国内创客教育研究热点、趋势与不足

2019-04-25李慧敏黄冠

中国教育信息化·基础教育 2019年3期

李慧敏黄冠

摘要：以培养创新能力为核心价值的创客教育是国内教育领域的研究热点。文章以CNKI数据库中创客教育相关文献为数据来源，通过书目共现分析系统进行高频關键词的提取，构建共词分析的可视化网络图谱，分析得出国内当前创客教育的研究热点为创客空间与创新能力;创客教育的未来研究趋势为教学模式、创客课程以及人工智能在创客教育中的运用;并通过反思当前创客教育在师资建设及教学评价方面的不足，以期为后续的研究与实践提供一定的参考与借鉴。

关键词：创客教育;社会网络分析;热点;趋势;不足

中图分类号：G420 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2019）06-0010-05

一、研究背景

创客教育（Maker Education）源自于创客运动（Maker Movement），兴起于2009年。时任美国总统的奥巴马提出的“每个学生都应成为创造者，而不仅仅是消费者”的发言，随后美国白宫启动了“创客教育计划”（Maker Education Initiative）[1]。

2010年底，国内首个创客空间“新车间”正式在上海成立，随后“柴火创客空间”“北京创客空间”等不断成立，各大高校如清华大学、同济大学、深圳大学等也先后创设了自己的创客空间[2]。国内创客空间的不断增加对倡导创新创造的教育领域带来了思考与启发，新媒体联盟《2014地平线报告（高等教育版）》中将创建创客空间认为是加速高等教育技术采用的关键中期趋势。

在创客空间的热潮席卷教育领域后，有关创客教育领域的研究犹如雨后春笋般涌现。祝智庭认为创客教育以信息技术的融合为基础，传承了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY理念的思想[3]。郑燕林等认为创客教育所提倡的“基于创造的学习”是一种强调学习者融入创造情境、投入创造过程的学习方式，是人类最基本的学习方式[4]。本研究通过对国内创客教育文献进行词频统计和构建可视化网络图谱，进一步分析出创客教育的研究热点以及趋势，并通过反思当前创客教育中存在的不足，为后续的研究与实践提供参考与借鉴。

二、数据来源

本研究以中国知网（CNKI）数据库为数据来源，以“创客教育”为主题关键词，以“CSSCI（含扩展版）”为来源类别进行检索，截止到2018年9月14日，共检索到相关文献192篇。通过查看文献内容对文献进行筛选，最终得到有效文献173篇，作为本研究的样本文献。

三、研究方法与工具

本研究主要采用词频分析法和共词分析法。词频分析法是指对能够揭示该文献核心内容的关键词进行频次统计，当某个关键词在该领域多次出现时，该词就能反映出该领域的研究热点及重点[5]。共词分析法是指通过统计文献中的一组词汇两两之间在同一篇文献出现的频率，来反映词汇之间的关联强度，进而确定这些词代表该领域的研究热点与发展趋势。

本研究使用的研究工具为Bicomb 2.0书目共现分析系统、社会网络分析软件Ucinet及其内部集成的可视化软件NetDraw、Microsoft Excel 2010。

四、数据处理

1.词频统计

将173篇样本文献中的关键词导出并以文本文件的形式保存，打开Bicomb 2.0书目共现分析系统，导入本地保存的文本文件，进行关键词的提取，最终提取到394个关键词，本研究选取频次大于等于3的关键词共计30个作为高频关键词导出为Excel表格。前20个高频关键词如表1所示。

2.共词矩阵

通过上述高频关键词的提取，进一步生成这30个高频关键词的30×30共词矩阵，局部共词矩阵如表2所示。共词矩阵中行和列的交集上所示的数值为一对词汇在同一篇文献中共现的次数。该高频关键词的共词矩阵中行和列分别为这30个高频关键词，对角线上的数值为该关键词的词频，行和列的交集上的数值为这两个关键词的共现次数，如第六行与第四列的交集为5，说明创客运动与创客空间的共现次数为5。

