创客教育：学科视域下提升学生核心素养的路径探析

申静洁 赵呈领 李芒

摘要：该文基于对创客教育与核心素养在理论源起、共有属性、共通的教学设计原则三方面的契合性分析，将核心素养的培养目标融入创客教育，以凸显创客教育“文化”与“发展”的价值理念。围绕创客精神的核心，从过程性视角将核心素养划分为匠技、匠心、匠魂三个维度，并根据学科类别的价值目标，构建基于人文学科之逆向项目式学习的创客教育促进学生核心素养发展路径与基于科学学科之正向项目式学习的创客教育促进学生核心素养发展路径，实现科学主义与工具理性的超越。最后，以某小学3D打印之“活字生香”课程为例，阐述基于人文学科的创客教育培养学生核心素养的课程设计与活动组织方式，推进创客教育、核心素养与教育系统的常态化融合。

关键词：创客教育;核心素养;项目式学习;教学设计

中图分类号：G434

文献标识码：A

文章编号：1006-9860（2020）06-0030-07

以效率为目标追求的传统教育，强调在有限的时间内使学生获取更多的课程知识，注重知识记忆与应试技能的提升，但对学生知识结构、能力结构的系统性与跨学科思维方法、创新创造的意识态度关注度不高。核心素养从“人”的视角看待学生发展，以知行合一、学以致用的学习方式破解“知识中心”的弊端，通过融有知识的实践与依托文化的创作，培养知、技、意协调发展的完整的人。创客教育以跨学科的项目式体验为承载核心素养的途径，使学生在开放的创物过程中，锻炼其高阶思维能力与创新实践能力，形成创新、合作、共享的创客文化。科学与人文是创客教育与核心素养共有的学科类别，但不同的学科起点对创客教育培养学生核心素养的路径选择具有重要作用。以人文学科为伊始的践行路径，是基于文化空间的情境，通过逆向项目式学习的创作体验过程，使学生在人文底蕴的基础上培养科学精神，形成以人文为逻辑起点的“人文+科学”的核心素养培育机制。以科学为起始的实施路径是基于真实问题的情境，通过正向项目式学习的创作体验过程，使学生以人文的情怀与视野开展科创活动，形成在科学本位的基础上回应文化传承的诉求。本研究以创客教育为基点，从核心素养培养的过程性角度，将之划分为匠技、匠心、匠魂三个维度，通过对二者理论源起、共有属性、共通的教学设计原则的契合性分析，由人文与科学两个视角出发，构建学科视域下创客教育培养学生核心素养的过程性路径，且以某小学3D打印课程中“活字生香”的项目为例，呈现基于人文学科的创客教育与核心素养融合的实践路径，既凸显了创客教育之“发展”与“文化”的内在诉求，也细化了核心素养落地的方法与策略。

一、创客教育与核心素养相关研究的回溯

（一）创客教育研究现状

创客教育是以实体空间、虚拟空间、文化空间三位一体的立体式学习空间为依托，以项目式学习的探究体验过程为导向，致力于在开放创新、实践共享的理念指导下，培养创新人才的新型教学模式，其核心目标是培养学生的创新能力，终极目标是形成创客文化。基于“理念说”的创客教育旨在变革传统教育，但在实施过程中存在两方面误区：一是把三维创新能力狭隘化，使之等同于多元创新思维能力;二是泛化了实体作品的内涵，将之外延为各种形式的学习结果。基于“模式说”的创客教育是以“创客教育是一种成功教育的标准方式”为前提假设，其运用的表现形式有两种：一种是通过创客教育的一般性学习过程，培养学生以创新能力为重心的问题解决能力、沟通合作能力、技术运用能力等综合性能力素养;另一种是根据特定的教育理念重构创客教育教与学活动，使学生具备创新创造所需的关键能力。但基于“模式说”的创客教育具有较浓重的工具理性色彩，对相关学科知识与人文关怀的关注度较低。基于“工具说”的创客教育被视为实现理想教育目标的手段，以创客教育与学科课程相结合的方式为代表，意在培养学生将相关知识、科学原理和创新实践有机结合，形成“依理从创”的思维方式与跨界综合的创新能力。但基于“工具说”的创客教育未明晰不同学科视域下，创客教育与学科课程融合的关键结点与实施路径，且存在重科学、轻人文的课程定位偏颇等问题。因此，基于学科视角的“模式说”创客教育，不仅可以解决创客教育缺知识原理的产品设计问题，也能够在完成既定培養目标的前提下，为学科学习提供新的实践路径。

