师教授为主必修理论部分内容，缺失了技术设计过程的实践体验，课程实施落入了技术教育价值寻求资源载体的窘况。

2.技术知识课程化偏低

技术被作为普通高中教育课程方案中提出的学习者八种学习领域之一[4]，通用技术课程作为一门以培养学生技术素养与技术的学科，选择符合学生认知思维水平，利用已有习得知识储备进行创新的自我实现诉求的技术知识载体非常重要。但是目前课程实施的组织、选择技术知识载体、技术价值挖掘等方面并没有在十年的课标修订与教学一线中形成。 如何把浩如烟海的技术知识转变为一定课程理念下具有教育属性、课程属性的技术课程知识，需要通过技术知识的课程化[5]。重构符合课程属性的通用技术课学科知识，这是在整个课程实施过程中最根本的课堂实践。

3.教师缺乏较专业的学科知识

调查研究表明目前在高中任教的通用技术课程教师专业背景大多以物理、计算机、教育技术专业为主，对课程的理解与把握差异性较大。技术课程强调活动实践的高度综合与创新，但教师如果缺乏技术学科知识、技术教学知识、基于理解学生的技术学科教学知识、技术课程知识、技术情境知识及技术价值观知识等六个维度技术教育教师的PCKt（Pedagogical Content Knowledge of Technology）学科教育知识结构[6]，在课程实施过程中并不能完全胜任主导角色。通用技术课程不同于传统的以知识内容为主题的教学，学生需要在技术理论的掌握理解下，进行体验、操作以及实践设计，对技术教育的教师来说，需要更好的整合技术与环境、知识与能力、情境与价值观等方面内容。当前教师学科背景复杂、对本学科认识匮乏、接受相关培训较少等诸多原因，教师教学专业素养有待提高。

4.技术课程价值文化困境

由于技术一直不被作为“知识”看待，或者在知识领域中处于被压迫和剥夺合法性的状态，技术知识独特的教育价值长期被忽视[7]。在教育领域技术类课程得不到应有的重视，技术类学科总是让位于主课科目，技术课程价值文化的困境使得其课程文化的自觉并不能引导课程本身的正常化发展，课程的建设与实施捉襟见肘，学校技术教育长期畸形发展。在困境的旋涡中，通用技术课程急需一场技术文化的暖流消解雪藏的技术教育的固有价值。

三、创客教育背景下的通用技术课程实施思考

由于多重方面的影响，通用技术课程在基础教育实施的十余年，并没有最大限度的承载其技术教育功能价值。随着创客教育的出现，技术教育愈来愈受到关注与重视，而技术课程也正寻求自我突破的发展之路来凸显其价值与意义。创客教育作为一种新形态的教育形式，需要将创客运动倡导的“动手操作、实践体验”理念融入各学科教学过程，开展基于创造的学习[8]。这种教育形式能够促进学生的好奇心，改善和迭代学习，从而通过更好的问题来改善思维。在这样学习环境中促进学习的热情，学生信心和共同合作，有助于课程更好的实施[9]。因此，笔者对创客教育背景下通用技术课程的实施提出了几点思考。endprint

1.创客运动引领通用技术课程建设

由于当代技术和基础设施的发展，创客运动最近一直备受关注，成为增长最快的主题之一。创客运动强调通过实践，建设和创新进行学习。创客运动是由它的创造者（学生）驱动的，这些创造者把他们的想法引入到自己的创造项目的团体中，一起积极主动的参与到动手实践的学习当中，在这种教育与创客运动相结合的教学环境下，进行以新的课程内容实行技术、创新的新教学模式[10]。在普通高中阶段的技术课程以提高学生的技术素养、促进学生全面而又富有个性的发展为基本目标[11]。可以结合创客运动对通用技术课程进行建设，使学生能够学中做，做中学，培养学生的批判性思维，在实践中更好的去学习通用技术课程的知识，这样创客教育引领的通用技术课程的建设能够得到更好的实施。