3.共词网络

将生成的高频关键词共词矩阵导入社会网络分析软件Ucinet中，并保存为.##h格式的特定文件，再将该文件导入到Ucinet自带的NetDraw软件中，生成如图1所示的高频关键词的共词网络图。在共词网络图中，每个节点都代表一个关键词，节点间的双箭头直线代表两个关键词之间存在的某种关系，即这两个关键词出现了共现，线条的数量则表示与该关键词具有联系的其他关键词数量[6]。

五、分析与讨论

从图1可以看出：（1）关键词“创客教育”处于整个共词网络图的中心位置，说明创客教育与其他的关键词联系十分紧密，类似的关键词还有“创客空间”“创新能力”等。这些关键词是目前研究者重点关注的对象，许多研究都是基于这些关键词而展开的，从而可以确定此类位于中心位置的关键词是目前创客教育领域的研究热点。

（2）类似于“创新教育”“互联网+”等处于共词网络图中心与边缘之间的关键词，它们通常起到连接边缘词与中心词的作用，即基于这类关键词，中心关键词和边缘关键词得以共现。

（3）类似于 “教学模式”“创客课程”“人工智能”等位于共词网络图边缘位置的关键词，它们除了与中心词有联系以外，与其他关键词的联系较少。说明这些关键词是中心关键词所延伸出的新的研究点，他们大多出自于最近的文献中，代表着创客教育领域未来的研究方向与研究趋势。

本研究结合高频关键词表、高频关键词共词网络图以及相关样本文献，对国内创客教育领域的研究热点及趋势做出如下分析：

1.中心关键词——当前研究热点

（1）创客教育的有力环境支撑：创客空间

创客空间（Makerspace or Hackerspace）是从Hackerspace（黑客空间）、TechShop（经营性连锁创客空间）、Fab Lab（微观装配实验室）逐步演变而来的。维基百科将其看作是开放交流的实验室、工作室、机械加工室，这里的人们有着不同的经验，为了制作、创作他们想要的东西，可以聚会来共享资料和知识[7]。

2005年，美国麻省理工学院Neil Gershenfeld教授创立了早期的创客空间Fab Lab。2010年底，我国首个创客空间 “新车间”正式在上海成立，一时间全球各地出现了一股创客空间的建设热。截止到2018年9月14日，全球共有2266家创客空间在维基站点上进行了注册，我国共有40家[8]。

这些创客空间依据自身搭建的环境空间大致可分为三类：

①社区创客空间

该类创客空间一般建立在居民居住的社区附近，创客空间中包含丰富的子空间，为社区居民多样的创客活动提供支持。例如，知名的美国威斯康星州麦迪逊市的Sector67创客空间，其中设有缝纫工作室、计算机实验室、激光切割区等多个区域，支持软硬件开发、艺术、金属制造、游戏开发、电子、缝纫等创客活动，为社区创客提供学习、应用、创造下一代技术的整合空间[9]。

②大众创客空间（众创空间）

为我国本土化的创客空间，是在“大众创业、万众创新”的大环境下，建立起来的具有较强专业化服务能力的新型创业服务平台。

众创空间所处的环境一般为发展程度较好或极具发展潜力的地段，少数由志同道合的创客们筹划搭建，多数依附于社会产业园区。这些众创空间主要面向大众，为他们提供一个将创新创业转化为实物的孵化平台。

③学校创客空间

创客来源为学生、依托环境为学校所搭建的促进学生在创造中学习的实验室。例如，同济大学的FabLab O-Shanghai是建立在开源背景下基于教育的中国第一个开放创造实验室。“多设备、跨学科、重创造” 成了这里的代名词，创始人丁峻峰希望更多的学校通过开放实验室，联合企业、制造业，形成一片创造沃土[10]。

