从“做中学”到“学中创”：美国中小学创客教育探析

李钰

摘要：“创客运动”是提升创新型国家建设水平的重要抓手，而创客教育是推进学校创新人才培养的重要手段。美国芝加哥地区中小学创客教育以公共创客空间和学校创客空间共同推进，形成了以学生为中心的核心价值、先进软硬件技术支撑、系统综合的活动项目设计、规范有序的组织保障和线上线下相结合的文化营造等5个特征，推动中小学教育从“做中学”走向“学中创”。我国中小学创客教育可以依托大力发展公共创客空间和学校创客空间，发挥这两类创客空间公益性强和覆盖面大的特点，利用社会公共资源和学校教育资源，加强不同学校创客教育品牌打造和内涵提升，设计符合不同年龄层次学生特点的活动项目，加强创客空间指导教师专业培训并引进兼职教师，通过开展创客教育营造社会崇尚创新、技术支持创新的良好文化氛围。

关键词：中小学;创客教育;美国

中图分类号：G629

文献标志码：A

文章编号：1673-9094-（2021）01C-0003-08

近年来，创客空间和创客教育在我国逐步受到重视并发展。2015年，国务院印发的《关于发展众创空间推动大众创新创业的指导意见》（国办发[2015]9号）明确要在全国范围内建设众创空间、众筹平台;2016年教育部印发《教育信息化“十三五”规划》（教技[2016]2号）强调“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用”;同年，国务院印发的《国家创新驱动发展战略纲要》中也提到“推动创新创业，激发全社会创造活动、推动创客文化进学校”等策略，从而提升创新型国家的建设水平。本文基于2019年10月至11月间对美国芝加哥地区公共图书馆、儿童博物馆和有关中小学校创客空间的实地考察、现场观察和负责人访谈，通过对几个典型创客空间的比较分析，结合文献资料，回溯美国创客教育的历史发展和时代特征，总结其推进实施过程的相关特色和成效，以期为我国中小学推进创客教育提供可借鉴的经验。

一、美国创客运动和创客教育的历史沿革

（一）创客空间和创客运动

“创客”的核心是互联网和制造业融合在一起而引发的一场制造业革命。创客空间是一个创客们聚集开展活动的实体物理空间，在科学、技术、数码或电子艺术等方面有着共同兴趣的人们聚集于此，分享想法、知识和资料，通过利用创客空间提供的一系列软硬件设施设备，将创意和想法变为现实。21世纪初，创客活动在美国开始出现。2001年，美国麻省理工大学比特与原子研究中心建立了微观装配实验室（Fabrication Laboratory），这个实验室被认为是美国第一个教育创客空间。随后，伴随着移动互联网的飞速发展，“创客运动”（Maker Movement）受到美国政府、学校、企业、各地的公共图书馆和高校图书馆等社会组织或个人的重视。《创客》杂志于2005年发起了全球第一个“创客行动”。

（二）创客教育的发展沿革

2012年，美国政府开始启动“创客教育计划”（Maker Education Initiative，MEI），该计划旨在培养学生动手实践能力和创新创造能力，激发学生创造天赋，使每一个孩子都有可能成长为创客。2014年，为保持创新步伐，奥巴马政府宣布“创客国家计划”（Nation of Makers Initiative），倡导“建设创客型国家，赋予美国学生和企业家创造未来的权力”，培养学生终身学习能力。在这一进程中，美国基础教育阶段K-12教育机构也积极开展创客教育。美国聯邦教育部启动“改造计划”（Maker Over），宣布在全美K-12阶段各类型的学校建造更多创客空间，并对学校原有的课程重新设计，力求融入实践经验和创客理念;联邦教育部还专门对K-12阶段学生的暑假活动做了安排，开展了“通过21世纪社区学习中心进行创客”的项目，通过组织夏令营、参观博物馆和图书馆等多种形式引领学生进行创客教育实践。