2.基于校园创客空间开展通用技术课堂

近来，校园创客空间在全国各地大学不断涌现，温州中学与景山中学率先在中学阶段开始尝试建设了具有开放实验室、社团活动室与图书馆功能的学校创客空间[12]。在学校中建立创客空间，为学生提供实践的工具和场所，学生在创客空间中体会到的感觉是至关重要的。在创客空间中可以进行基于团队合作和项目问题的学习（PBL）活动，允许学生为相同的问题探索大量不同的解决方案：分歧思考。学生们有机会通过创新发展自己的创造能力，这一过程将创新作为一个重要工具投入到实践中[13]。同时在创客空间提供开放的实验室时间，学生们可以以小组协作的形式创造项目。因此在通用技术课程中利用创客空间进行实践与学习。在以理念—创新、共享、协作、交流的学校创客空间中，利用各式各样的开发式创客素材，方便通用技术课堂活动的展开。从技术知识积累、问题假设再到问题解决的设计实践，在做中学的过程中培养学生的高阶思维，实现技术课程有机整合，通用技术学科教学实施具有综合实践活动的承载。

3.创客理念下重构技术课程教学内容

通用技术课程是立足于学生直接经验与亲身经历，以培养学生技术素养为宗旨的技术课程。其课程学科教学内容应该包括：一切相关学科基础、设计工具使用能力、技术设计的实现与创造。创客空间中遇到的活动（如软件编码和3D打印）可以转化为通用技术的课堂项目，而学习设备来源于创客空间的需求，来支持学生学习和实施的实际可行性[14]。在创客理念下的通用技术课程内容不应该拘泥于全国通用教材大纲，应以技术设计的实现与创造为出发点，要求学生在实践中进行课程内容的学习，课程的教学内容应尽可能让同学参与并进行动手实践。但是通用技术课程又不能只以各式各样的校本课程活动展开，而是需要在摈弃校本教学的不规范的过程中，寻求技术课程承载的技术设计实践与思维创造体验。

4.加强创客教育背景下通用技术课程教师的培養

创客教育背景下的通用技术课程，以学生为中心，自动地将教师的角色转为指导者，对于解决问题与创造项目中，教师对于这方面的能力还是有一定的差距[15]。将创客教育与通用技术课程融合，就要提升通用技术课程教师这方面的能力与水平。教师应与其它专业的教师多沟通、交流，共同合作进行创新型的教育；创客教育下的教师最重要的就是提高实践能力，学校应该与相关企业进行合作，教师可到企业中实践学习，可为教师提供实践的平台；也可以培训一批具有一定的学科知识专业和技术教育教学知识背景的教师队伍，使他们成为创客型的教师。加强创客教育下通用技术课程教师的培养，是改善通用技术课程实施的重要举措。

5.创客教育下技术教育价值的归宿

技术作为人类最基本的感性活动形式、历史的存在方式或文化形式，其终极价值亦在于人类自由[16]，技术教育通过技术承载的价值进行人的教育活动。技术教育的价值否定了知识的获取为教育之唯一目的，可以与创客文化进行结合。创客文化侧重于使用和学习实践技能，然后创造性地应用于不同的情况，采用比传统学习更具参与性的方法，鼓励学习者与他人合作互动通过创造新项目进行学习[17]。基于创客文化的技术教育价值归宿引导从工匠精神到创客精神的转变[18]，在这个过程中，创客教育培植的技术文化的价值引导着技术课程文化的建设发展，利用创客运动的思潮，突破技术课程价值文化壁垒。藉此社会创新运动的提倡来重塑技术知识教育价值文化，改变教育行政者和教育参与者对技术教育功能的认识。以创客运动的暖流消解通用技术课程发展的困境，推动课程创新实施的新发展。