（二）核心素养研究现状

核心素养是融知、技、意于一体的复杂心理结构，其培养过程遵从“心灵”的基本原则，学习表现依从“行为”的基本准则。基于整体观的核心素养培养和基于分解观的学科核心素养培养是当前核心素养研究的焦点。基于整体观的核心素养研究，以探析其定义的本质及体系结构的内在关联为逻辑起点，重构教学系统要素的设计理念与组织方式，构建由学科核心素养至核心素养的过程性培育路径，和以创客教育、STEM教育为依托的培养路径。前者虽依据学生发展，以渐进式角度拟定核心素养的培养策略，但需厘清潜在的两个问题：一是将具有跨学科的核心素养，以具化的学科由同一过程予以提升是否合理;二是从学科核心素养到核心素养质性转变的机制为何。后者虽为核心素养发展提供良好的载体，但未从创客教育或STEM教育实施过程的角度重组核心素养培养的框架，以致二者的结合处于“貌合神离”的境况。

基于分解观的学科核心素养是建立在“学科核心素养+……+学科核心素养=核心素养”假设的基础上，认为当学生具备各学科核心素养后，能够自主将之融合以形成核心素养。但将以综合性为单元的能力素养，分解为不同的学科核心素养的可行性、以及学生是否具备天然的跨学科整合能力，以支持其由多学科核心素养升华至综合性核心素养，是研究者应首先明确的问题。因此，本研究认为核心素养培养可通过以下两种方法：一种是重构过程性核心素养框架，使之与跨学科的综合课程的学习体验过程相结合;另一种是在学科课程学习后开设后设课程，锻炼学生将独立的课程知识体系融会贯通的能力，从而具备21世纪个体发展所需的关键能力。

二、创客教育与核心素养的契合性分析

（一）建构主义：创客教育与核心素养学习理论的源起

建构主义认为学习是学习者在社会文化互动中，基于已有知识经验主动建构意义的过程，关注“什么是学习”以及“如何进行学习”的本质问题。核心素养是以具体的知识、经验、技能为基础，强调发挥学生的主观能动性，使之在实践体验的过程中生成意义，实现由具象的“双基”能力向“大概念”“思维方法”的飞跃，关注何种知识和能力对个体发展更具价值性，并注重“文化”对培养学生情意态度的重要作用。创客教育是以项目为主线，以“做中学”为途径挖掘学科知识、重构知识网络，使学生形成跨学科思维方式与创新能力，即创客教育认为，学习是通过创造/创新可分享的实体行为进行知识建构的过程。因此，在建构主义学习理论视角下，创客教育与核心素养均认同学习是基于情境的问题或项目，通过协作会话，主动构建知识体系、生成意义的过程，在知识观、学习观、师生角色定位、教学活动设计等方面具有内在相关性，表现出明显的建构主义倾向。

（二）共有属性：创客教育支持核心素养发展的基础

跨学科性、迁移性、知行合一的外在特质，和以创新能力为核心、以文化涵养为归宿的高阶能力结构，是创客教育与核心素养的共有属性。在外在特质方面，首先，跨学科不仅指学科勾连以软化其边界，而且应凸显不同学科内容与知识脉络的一体化整合，围绕工程性创客项目，使科学原理、技术应用、文化精神有机融合，为核心素养之整体意义上的“学生发展”提供依托载体。其次，迁移性之于核心素养，要求基于实境性的问题或项目培养关键能力，能够自如地运用于多元场域的社会情境，创客教育可为其创设复杂真实的应用环境，使学生在项目创作中提升迁移能力。最后，创客教育与核心素养均以行为指向的能力培养为目标，将核心素养的目标诉求融于创客教育探究体验、实践创新的学习过程，既遵循基于表现的教与学设计要求，也符合知行合一、学以致用的教育理念。