2016年，全美1400多所K-12学校的校长联合签署《创客承诺（Maker Promise）》，正式致力于创客教育的推进。通过与STEM教育融合、自设创客课程、开设创客项目等途径，致力于实现基础教育与创客教育的融合，以适应新一代信息革命带来的人才培养模式的转变。美国中小学创客教育的经费投入得到了联邦政府、相关企业、高校和学生家长的支持。2014年6月，时任美国总统奥巴马宣布将有11个政府部门每年投入25亿美元用于支持创客研究与实践;由全美1400多所K-12学校联合签署的《创客承诺》中提到，给予K-12学校的资金支持来自慈善机构、社会组织或私营企业等;美国图书馆创客空间经费大部分来自基金会和使用者。美国联邦政府所提倡的创客教育，着眼点在于挖掘创客教育对美国社会建设的价值，美国中小学创客教育目的体现了个人取向和社会取向的结合。

多年来，美国依托创客空间开展创客教育主要基于三个方面的教育理念。第一，基于实用主义教育家杜威提出的“做中学”，也就是说要学生亲身参与到学习活动中以建构自己的知识体系。而创客教育的核心理念是对杜威“做中学”的继承和发展，在于“学做创”，认为要亲身去体验、制作创造的过程，在学习中培养创新意识。第二，基于建构主义思想。建构主义认为学生的认知结构是由自身已有的文化背景和经验与社会环境交互作用形成的。美国中小学创客教育以项目为载体，在教师指导下，以学生为主体完成相应的工作任务，从发现问题到小组合作分析问题，学生设计方案或产品，最后制作和评价整个过程。第三，美国的创客教育基于体验学习的思想，通过学生对真实制作环境和制作工具的体验，强调体验的过程，关注体验后的深度反思和改进。

二、从“做中学”到“学中创”：美国创客教育的发展趋势

根据《美国教育创客空间全国报告》对美国创客空间的分类，可以分为“公共图书馆的创客空间”“学校创客空间”“社区创客空间”等;也可以分为“公益性创客空间”和“营利性创客空间”等不同类型。本次在芝加哥探访的创客空间中3个创客空间为“学校创客空间”，1个为“社区创客空间”，还有1个为“公共图书馆的创客空间”（具体见表1）。这5个创客空间均为政府或教育部门下属的公办机构，服务范围覆盖了K-12所有学段以及有兴趣参与创客活动的所有社会大众。创客空间以建构主义理论为基本理念支撑，根据面向人群的特点开发独具特色的创客活动，在教育理念、软硬件配备、课程（项目）设置、运行管理和成果展示等方面形成了可推广的经验。

（一）创客教育的核心价值：以帮助学生（服务对象）创造为中心

创客空间围绕将学生或公民培养为创造者的目标，以帮助学生（服务对象）分享创意、动手创造为核心价值。在杜威进步主义教育“从做中学”思想的指导下，以建构主义理论为基础，强化学生（服务对象）为主体的实践环节和创造环节。学生（服务对象）在创客空间中发挥创造力和想象力，形成个体赋权意识与自主发展思维，培养自我持续学习能力。我们看到，中小学的创客教育关注学生的个体发展、已有经验和环境互动等3大方面，通过学生在真实的生活情境中结合自身想象力进行的一系列创造性活动，围绕跨学科课程学习，建立起学习内容与生活世界的关联，学生在创造的过程中不仅获得了某种“技能”，更重要的是形成了支撑其人生自主发展的“健康心智”。图书馆、博物馆等开设的公共创客空间则融合了从创意、设计到制造的用户创新环境，让具有创新思维和能力的创客聚集在一起，利于创造性成果的分享与扩散，有助于营造全民创造的氛围。

（二）创客教育的技术支撑：灵活适用的软硬件配备

5个创客空间的软硬件配备各有侧重，面向儿童和小学生的创客空间以手工制作的基本工具和材料为主，虚拟现实设备等供教学展示和体验使用。面向中学生和社会大众的创客空间硬件配备则以互联网技术支撑的相关设备为主。创客们在这样的空间里产生创新欲望，通过合作酝酿出创意构思或设计，并以DIY方式使创意变为成品。总体而言，创客空间的软硬件设施设备主要包含以下四个大类。