创客空间不仅在高等学校中出现，在基础教育中也十分常见。温州中学的创客空间是国内最早的中小学创客空间之一，其中配置了 3D 打印机、小型车床、焊台等工具，不仅拥有一些常见的开源硬件，还拥有大量的传感器，是一个个性化学习的创新创造实践场所，学生在课余时间都可以来创客空间“造物”[11]。创客空间为创客教育提供了一个开源的环境，对创客创新创造精神的培养、实践动手能力的锻炼起到了强有力的支撑功用。

（2）创客教育的价值追求：创新能力

创客运动的初衷即为一场关于创新的运动，鼓励人们将自己大脑中的创新思维外显化，创造出一个个具体实在的物品。当今时代，国家的发展依靠的是人才的培养，尤其是具有创新能力的人才。创新，俨然成为我国的一股隐性文化。创客运动在我国如火如荼地进行，正是创新文化的一种积极体现。每一个有创新想法，并且乐于付诸实践、分享交流的人，都可以成为创客。

我国的教育一直面临着学生创新能力与实践能力不足的难题，创客教育的出现为解决这一难题提供了可能。秉承“开放创新、探究体验”教育理念的创客教育，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的，其最终指向为学生创新能力的培养[12]。例如，在创造Yirego Drumi脚踏式迷你洗衣机的过程中，学习者不仅仅按照设计的模型利用3D打印等工具制作出来，更多的是需要思考踏板的材质与受力如何达到最优？洗衣机底座如何设计才能达到更高的稳定性？洗衣机的尺寸为多少才能更便捷地使用？这些问题，需要我们在设计与制作的过程中，不断思考、尝试、修改、创新，通过试误与修订，学习者的批判性思维和创新思维能力得到了重点培养[13]。

创新的作品是创客教育的一个显性标志，然而创客教育的价值并不局限于此，更重要的是学习者在造物过程中形成的创新思维以及动手锻炼的实践能力。目前我國的创客教育尚处在起步阶段，作为创客教育的最高价值追求，围绕创新能力的研究将不断地持续下去。

2.边缘关键词——未来研究趋势

（1）教学模式的研究设计

以边缘关键词“教学模式”来看，教学模式的研究设计逐渐成为研究者们关注的焦点。通过对样本文献的查看，创客教育主要采用基于项目学习的教学模式。在创客教育中，学习者所要掌握的知识和技能潜藏在一个个精心设计的创客项目之中，而并非于书本或教师的教条式讲述中，学习过程即为学生完成一个个富于挑战的创客项目活动[14]。

国内的创客教育，研究者们在结合“基于项目学习”的基础之上，依据自身的实践探究与课程性质，走出了一条创客教育本土化教学模式的道路。

朱龙等借鉴项目式学习和体验式学习理论，从学习与创新能力培养、师生活动、创客教育环境三个层面出发，构建了以“探究”“设计”和“反思”为核心的面向创客教育的设计型学习模式[15]。王小根等根据机器人教学的现状与存在的问题，将创客教育与机器人教育相融合，基于学习流程，构建出集“知识学习阶段”“模仿阶段”“创造阶段”“分享阶段”于一体的面向创客教育的中小学机器人教学模型[16]。王同聚根据机器人课程实操性强的特点，在汲取翻转课堂等教学模式优点的基础上，基于“微课”在机器人教学中的应用构建了“微课导学”教学模式[17]。杨晓彤等通过分析网络空间支持创客教学的功能与作用，结合两轮教学实施，构建并完善了网络空间支持的中小学创客教学模式（简称CMT模式）[18]。梁小帆等从教师、学习者、教学环境三个维度出发，构建了基于关联主义学习理论的非线性、逆向思维、迭代循环螺旋上升的创客教学模式[19]。赵呈领等依据跨学科整合取向的STEM教育课程设计观，在建构主义与创新理论指导下，对面向主题的创客教育课程设计与SCS教学方法进行改进与整合，构建出创客-STEM教学模式[20]。新型信息技术的不断出现，促使研究者们对技术与教育的融合进行积极探索，未来创客教育的教学模式也会逐渐呈现多样化的态势。