在高阶能力结构方面，一是本土化的核心素养以创新能力为核心，与创客教育的核心目标相吻合;二是核心素养之人文底蕴与科学精神，和创客教育之科创精神与创客文化有诸多共通之处，可分别从人文和科学的不同视角出发，基于逆向项目式学习与正向项目式学习的创客教育学习体验，以匠技、匠心、匠魂的过程性培养策略使学生形成核心素养。

（三）共通的教学设计原则：创客教育提升核心素养的保障

创客教育与核心素养遵从以生为本、全面发展的设计原则设定教学目标、组织教学内容、选择教学方式、实施学习评价，使学生在融有核心素养的创客活动中形成关键能力。在目标理念方面，基于宏观视角的创客教育与核心素养以个体发展需求为重心，兼顾社会发展需求，从人的角度思考“如何培养人”;基于微观视角的创客教育之三维创新能力，与核心素养之信息素养、技术应用、创新创造、批判性思维与问题解决能力具有内在一致性。在教学内容方面，核心素养强调“少即是多”的组织原则，注重对知识的深度理解，与创客教育深度挖掘知识间内在关联与运用方法的设计要求相同。在教学方式方面，创客教育与核心素养均认同群体建构、合作共享的探究式项目学习方法，使学生在同客体世界、同他者、同自身的对话中主动生成意义。在学习评价方面，创客教育与核心素养倡导的多元开放的混合式评价体系，依从以学生个体为单位的纵向评价准则，本着学习过程动态性、多样性的观念，从发展的角度审视学生学习效果，关注其审慎自省、自我调控的元认知能力的培养。

三、创客教育促进学生核心素养发展的过程性路径设计

（一）路径设计的理论基础

相较于传统教育，创客教育实现了由被动接受向主动创造的学生角色转变、由隐性知识向显性产品的成果形式转变、由传统知识技能向创新能力的核心价值转变，但其对工具理性与科学主义的过分追求，忽视了创客教育的文化要素对形塑学生表现性行为与内隐性精神的动力作用。核心素养是基于反思性思维与行动，由一系列统整知识、能力、态度的素养构成的统一整体（即：核心素养=（知识+能力）态度），注重人文底蕴与科学精神的文化基础对学生心灵发展的重要作用。因此，以创客教育为培养学生核心素养的途径，不仅使基于工具创新的创客教育突显“发展”和“文化”的潜在重要成分，而且为核心素养之知识、能力、态度的一体化培養提供载体。但二者的结合需解决以下两个问题：一是如何体现核心素养的过程性，使之与创客教育的学习体验过程相对接;二是如何充分发挥创客教育与核心素养的文化功能，助力学生形成人文底蕴、科学精神与创客精神。

创客教育之“工匠精神”与工匠素养之匠技、匠心、匠魂有异曲同工之妙，强调由外在行为内化为情意态度的价值取向。核心素养之高于学科的知识技能，既是培养关键素养的基石，也是匠人开拓创新的前提。实践创新、学会学习、合作共享的个体发展素养，是学生秉承开放创新、精益求精的践行理念，以追求卓越的态度在实践体验的过程中形成的，有力地回应了匠心的本质诉求。以文化基础和责任担当为归宿的核心素养，旨在使学生成为具备精神涵养的现代人，注重文化信念的内生和发展，与匠魂之心灵和精神的修养相契合。由此可见，匠技、匠心、匠魂不仅在形式上显现了核心素养之“双基层”、方法层、价值层的递进式培养机制，而且在内容上涵盖了核心素养的构成组分，且与创客教育之创客素养相吻合，使创客教育与核心素养形成有机的统一体。