第一，空间布局和设施。5个创客空间大小不等，从几十平方米到几百平方米。空间设计布局都比较灵活，既能为独立工作的创客提供安静、隔离的空间，又能为创客们分享交流提供圆桌会议。各功能区域划分清晰，基本上都分为个人独立学习区、动手制作区、交流讨论区和成果展示区4大区域，但是也能够根据需求随时调整。考虑到不同对象的年龄特点，不同的创客空间设施配备也有差异，比如小学的创客空间在墙上挖了一些小洞，铺上柔软的垫子，天真活泼的孩子们喜欢蜷在小洞里阅读;初中创客空间的椅子不是普通的四只脚，它的底座是一个半球面，可以随意摇动，符合这个年龄段学生活泼好动的特点。

第二，基本工具和材料。创客空间中配备了木工、钳工基本工具和缝纫机、画板、颜料、乐器、益智材料等。儿童博物馆和小学的创客空间中使用的都是真实工具而不是玩具（比如锤子、钉子、锯子等），让孩子们接触真实的工作环境。小学的创客空间设置游戏区，放置了益智游戏UNO、Jenga和Connect Four（几款美国流行的类似层层叠或五子棋的游戏）。

第三，主要设施设备。根据课程（项目）需求配备打印机、复印机、摄像机、电脑、图形工作站、3D打印机、3D扫描仪、激光切割机、数控机器、数码绘图板、多功能触摸类绘图板等。所有的设施设备都能联网，具备联网基因的创客空间学习体验，可以帮助创客们获得强大的在线资源支持。

第四，应用软件和工具。创客空间的电脑上安装了目前市场主流的应用软件，主要分为音频制作工具、图像视频制作工具、计算机建模工具和虚拟应用工具4大类。这些软件可以让学生在虚拟的三维空间中自由想象、创造、探索，为学生提供深度的数字化学习体验。

（三）创客教育的活动设计：综合系统的课程（项目）

面向儿童和小学生的两个创客空间的课程（项目）以手工作业为导向，项目主要是手工制作、艺术绘画和农业种植等。面向中学生和社会大众的3个创客空间的课程（项目）则以先进技术为导向，大多聚焦于机器人项目、人工智能、新材料、游戏设计、音视频创意制作等领域。主要课程（项目）内容见表2。

创客空间的大部分课程（项目）都与科学、艺术、设计、计算机和工程等多门学科相关，让所有学科的知识在动手实践的过程中融会贯通。这种跨学科的综合性学习能够突破认知界限，避免学生孤立地看待知识，有助于学生掌握各学科之间的横向联系，培养发现新知的意识，提高学生综合性解决问题的能力。

（四）创客教育的组织保障：规范有序的运行管理

完善的规章制度是创客空间健康运行的保障。芝加哥公共图书馆的创客空间墙面上工作人员手写的相关设备使用步骤和技术参数，不仅起到了说明提示作用，还能让创客們学习自助使用设备，减轻工作人员负担。安全管理方面，5个创客空间都要求做到保障创客的人身安全、操作安全和网络安全等。儿童博物馆的创客空间还准备了儿童日常伤害发生后应急处置的药品。

专业服务团队是创客空间内涵提升的关键要素。创客空间的管理者要求具有深厚的信息技术背景和相关领域的工作经验。除本机构在职人员外，部分创客空间还聘请了兼职人员指导创客活动。如芝加哥93学区的两所学校的创客空间就邀请学区内的有经验的企业家、成功的创业者、技术创新专家到创客空间任兼职教师，带领中小学生开展创业项目，解决企业生产和销售中存在的真实问题。企业家带领的中小学生创业团队参与了美国创智赢家（Shark Tank）发明创业者真人秀节目，获得了嘉宾风险投资并将创业产品投向市场。芝加哥公共图书馆创客空间也聘请专业人员作为志愿者为创客活动进行服务。

（五）创客教育的文化营造：线上线下相结合的创客运动

创客教育的发展大力推动社会创新文化的形成。面向儿童和中小学生的创客空间为孩子们创新意识的养成和创造能力的培养打下良好的基础;面向社会大众的创客空间让每一个人都有机会使用先进设施设备，并了解行业发展的最新技术成果。创客空间的创意和成果还能真正创造价值，走向市场成为畅销产品。

