创客教育发展调查研究*

◆金围征

1 创客与创客运动

创客一词来源于美国麻省理工学院微观实验室，是指参与创造活动中的每一个学生都是一个Maker，即创客。他们都有自己的兴趣和爱好，具有勇于创新、不断探索、乐于分享自己的创造成果的品质。同时，能成为一名创客必须拥有独特才能，利用这些能力，结合可以利用的材料，创造出自己的作品。这些作品可能是独具个性，也可能进一步被完善，形成市场所能接受的产品。但是，创客的精神不在于追去商业利润，而在于自身兴趣被激发出来的创造活动本身。

与此同时，21 世纪，互联网的发展、技术的巨大飞跃、社会创新意识的发展，促进了科技创新模式的嬗变。从传统的注重国家、相关组织集成研究，以科研人员为核心主导的技术模式，逐渐转变成以社会成员为创新创造的活性因子的模式。社会迈入众创时代。在这一时代，创新创造活动以用户为中心，产品直接链接社会，形成以共同创新、开放创新为特点的用户参与的创新2.0 模式。

2 创客教育起源

由于创客运动蓬勃发展，创客们的聚集地正从STEM 或者众创空间扩散到社会中去，有望创造出新的工作机会和新的产业。这说明创客运动会创造出经济价值和文化价值，对未来社会产生深远影响。那么，担负培养大批创客人才后备军任务的学校教育责任重大，因此，学校教育需要和创客结合。也就是说，创客教育应该得到重视。时任美国总统奥巴马在2009 年11 月“Educate to Innovate”运动的发言中呼吁：“每个学生都应成为创造者，而不仅仅是消费者。”可见，美国已经将创客教育提上日程，由此兴起的大批创客空间，为所有孩子发挥创意提供公平的机会和自由的环境。目前，创客教育在西方发达国家风行的同时，包括我国在内的很多发展中国家也已经意识到创客教育的战略价值，积极推进创客教育的发展。近年来，我国各种科学探索类课程、课外机器人课程、编程课程遍地开花。

3 我国创客教育现状

我国创客教育正处于发展初期，有很多问题需要解决。笔者以北京市区为调查范围（创客教育在一些城市或者地方还没有得到重视，同时软硬件条件都不具备），进行创客教育现状调查，发现存在以下一些问题。

缺乏课程体系上海“新车间”创客空间的创始人，“中国创客文化之父”李大维在2015 年底的时候就曾经这样描述我国的创客教育现状[1]：“创客运动的本质也是教育，可以理解为创客教育是科技、工程、艺术等教育专业的业余化。创客运动并没有向学校提供形成体系的课程，创客空间也仅仅是提供松散组织的工作坊。这些工作坊看起来很像原来已经成体系的STEAM 教育和‘做中学’。”因此，创客空间或者从事创客活动对于在校学生来说，“门槛”颇高：其一，学生没有足够的经验参与创客活动，不知道从何下手；其二，学校不能提供完善的课程体系来培养创客。因此，创客教育还处于一种无体系、无规范的状况。

师资匮乏何克抗教授在谈到创客教育的师资问题时曾表示：“创客活动虽然是创客们的自主探究、自主发现和自主创造活动，但也需要有比较了解、掌握创客教育本质并有开展创客活动实践经验的先行者作为教师，以便对新参与的创客进行启发、引导与帮助，才能有更高的效率和更好的效果；而在刚开展创客活动的学校或地区，缺少具有这种资质的教师。”[2-3]

也就是说，创客教育需要大批具备综合素质、能够开设创客课程、指导学生创客活动的专业教师。这些教师首先自己在一定程度上就是一名超级创客，在专业能力上能够驾驭较大难度的创造活动，即熟练掌握各种软硬件技术、设备、工具以及对材料的应用；知识储备上具备深厚的创客素养，类似于STEAM 课程知识体系，能够融会贯通、运用自如；在担当教师角色上除了合理指导，激发学生创造力，还对学生的心理、团队生活等方面具有敏锐的观察力，帮助学生成长。而这些要求都不是随便一个教师能够做得到的。目前，我国中小学各种科技类比赛的指导教师的主干力量是信息技术教师，虽然他们对信息技术、创新技术具有较强的敏感度和操控能力，在软硬件技术、高级编程、电子器件等方面也可以给学生提供专业指导，但是创客活动是一种高度复杂的、具有极强综合性的项目，发散思维、逻辑思维、形象思维、直觉思维、辩证思维等都需要具备，而这对于信息技术教师来说未免要求过高。因此，创客教育教师门槛高，能达到要求的教师凤毛麟角，在师资培养方面还需要着力推进，下大功夫。