本研究以创客教育为出发点，立足于核心素养培养的过程性视角，从匠技（基础知识、基本技能）、匠心（实践创新、学会学习、合作共享）、匠魂（人文底蕴、科学精神、创客精神、责任担当）三个维度划分核心素养，使其渐进的培养过程与创客教育创新体验的过程相融合。其中，匠技是创客在依据情境脉络的项目分析与实践探究中获取知识经验、方法原理、技能工艺，代表了创客的专业能力，强调“做”与“思”、“行”与“知”的有机统一。匝心是创客在项目创作过程中表现的追求极致、创新唯美的价值取向，反映了其阳作的态度、智慧和能力。匠魂是创客对创新的内在追求，关注其在人文底蕴、科学精神、创客精神等方面呈现的理想信念，关注其责任担当、科创精神与心灵修养。

（二）构建创客教育培养学生核心素养的过程性路径

逆向项目式学习是通过对已有产品的解构与分析，以倒推的方式挖掘其设计工艺与科学原理，探析可优化的实体构造，运用新的技术方式或创意构想二次设计开发。正向项目式学习以实际需求和现实问题为开端，以顺序的方式探究问题解决的可行方案，从无到有地产出完整的项目成品。人文学科之于创客项目是将项目置于适恰的文化空间，在三维创客空间中，通过逆向项目式学习实现科学主义的超越。科学学科之于创客项目是为之提供思维方法与理论支撑，在正向项目式学习过程中生成创客文化，实现工具理性的超越。故而，基于创客教育的文化培植可通过依据人文学科的文化背景培养人文-科学-创客的多元素养、依据科学学科的探究精神协调创客教育的独特价值与多学科的共有价值以培养科创精神两种路径。由此，以学科文化为基轴，以境脉化的项目实践为脉络，通过学一仿一创的体验过程培养学生核心素养是创客教育提升核心素养可行途径。本研究以此为基础，依据其学科思维与价值追求，从“自然”学习的角度设计教学活动，构建学科视域下创客教育培养学生核心素养路径，如图1所示。

1.基于人文学科的“文化-创作-理性”的核心素养培养路径

基于文化空间的情境设计。文化空间是指包含人类自主价值、自主意志之内在精神的有限立体环境，强调以融有文化元素的有“情”空间支持学生学习活动。基于文化空间的情境是将学习目标涵盖的知识与能力置于其中，为实践活动提供开放性的脉络指向，认为认知与运用层次的文化活动和精神与修养层次的文化精髓，是在实践和情境的互动协商中逐渐形成的。因此，基于文化空间的情境设计应遵循以下三个原则：一是强感染力、高沉浸感，以人文学科的工程性内容为背景，通过刺激多感官通道，使学生全方位、多角度、深层次地体味文化内涵，产生价值共鸣;二是具有多元开放的境脉，将多种情境脉络潜藏于创客文化空间，既为学生创新能力提供培植土壤，也为学生迁移应用能力提升奠定基础;三是遵循贯一性的设计原则，即文化境脉作为项目实施的线索，应紧密围绕教学目标、教学内容设定情境的脉络走向，为学生提供情境式学习支架。

基于逆向项目式学习的创新体验。该环节是基于文化空间情境的工程性项目，以匠技、匠心維的核心素养培养为目标，使学生以逆推的思维方式分析设计原理，掌握创作所需的基础知识与基本技能，并在项目开发的过程中具备合作共享、学会学习、创新能力的个体发展素养。立体化的产品感知让学生从整体上明晰项目内容，以探索式的解构与重组活动，使之在教师支持、自主探究、协同互助的体验中具备知识应用能力、技术开发能力，习得创作基础之匠技素养。以新的视角创意构思原型设计，在信息技术与制造技术的支持下，使学生在以反思为中心的创新体验过程中，培养精益求精的创新态度与匠心独运的创客智慧，具有创作能力之匠心素养。由匠技至匠心的升华，是对从知识技能到方法态度转变的过程性表征，注重培育学生21世纪创新所需的内在品质。由此，基于人文学科的创客项目设计需遵从以下两点设计要素：一方面，创客项目应具备文化趣味的开放性特征，即项目源生于文化情境，以一定的技术手段使静态的文化流动起来，让学生能够多角度、多层级的设计、实施项目;另一方面，项目开发过程应聚焦于一点，文化空间具有弥散的特性，教与学活动需围绕教学目标与教学内容遴选适切的文化立足点，以此为中心，深入挖掘相关的知识原理。