为了提升社会效应，创客空间都很重视成果的宣传。每个创客空间都会开辟一块成果展示区，用于展示创客们的劳动成果。儿童博物馆创客空间的宣传栏展示了孩子们创造过程的珍贵画面。公共图书馆创客空间由于空间有限，开辟了专门的网页进行活动和成果宣传，网页中会定期发布课程（项目）内容、时间、服务对象等信息，社会大众能通过网页预约参与活动，查看课程（项目）的成功作品并进行点评和互动。另外3个中小学的创客空间中都有专门的橱窗展示学生的创意作品，还会展示学生们在创新创业项目中的各种奖项。

三、对我国中小学创客教育的启示

上海在全国范围内较早启动了创客空间建设。2011年上海建立的“新车间”创客空间是全国第一个创客空间。2015年5月，在上海市教委的支持下，由上海校外教育机构、高校、企业等14家单位共同组成“上海创客教育联盟”。2015年教育部办公厅印发《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》，强调“推进众创空间的建设，探索创客教育等新教育模式”。2017年，教育部发布了《中小学综合实践活动课程指导纲要》，不少中小学在创客空间开展综合实践活动课，丰富了创客教育的内容。多所中小学启动了创客计划，创建创客空间，配备创客教师，结合跨学科的综合性课程，组织学生创客们参加网络文化节、创意联盟等。芝加哥创客空间建设与运行的实践经验可以从以下三方面给我们启示和借鉴。

（一）路径探索：大力发展公共和学校创客空间

美国创客空间建设和创客教育的推动力来源于联邦政府和联邦教育部。我国国家和地方政府以及教育行政部门也在积极推进创客运动和创客教育，但目前仍存在政府宏观引导与资助力度不足，学校育人体系与措施不够完善等问题，主要表现为政府、学校和社会各支持主体职能不够明晰，在协同运作中出现相互推诿、浪费资源等现象。因此，为推动形成全社会崇尚“大众创业、万众创新”的氛围，还要进一步加大地方政府和教育行政部门对创客空间和创客教育的支持力度，从制度保障、经费支持、标准制定、过程监督和舆论宣传等多方面加强规范引导和管理，为创客空间和创客教育深化提供政策和资金方面的支持。

从美国实践经验来看，在创客教育方面发挥重要功能的主要是公共创客空间（以地方公共图书馆为主）和学校（以中小学和高校为主）创客空间。这两类创客空间入门门槛不高，活动设计大众化，能够满足不同年龄层次人群的需求。政府的资金支持承担了创客空间运行的绝大部分成本，基本可以实现公益性。部分知名企业开设的创客空间由于门槛较高、专业性较强、收费标准较高，普通社会大众很难进入其中开展创客活动。而公共和学校的创客空间具有公益性强、覆盖面大等特点，依托这两类创客空间可以开展大量的亲子活动、学生教育和市民教育，对于推动创客运动在全社会的开展具有基础性作用，因此，建议我国大力发展公共和学校两类创客空间。

从我国的实际情况来看，一方面，政府可以依托各街道社区活动中心或社区图书馆开设面向社会大众的公共创客空间，为本区域的市民或者家庭提供创意制作的服务。满足条件的街道社区活动中心或社区图书馆可以向上级部门申请专项经费，用于创客空间环境营造和相关设施设备配置，同时可以开设微信公众号发布相关课程（项目），方便社会大众在线预约参与活动。在经费有限的情况下，考虑到可持续发展，可以向市民收取基本的设备和耗材成本费。另一方面，政府可以利用职业院校已经建成的相关实训基地和实训中心，发挥这些基地（中心）与行业企业匹配的一流设施设备和优秀师资队伍的优势，在满足职业院校常规教学需求的基础上，鼓励职业院校打造技术特色鲜明、企业文化浓郁的创客空间。利用节假日向社区开放，为学生营造真实的工作环境，在创客空间中解决企业实际问题，培养创新精神和能力，同时提高职业教育的社会吸引力。