四、基于学校创客空间的通用技术课程活动模式与案例

在高中基础教育开展基于创客教育的高中通用技术课程实施是以创客文化—协作、共享、学习、创新为理念，基于通用技术的课程标准要求，利用开放的创客教育素材——比如图形化编程软件（Scratch、AppInventor、Mixly）、开源硬件（Arduino、PcDuino、MicroDuino等）、3D打印机、激光切割机等为工具，来促进开展具有技术设计体验与实际问题创新的课程实践。在课程实践中鼓励学生分享想法和项目，并展示自己的作品。创客工具和创客运动将挑战和发展学生构建一些项目的能力，这种环境下需要学生探索，讨论和分享经验、想法，一般来说，创造和创新的技能可以对学生的终身学习产生广泛的影响[19]。所以需要更好的设计创客教育下通用技术课程以便实施。

1.基于创客教育的通用技术课程模型设计

通用技术课程强调技术素养的通识教育的基础上强调技术的设计体验与动手创新，在课程的主体价值中贯彻着创新创造的价值观。在基于学校创客空间以培养学生技术素养为核心的课程主体价值，将创客教育理念作为新的教育形态，从课程设计、教学过程、开拓实践等方面开展通用技术课程实施。探究通用技术课程各类选修课的创客教育形式，以基本的课程模型（如图1所示）思路设计出发，改善现有的通用技术课堂形式。

该教学模型强调以创新、共享、协作、交流为理念构建通用技术课程创客空间文化，推动课程文化的自觉，动手实践和基于项目的学习为课程的重点，注重学生的创新能力与批判性思维，教师和学生可以在创客体验馆进行知识内容的学习以及实践的操作练习，可基于课程项目以小组探究进行设计重在创新，之后，学生对自己的创新项目进行共享、交流，使项目更加的完善。在此基础上教师可作为引导者，学生为主体参加创新创意的设计比赛，可激发学生的创造性思维，提升学生动手操作能力。以技术体验式学习来引导师生教学方式与学习方式的转变，构建创客教育背景下的通用技术新课堂。在此模型的基础上创客教育背景下的通用技术课程主要分四个环节来实施。endprint

（1）技术体验环节：在创客空间体验馆注重教师讲解与学生体验活动

知识学习环节是创客教育背景下通用技术课程的基本环节，基础知识的学习是学生产生创意并对其进行实践的重要条件。在此环节中，在创客空间体验馆学生要学习通用技术课程的基础知识、操作原理与技能，课上教师组织学生进行思考并且讨论。随后，学生根据自己的学习情况进行操作练习，学生可以和教師进行探讨，使自己更加牢固掌握学习内容。创客教育背景下的通用技术课程中学生的学习过程是学生自己对知识的建构，并且应用到实际的操作中。

（2）模仿实践环节：以学生为主体，对项目详细资料进行协作创造体验

模仿实践环节在通用技术课程中起承上启下的作用。此环节在学校的创客空间进行，教师给学生模仿项目的详细内容，包括项目的简要介绍、功能、所需的路径、工具与连接步骤等。教师需要向学生说明在实践操作项目过程中的重点以及需要注意的事项，以小组的形式进行协作学习，仔细研究项目资料，小组分工合作来对此项目进行实践操作。学生自行解决实践过程中的问题与掌握操作的进度，以更好的完成任务。在合作过程中能够增强学生团队协作的精神，更深刻理解所学的知识，体验造物过程。学生在完成项目中可以培养自己的实践与创造能力，为自己创造项目打下基础。

（3）创新协作环节：基于项目设计进行创新问题解决

创新协作环节是学生进行创新活动的重要环节。在此环节，教师给学生创造项目的主题，让学生以小组协作的形式对项目进行设计，教师在此过程中对学生的表现进行形成性评价。在此环节中，学生小组协作确定项目的设计并进行实践操作，不断的对项目进行完善。学生得到很多有关项目实施的经验，对所学的知识得到完全的内化，在创新项目实践中 ，能够调动学生学习的积极性，并且能够提升学生的动手、解决问题能力以及创造性思维，让学生体会到创客教育下的通用技术课程是以学生为主体，小组合作共同来完成相关项目，更好的进行实践。