（2）创客课程的设计开发

从“创客课程”“课程设计”等边缘词来看，对创客课程的研究已成为当前的研究趋势。创客课程是推进我国创客教育、培养学生创新能力的有力载体，创客课程的建设情况直接决定了创客教育的教学效果。

创客课程，简单来说即以创客造物为课程框架、以培养学习者的创客精神（创新能力）为课程目标的各种课程。创客课程具有跨学科性、创新实践性、多样性等特征。

首先，以造物为主要学习过程的创客教育，会综合运用到多学科知识，旨在培养学生的知识综合运用与融会贯通的能力，搭建学习者知识迁移的桥梁，因此具有跨学科性的特征。

其次，创新与实践作为学习者创新能力的核心生成指标，是创客教育的两大核心驱动力。创新，是学习者大脑中的思维;实践，是学习者动手操作的能力。创客课程需将二者有机结合，激发学习者的创新思维，锻炼学习者的实践能力，以此挖掘出学习者的创新能力。

最后，创新能力的体现往往需要自由与个性，学习者个体的差异与不同的特质往往不能受固定课程的拘束，忽略了学习者的个体差异性就会扼制学习者的创造性。因此，课程应满足不同学习者的需求而具有多样性的特征。

此外，创客课程还应围绕学习者的需求进行系列多样化课程的创建，多样化的课程可以使学习者按照自己的兴趣爱好来进行课程的选择，确保学到的知识都是自己愿意实践创作的。将创客课程体系划分为必修课与选修课、理论课与实践课等，有利于学习者建构自身扎实的学科理论基础的同时，与实践知识相结合，构建一种“做、学、创”一体化的课程体系[21]。

（3）人工智能等新一代信息技术的融合

新一代信息技术的发展突飞猛进，人工智能等技术迅速成为国际研究热点，同时也对教育领域产生了巨大影响。在创客教育中，人工智能可以促成更为开源化的软硬件平台和线上线下混合式的有效教学。在开源软硬件平台中，人工智能利用传感器和识别模块进行的信息感知和识别，简化了技术工具的操作复杂性，降低了学习者的起点，提高了学习者的动手能力与参与度。

吴鑫结合人工智能、开源机器人的特点，利用创客教育课程体系下的 Scratch 编程，设计制作了小学创客教育初级人工智能作品——开源机器人“小菠萝”存钱罐，在小学阶段探索出了人工智能领域寓教于乐的创客教学策略[22]。

创客教育同时也离不开线上教学的支持，线上教学利用人工智能和大数据等技术，对学习者进行更有力的指导与分析，更智能的人机交互也促使学习者向有效学习和深度学习迈进。李敏等认为创造力的培养要以“人机共育”的虚拟和现实、线上线下混合式教学方式进行，同时以与线上教育相配合的线下创客教育作为一种最有力、最有效、最真实的补充，“行为过程训练创造力+赋能人工智能融合”应当是未来智能时代人才教育培养的新模式[23]。

同时，人工智能课程的推进也离不开创客教育。人工智能的课程往往都是晦涩难懂极其复杂的，课程的教学通常要以体验式学习、项目式学习、游戏化学习等方式开展，这与创客教育的“做中学”“基于项目的学习”十分吻合。当然，人工智能只是新一代信息技术的缩影，云计算、大数据、物联网、区块链等技术也将逐渐融入到创客教育中。届时，各种技术以何种姿态融入到创客教育中才能使双方价值最大化，值得研究者进一步探索。

3.反思与不足

通过创客教育高频关键词共词网络图可以发现，有关创客教师与教学评价等方面的研究十分匮乏。教师是教学过程中的关键角色，评价是教学效果的重要依据。这二者的缺乏将直接影响到创客教育的推进。