（二）内涵提升：培育各具特色的建设和运行模式

芝加哥5个创客空间形成了错位发展、互相补充的格局，针对不同年龄层次人才培养目标的需求，在活动设计和运行管理等方面各具特色。我国中小学在创客空间建设的过程中也要避免活动设计同质化的问题，尤其在设施设备配备方面不必追求“大而全”，只要符合学生年龄特点、满足跨学科课程需要，创客空间的设备“小而精”也未尝不可。要根据学校办学特色、人才培养目标定位、区域文化背景和行业发展情况，确定适合本校学生的创客空间的建设和运行模式。

首先，要进一步优化活动设计。创客空间开展的跨学科的综合课程（项目）是个性化、开放式、非线性的，它追求的是个体创造性与团队合作的融合，还要注重学科活动的实践性，锻炼参与者的动手操作能力。课程（项目）开发的难度较大，不仅要依托信息技术和数字化应用工具，整合多学科背景的相关专家形成课程开发团队，还要在活动实践中不断完善优化。然而，我国当前的创客教育存在课程理念定位模糊、课程设置随意而失序、课程评价单一等问题。因此，建议高校教育教学研究专家、相关行业企业专家和中小学各学科教师形成团队，共同探究开发相关跨学科综合课程（项目）。同时加强对相关活动设计的评价和反馈，并不断优化。

其次，要通过“内培外引”促进指导教师专业发展。创客教育的复杂性和综合性需要更为专业的指导教师。我国很多学校缺乏专业化的创客教师，这直接影响了创客教育的质量。我国当前创客教育主要由信息技术教师牵头，信息技术教师掌握着先进的科学技术，能够提供技术指导，但是创客教育跨学科综合课程需要教师提供多学科知识、灵感启发、创意引领等专业指导和反馈。因此，一方面要加强公共和学校创客空间专职指导教师的培养，积极组织和开展创客教育师资培训，引导教师主动地提高自身的创新能力和技能水平，进一步改变教育理念和教学模式;另一方面，要建立激励机制，鼓励行业企业中具备创业经验和实践能力的专家参与到兼职指导教师的队伍中来，通过跨界合作提升师资队伍水平、优化师资队伍结构。

（三）文化营造：社会崇尚创新，技术支持创新

芝加哥创客空间的实践经验表明，创客教育的发展以学校“以学生为中心”“做中学”的教育理念和现代信息技术发展提供的网络信息资源和技术工具为支撑。要进一步加强创客教育的环境营造，从社会环境和信息技术环境两方面为全民创新创业提供保障。

一方面，要为创客教育营造良好的社会环境，尤其在学校教育阶段，学校、教师和家长要转变教育观念，摒弃以考试分数作为唯一评价标准的传统，将中小学生综合素质评价的要求落到实处。受应试教育观念、工业化思维的影响，我国学生在学习行为上表现出程序化、从众化和单一化的特征，缺少创新意识和明辨思创能力，而我国创客教育的教学过程差异化较弱，不能满足学生个性化学习。因此，要通过创客教育积极推进跨学科课程的改革，尊重并启发学生的兴趣，积极支持学生的创造性行为，培养孩子创新与实践能力。同时，积极利用相关网站和平台进行宣传，构建良好的创客文化。要以创客空间为载体，积极举办有关创新、创业等创客活动，展示創客成果，也可在官方网站上构建创客空间栏目，进行网上信息公开，利用网站宣传创客空间，并利用微信公众号、QQ、微博、移动图书馆等平台进行宣传。

另一方面，要营造支撑创客教育的优良信息技术环境。信息资源的网络化让创客空间的学生可以随时获取世界各地的海量资源，数字化工具的使用为学生从创意到作品的实现提供了便利。从趋势上看，技术的发展有两个特点：一是可选择的技术越来越多;二是技术门槛越来越低。创客教育课程也不可避免地偏向于数字化工具的使用，如各类开源硬件、3D打印、激光切割等。在创客教育过程中也出现了大量开源硬件的相关教学工具和教育资源。创客空间指导教师要根据服务对象特点和培养目标选择适合的数字化应用工具。

责任编辑：陈向阳