基于人文学科的匠魂素养培养。匠魂是在匠技、匠心基础上的自我能力的超越，强调心灵境界、理想信念、内在精神的培养。基于人文学科之核心素养的匠魂培养，即是充分发挥文化对人之精神的浸染力量，以文化唤醒内生的创造动力，以追求卓越的创新行动凝华为人文—科创精神，形成文化—行动—精神的匠心培育之驱动链条，注重在科学原理和技术应用的学习过程中凸显文化的厚度。基于人文学科之逆向项目式学习的匠魂素养提升，其转化途径应依从以下原则：首先，从学生感知的视角出发。创设具有共情同理心的文化空间;其次，提供文化情境的对照式个性支持，即将问题困境与情境之项目实践脉络相互比照的学习支架;最后，使学生体验文化项目的全过程，环境渲染是感知理解文化和项目的前提，但价值体系构建是基于完整的实践过程，因此，项目不一定以设计模型成品为终点，而是以内化该项目所依托的文化精神为终结点，使学生在文化环境的支持下形成匠魂素养。

2.基于科学学科的“理性-创作-精神”的核心素养培养路径

基于真实问题的情境设计。情境学习理论认为知识具有情境性、动态性、交互性、共享性等特质，学习应在知识应用的真实情境中开展活动，将“学”“思”“行”“用”有机融合，使学生在社会性对话与协作中，通过实践构建意义，实现从获得隐喻到参与隐喻的学习方式转变。基于科学学科的情境设计应聚焦于行为发生的真实世界，将锚点置于应用情境，使呆滞的知识变为动态的知识，并以此为基础，把面临的问题困境作为学科知识体系重构的基点与项目学习的线索，为学生高阶素养与关键能力的培养奠定基础。科学学科视角下的情境设计应依照以下两个策略：一方面，需对问题情境进行完整性的表征，辅助学生审查已有知识经验与情境呈现的概念、实景的适配程度，以便及时化解二者间矛盾，形成客观正确的认识;另一方面，应反映真实生活情境的复杂多态性，直面现实的复杂性，而非以简约、清晰的姿态呈现，且应支持而非简化劣构性困境，为核心素养培养提供外在保障。

基于正向项目式学习的创新实践。正向项目式学习是在科学理论支持的基础上，通过开放式问题驱动的协作学习，使学生以正向的思维方式主动探索问题解决机制，通过探究-应用-反思-内化的过程，培养学生以科学创新为主的匠技、匠心素养的动态学习方法。使学生以工程师的身份，从复杂的情境空间中剥离出核心问题，并以此为基准探究解决之道，获取相关知识与技能以具备匠技素养。在开放性的情境中以互异的视角构思项目方案，以格物致知的创作态度在反思内省、团队协作中雕琢作品，形成追求卓越的审美志趣与创新创造的智识化能力，从而培养其实践创新、学会学习、合作共享的匠心素养。因此，基于科学学科的创客项目设计应具备以下特征：首先，兼具生活之经验世界与课程之知识世界的双重属性，使静态的知识在“做”与“思”的过程中动起来;其次，具有显著的科学学科性质，核心素养之跨学科能力与高阶思维能力培养依赖于科学学科所承载的问题解决之方法与思维模式，且科学精神亦孕育于科学探究与实践创新的过程之中;最后，存在开放性的未解问题，开放性问题的解决策略存在多种可能，其未解性为学生提供多元的发散空间，是依据科学学科培育核心素养的关键举措。