（4）共享评价环节：创意项目的共享、评价与展示

共享评价环节可以邀请其他学科的教师以及创客的爱好者等，进行多学科知识融合。在此环节，学生对自己的创新项目进行展示，生生间、师生间或与其他人进行互动交流，使大家的思维发生碰撞，能够激发学生创造项目的积极性。大家要对同学们的项目进行评价，在评价交流过程中，学生们对项目将有更深的理解并对其改进。除此之外，小组间与组内都要进行互相评价，这样可以起到促进作用，让同学能更加积极的加入到创造项目中，通过同学及老师们的意见可以对项目进行优化，参加创新创意比赛，学生可以随时去创客体验馆，完成参赛所设计的项目，在这些环节中能促进学生创造性思维，提升学生的动手能力以及学生之间的协作精神，使学生不断地创造出新颖的项目。

2.基于创客教育的通用技术课堂活动案例设计

在基于创客空间的通用技术实验室中，一般配基本的工具比如：计算机、各种传感器、开源电子板、各种螺丝刀、锉刀套具、小型车床等。项目学习关键在于项目的操作性与延展性，例如在通用技术课程的选修部分内容“创意项目制作”中的课程活动中以“智能家居”为主题设计一系列案例内容主题，本次活动围绕Arduino 控制器设计一个智能化的家庭系统展开。阐述该模型下通用技术课程的设计流程。

（1）技术体验环节

将生活中常见的声光控灯问题导入课程，进行探讨来激发学生的兴趣。在此过程中引出怎样用Arduino控制器来制作声光控灯，利用课前录制的微视频对继电器模块、声音传感器、光线传感器与Arduino连接时的工作原理进行讲解，并且演示如何用图形化编程软件Mixly对Arduino控制器进行编程，留有时间让学生进行体验活动，动手操作，教师在此过程中进行指导。这一环节同学们在体验过程对其基本知识和操作方法具有初步认识。

（2）模仿实践环节

每个小组会得到声光控灯项目制作教程，学生参考教程进行协作学习。在动手实践过程中提出遇到的问题，教师针对学生提出的问题有侧重的进行讲解，在模仿的过程中加深了学生对继电器模块以及相关传感器与Arduino连接时的工作原理的理解。通过模仿项目逐渐加强学生应用工具能力，能联系生活，应用工具模块，提出问题。

（3）创新协作环节

教师启发学生创新创意协作完成设计。通过技术体验、模仿实践环节，学生们清楚了如何利用Arduino和相关传感器实现创意项目。项目学习引导学生去观察生活，关注智能家居的设计，应用智能技术去创造性地解决具体问题。组织小组成员进行分工协作，开始选定主题，设计方案；方案设计完成，经过小组成员与老师充分讨论、修改以及论证，最后开始动手实践，小组成员分工协作共同实现运用Arduino实现问题项目。教师在此过程中对小组成员的表现进行形成性的评价，学生在创造项目时教师不会做过多干扰，对创新思维能力动手实践设计能力表现较差的学生可进行针对性启发，让每组成员都能根据自己的创意来实现预期效果。在此环节中学生可以在创客空间综合应用相关工具和材料进行制作。例如：某小组创意是，每当临近秋冬时节，温度骤降，即使在室内也感觉得到寒冷。面对衣柜里冰冷的衣服，我们总是鼓足了勇气才穿上他们，并且在接下来的一段时间用自己的体温让它们逐渐变得不那么“冷”，给我们提供保暖。该团队突发奇想，为什么不制造一个能让人打开就能穿上暖暖的衣服的温暖衣柜呢？在老师的启发与协助下，开始分解问题，比如：用什么控制器，继电器什么时候开始加热等各种问题。通过查阅相关资料动手实践，小组成员成功完成了温暖衣柜中衣服温度的测量与调控。