（1）师资队伍建设不足

创客教师是引领创客教育发展的关键要素，决定了创客教育是否具有生命力和持续性[24]。纵观国内创客教育，创客师资队伍的匮乏给创客教育的推进带来了极大的困难。

钟柏昌等在2017年对创客教育进行的相关问卷调查中发现，在实施创客教育的学校中，有62.22%的学校从事创客教育的教师（简称“创客教师”）不超过2人，在创客教师中，89.10%的学校有信息技术教師参与[25]。由此看来，国内创客教师的数量与专业化程度严重未达标。

在创客教育中，动手实践是贯穿整个教育过程的，没有创客教师的亲身示范、引导、指导、纠正等过程，学习者难以使用造物的工具或用具，更不要谈后续的自主造物过程。因此，迫切需要解决当前创客教师的数量与质量问题。

对此，一些研究者也提出了相关建议：祝智庭指出要建立起职前职后一体化的创客教师培养体系[14];何克抗认为要外聘专家来对本地或本校的原有教师进行有关如何开展创客教育的培训[1]。对创客教师的研究还需继续发力，从政策的主导性、高校的辅导性、学校的主体性出发，以教师建设为落脚点，才能尽快使创客教育度过创客师资建设不足的瓶颈期。

（2）教学评价亟需完善

教学评价是教学中对教学过程及教学结果的价值判断，对教学质量和效果有着直接影响。国内创客教育起步较晚，关于教学评价方面的研究还不足。从目前国内的研究情况来看，研究者们大多以过程性评价为主开展研究。

张茂聪指出要注重过程性评价，采用学分制的计分方式，易于形成全方面、客观的整体性评价[21];郑志高结合美国创客教育教学评价案例进行分析后，认为教学评价应采用过程性评价和真实性评价[26]。但研究者们对教学评价的研究还停留在宏观层面，如何将过程性评价细化到评价对象、评价工具、评价内容、评价目标等维度中去，如何检验评价的信度及效度等，都需要一线教师与研究者们进行进一步的研究。

六、结束语

创客教育在我国还处于探索阶段，其推进的道路任重道远。对于创客空间、创新能力等研究热点，要持续挖掘其深度，找到具有我国特色的创客空间建设方案及创新能力培养模式;对于教学模式、创客课程及以人工智能为代表的新一代信息技术等研究趋势，要进一步延展其宽度，丰富它们的研究范畴;对于师资建设、教学评价等创客教育中的不足之处，要加大研究力度，找准突破口，为创客教育在我国的持续发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]何克抗.论创客教育与创新教育[J].教育研究，2016，37（4）：12-24+40.

[2]李凌，王颉.“创客”：柔软地改变教育[N].中国教育报，2014-09-23（5）.

[3]祝智庭，孙妍妍.创客教育：信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育，2015（1）：14-21.

[4]郑燕林，李卢一.技术支持的基于创造的学习——美国中小学创客教育的内涵、特征与实施路径[J].开放教育研究，2014，20（6）：42-49.

[5]张洁，王红.基于词频分析和可视化共词网络图的国内外移动学习研究热点对比分析[J].现代远距离教育，2014（2）：76-83.

[6]刘成新，张松，苌雨.我国教育技术领域云计算研究现状述评[J].电化教育研究，2014，35（3）：41-45.

[7]骇客空间[EB/OL].http：∥en.wikipedia.org / wiki /骇客空间.

[8]Hackerspaces.List of all hacker spaces[EB/OL].http：//hackerspaces.org/wiki/List_of_ALL_Hacker_Spaces.

[9]李卢一，郑燕林.美国社区创客教育的载体——社区创客空间的发展动力、功用与应用[J].开放教育研究，2015，21（5）：41-48.

[10]金正，王琳琳，王子涛.Fablab关于创客的那些事儿[EB/OL]. http：//news.xinhuanet.com/tech/2015-05/04/c_

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