资金问题创客教育教学器材相较于其他课程较为昂贵。经调查发现，培养创客的器材价格都不菲，如表1 所示，这导致无论是学校方面还是家庭方面，都无法完全满足教育需求。另外，创客教育教师一般都是教育机构的人才，教课费是学校教师的十几倍，这也需要花费大量金钱。曾咨询一些教育机构，几门创客教育类课程的价格如表2所示。可以看出，无论是偏动手类的搭建类课程，还是编程课程，都需要学生花费大量时间，家长花费大量金钱。因此，毋庸置疑，对时间、金钱的高要求会成为创客教育发展的阻碍。

综上，从政府层面、社会层面、学校层面推广普及创客教育的普适化，最基本的是需要政策和资金的支持。

教学效果不佳创客教育表现形式有很多，学生接受创客教育，需要上相关培养课程。但是各门课程的上课效果都不佳，教师在教授过程中过于束缚学生，忽视学生的自主性。在调研过的一个教育机构的机器人课程中，乐高机器人的拼搭，主控器的程序编写，教师都已经将整个进程完成80%，学生并没有实现自主搭建，一旦机器运行出现问题，也是立即找教师解决问题。这非常不利于培养学生的创新意识、独立思考能力，有一种传统教学“换汤不换药”的感觉[1]。

4 创客教育教学实践探索

经过前期调研，笔者发现，创客教育在北京市的开展主要以3D 建模、电子切割、电路装配、机器人、网页制作、软件编程等创客课程为载体，锻炼学生的发散思维、逻辑思维、形象思维、直觉思维、辩证思维、横纵思维。笔者以清华大学附属小学为试验点，分别在2017 年3—6 月以及2017 年9—12 月的上下两学期进行机器人课程的对比教学，以探索适合创客教育类课程的教学方法。实验对象是小学3 ～5 年级的学生，班级容量为16 人，两学期上课内容无变动，上课人员无重复。

弗兰德斯互动分析编码系统为了进一步观察进行新的教学设计后，对同样授课内容所采取的不同课堂教学结构的区别，从而找出优缺点，以便于进行更为深入的比较分析评价，支持后续的课堂观察实践和课堂教学，笔者结合原有的弗兰德斯互动分析系统[4]，根据实际课堂中呈现出来的问题，对编码标准进行适当调整（表3），从而使得编码系统更加契合课程内容，使得数据结果更为准确客观，设计了弗兰德斯互动分析编码系统。

弗兰德斯互动分析系统大体上由三个部分构成：描述课堂行为的编码系统（10 种互动行为编码）、关于观察和记录编码的规定标准和用于“显示数据—进行分析—实现研究目的”的对称的矩阵表格。弗兰德斯互动分析编码系统作为弗兰德斯互动分析系统的核心，将课堂中的语言互动行为分为教师语言、学生语言、沉默或混乱三类。其中，教师语言又可分为间接影响和直接影响两个维度下的七种具体行为，编码1 ～4 属于间接影响，编码5 ～7 属于直接影响；学生语言可划分为主动说话（编码8）和被动说话（编码9）；沉默或混乱即编码10表示没有言语互动或者无效互动[5-7]。

编码统计笔者分别抽取上、下学期的第三课课程为研究对象，讲授内容为乐高零件的基础搭建（搭建眼镜、正方体等），课时为50 分钟，每三秒钟为一个采样间隔，每分钟记录20 个编码，除去下发零件、准备放学等活动，实际授课时间为41 分钟，合计820 个编码。