（4）共享评价环节

每个小组对自己的作品进行创意过程展示，阐述面临的困难与困惑，分析问题解决方案。小组间可协作提问，优化创新创意作品。针对作品创新创意特征、技术难度，以及学生的综合表现等方面，教师进行总结性评价。同时在校园范围内宣传创新创意作品，以校园科技节为依托，展示分享作品，并开展最近设计、最近创意、最佳结构、优秀小组、优秀个人等多种奖项。此过程中以比赛交流、创意分享等多种方式，构建交流平台，激发学生创作热情。其中“温暖衣柜”创造作品在各项创客比赛中取得优异成绩。endprint

五、展望与反思

1.学生为主体的技术教育

通用技术课堂是注重思考与动手的课堂，教材章节的内容涉及较广，从教学设计上来说，以正常的课时并不能完成教学任务。这就要求教师纵观教学内容，在创客空间实施以课程项目的教学设计，掌控整个学习进度与探索方向，并且要求学生在课程项目活动中以“做中学”体验技术设计与实践创新，在整个教学过程中，充分体现了以学生为主体，教师为主导的双主模式。除此之外，创客体验馆以学生自主管理，全开放形式，堅持以学生兴趣爱好与创意创新为出发点，提供安全便捷技术环境与项目探索指导。

2.通用技术课程设计的通识与创新

基于创客教育的通用技术课程并不是以偏移于创新创意设计，而是在我们以图书馆管理方式的技术创客体验馆、选修课课程项目和创新创意的综合课程体系设计。既要以培养学生技术素养的课程主体价值为通识特征，又要在创新创意设计中培养学生创新精神、正确的技术价值观等方面体现课程的共通价值[20]。在课程项目实施中注意培养学生高阶思维的设计。

3.技术设计与实践创新的评价方式

从学科横向来看，技术课程与科学类课程的比较中不难发现，科学类传统课程以纸笔方式的评价模式历久弥新。但是技术教育的内容不仅包括技术知识，还有技术设计情景、技术价值观及其技术情感体验等多元化内容[21]，所以在技术课程的评价方式设计上应以学生的设计活动过程与实践创新项目为主的评价类目。基于设计过程与项目实践创新进行多维度的等级制评定，充分鼓励学生技术知识的合法的边缘性参与[22]。

4.以人为本的技术文化体验

技术课程应该倡导以人为本的人文主义教育，把技术所承载的人文价值、文化现象、技术道德等方面以多种方式呈现给学生，使他们受到技术文化的熏陶，为形成健全的人格提供必要的技术修养[23]。是以人为主体的技术过程、技术设计、技术价值观的整体教学内容实施，所以在课程项目设计与创新创意设计之外，提供学生以自由、开放的技术体验空间—创客体验馆。以创新创意的展出、基础创客工具的体验、自由的创意实践、学科综合问题解决和技术理性的辩论活动等方式，开展立足实践、注重创新、高度综合的自主规划学习方式。

六、总结

通用技术课程发展至今，倡导立足于实践注重学生创造的高度综合性技术教育课程。在十余年的课程发展中，诸多因素使得在基础教育并没有实现其技术教育的课程意义。技术的飞速发展、技术知识载体丰富与技术教育理念更新，以及创客运动与教育的有机融合，使得我们开始重新思考通用技术课程实施创新。本文通过分析通用技术的困境，在创客教育背景下建构创新型通用技术课堂的模型设计，在课程实践中面临诸多挑战。但是技术的发展日新月异，作为技术教育的实践者更需要以发展创新的眼光重新构建通用技术课程，在实践教学的探索中砥砺前行，才能克服不断面临的技术教育新挑战。

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（编辑：郭桂真）endprint