根据调整过的编码体系进行采样分析统计，得出统计结果，如表4、表5、表6 所示。

表1 机器人类课程材料价格表

表2 教育机构课程价格清单

表3 弗兰德斯互动分析编码系统

表4 矩阵分析——上学期

课堂语言行为分析根据统计表中的数据显示，在上学期的课堂分析中，教师语言行为总和为508 次，占比62.03%；学生语言行为总和为237 次，占比28.94%。可以看出，与贝克莱斯建立的一般课堂语言常模（教师语言常模68%、学生语言常模20%）相比，教师语言行为低于常模5.97个百分点，学生语言行为高于常模8.94 个百分点。因此可以看出，在上学期的课程中偏向于教师主导、学生主体的教学。从我国教育改革的现状来看，这样的课堂结构还是比较符合趋势的，但是为什么还会出现教学效果上的问题呢？经过多次讨论思考，结合课程特色，笔者发现，在机器人课程的教学中，沉默或混乱的时间占比较少；而在搭建类课程中，学生需要更多的时间来做自主练习、自主探究，这些时间都不在教师语言行为和学生语言行为的标准之中。

因此，笔者对课程进行重新设计，增加整节课中沉默或混乱的时间。注意，这里的沉默或混乱并非单纯的沉寂和无组织的混乱，而是学生陷入自己的思考，结合原有的知识经验和创新性思维对现有的问题分析出解决办法。比如搭建正方体时，如何解决三个垂直边的连接问题，学生思考手中零件的功能，结合自身对正方体的认知，对问题进行解构，找到解决办法。在下学期的课程中，经过统计，教师语言行为总和371，占比45.30%；学生语言行为总和250，占比30.53%；沉默或混乱总和198，占比24.18%。可以看出，沉默或混乱的占比明显增加，并且经过教学评价，也发现学生的上课注意力、对于课程的兴趣、完成任务的质量和比例都明显提高（图1、图2、图3）。

总结机器人课程是动手搭建和编程结合的课程，所以原则上，整个课堂最好有一半的时间是给学生进行自主搭建。因此，如图4 所示，在设计课程时，笔者将动手搭建的时间或者编程的时间延长，让学生自主探索；并且改变课堂教学历程，由教师讲解—学生练习—解惑—学生练习的模式，变成教师启发—学生探索—学生自提问—解惑的模式。同时，课下、课上双管齐下，利用现代媒体技术，为班级学生专门建立公众号，每两节课为一期，将课程的核心要点以微课程的形式放在公众号上，以便学生课前预习、课后巩固。

表5 矩阵分析——下学期

表6 课堂结构对比分析

图1 上、下学期学生评价统计结果

遇到的问题及解决办法在教课过程中，跨年级教学会出现非教学因素导致的课堂问题，如高年级学生会欺负低年级学生，索要搭建材料。笔者采取编号制，即每一位学生发放一个储物袋，用来容纳本节课所需的销、梁、轴等器材，让学生按编号取用材料。还有一些其他的，如不听讲，自己搭自己的，编程课时听不懂等。

图3 上、下学期各分数段人数

5 建议与展望

动力问题政府和相关部门应发起创客活动相关比赛、青少年活动、奖学金等来推动学生参与创客教育活动的热情，可以和国家提倡的“大众创业，万众创新”结合起来，将创客教育产品市场化，使得所有劳动成果能够受到他人欣赏，且有所得，直接极大鼓舞个体创造。

图4 机器人八节课教学设计

促进信息技术与课程深度融合创客教育不同于传统学科，它的建设需要得到计算机的大力扶助，无论是3D 建模，还是机器人编程，这些都需要电脑才能执行，形成成品。同时，创客教育最终的发展是要与各学科教学相结合，其主旨是培养具有创新思维、创新意识、创新能力的人才[8]。因此，促进信息技术课程整合是必然趋势。以信息化带动教育现代化是实现我国教育发展的必然选择，创新是教育现代化的重要内涵之一[9]。创客教育继承了项目教学法、做中学、探究学习等以学生为中心的教学思想，借助与信息技术的融合，开拓了创新教育的实践场[10]。

何克抗教授总结道，信息技术与课程整合有两种课内整合教学模式（有意义传递—接受教学模式和教师主导下的探究性教学模式）以及三种课外整合教学模式（基于主题探究的研究性学习教学模式、WebQuest 教学模式和JiTT—适时教学模式），能够较好地达到深层次整合，即深度融合的要求，也就是最有利于创客教育开展、最便于和创客活动相结合的全新教学模式。教学实践也证明，这种课内的和课外的教学模式是更为适合机器人课程的。

总之，结合创客教育教学内容特点，同时将创客教育与现有教育体系融为一体，使其能为我国的创新教育体系注入活力，成为教育体系有机的组成部分，才能实现中国特色社会主义创新教育的发展壮大。■