创新与设计：创客教育理念下课堂教学模式构建

2022-02-12唐皓张涛

教育科学论坛 2022年2期

■唐皓，张涛

2019年2月，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，其中十大战略任务之一是加快信息化时代教育变革，“利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合”。中国教育高质量发展时代已经正式拉开帷幕。创客教育无疑是当前教育改革背景下聚焦学生全面发展、创新能力培养的有效路径。

一、新时代创客教育的逻辑起点和价值导向

（一）逻辑起点

创客教育强调“制作”，鼓励多种方式的“分享”，有助于满足学生个性化的发展需求，方案和作品的“设计”有助于创新人才的培养，是一种探索融合专业、跨界学习的教育方式，这也是教育改革和教育现代化的一个趋势。

创客教育是落实“五育”并举教育主张的有效路径。2019年6月，中共中央、国务院出台《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》，强调“增强美育熏陶”和“加强劳动教育”，创客教育立足实践，在设计中凸显“美”的概念，在制作中亲身“体验”，着眼于学生全面发展。

创客教育在我国现实教育语境中存在困境。我国现阶段的创客教育还处于起步阶段，创客教育面临缺乏健全的教学设计模式、缺乏教育创客人才、校内创客空间建设有待完善、传统课堂班额受限等一系列问题。

（二）价值导向

基于对创客理念的深入研究，我们认为，创客教育倡导如下理念：

“开放创新”即为学生要具有设计思维，在设计中要打开自己的视野，接收更多的优秀的先进的知识，在原有基础上进行创新。

“探究体验”即为学生要敢于尝试，要动手制作，要不断地探究，要不断地体验，不断修改和完善设计和制作。

“协作互见”即为学生要学会合作交流，共同协作完成作品，在设计和制作中要相互分享，让彼此都能被“相互看得见”。

基于创客教育理念的教学就是将“开放创新、探究体验、协作互见”的理念融入课堂中、融入学科教学中、融入综合实践活动中。

二、基于创客教育理念的基本教学模式构建

（一）基于创客教育理念的教学模型

在教学探索中，我们基于创客教育理念构建了基本教学模型（如图1），以创客教育理念为核心引领，分别从教学模式构建、教学实践、教学案例、教学评价、学科推广五个环节全面实施基本教学改革和设计，推进单课教学模式、单元主题教学模式和跨学科项目式教学模式由传统教学转化为基于创客理念的教学。在推进探索的过程中，我们研发四大支持系统，构成完整闭合的创客教育理念教学改革生态系统。

图1 创客教育理念的教学模型

（二）基于创客教育理念的基本教学模式

基于创客教育理念下的课堂教学模式即为将创客教育中“开放创新、探究体验、协作互见”教育理念融入课堂教学过程中，开展基于创造的学习的、一种较为稳定的能推广的教学活动框架和程序。基于创客教育理念的教学主要包含三个环节，即设计、互见、制作。这三个环节不是孤立的，而是循环往复的。

目前，在课堂研究的过程中生成了基本教学模式，如图2 所示。

图2 基于创客教育理念的基本教学模式

项目生成——根据我们要解决的问题，结合生活和学生学情生成学习项目。

方案设计——学生根据教师的问题和要求进行方案设计。

作品制作——学生通过小组合作的方式，利用已有的材料进行作品的制作并完成作品。

互见——学生在方案设计和作品制作过程中需要不断分享交流，让自己的想法、设计和制作能够被理解被看见，从而不断优化设计和改进制作，让最终的成果更加完善。

成果分享——学生最后分享自己或小组共同完成的作品，大家相互借鉴。

（三）基于创客教育理念的教学支持系统

1.教师专业培训

（1）外拓筑基

创客教育理念处于动态发展之中。一是参培赋能。我们制定了详细的教师培训方案，委派创客教育骨干教师前往深圳、台湾等地跟岗学习，了解当地的创客教育实施情况，学习先进经验，结合自身实践，探索适合本区域的创客教育实践路径。二是以赛带训。参加中国教育学会组织的中青创奥系列培训活动和其他培训机构组织的比较有价值的创客教育培训。

（2）内修培优

一是课程练兵。本区在对创客教师进行培训时，着重对教师创客教育理念的培养，并在此基础了构建了一系列培训课程，如植物扎染课程、陶器制作课程、竹编制作课程、激光测距枪制作课程等。

二是素质拓展。在这些培训课程中，我们首先对科学教师进行培训，随着影响力逐步提升，再扩展到数学教师培训、语文教师培训、体育学科教师培训以及多学科教师共同培训。经过不断的培训，我们的老师也成了培训师，自己开发培训课程，如鸡蛋撞地球课程、生态鱼缸制作课程、微景观制作课程等。

2.教学环境营造

一是打造区级专门教室。区教科院斥资打造多功能创客教室，用于教师培训，通过一批一批教师的培训，让更多教师具有创客教育的理念，让更多教师成为创客教育行家。

二是建设校级特色教室。在我们的指导和帮助下，区域内中小学结合学校办学特色改造或新建创客教室，并随时向全体师生开放，将之打造成学校创客教育理念中心、实践探索中心，提升师生创客素养。

3.课程资源开发

创客教育开展需要开发各种课程资源，学校需要为学生提供丰富的资源，让学生自主进行操作和实践，同时我们也自主开发制作了基础的木工工具、数字化编程工具等，为教师培训提供支撑。

4.同伴关系打造

创客教育的教学方式与传统课堂的教学方式不一样，不以单纯的知识传授为主，而是以设计和制作为主，这就需要打破传统师生关系，打造新型教学同伴关系。在实践探索中，老师和学生的角色不断互换，师生相互激励，老师给予学生更多的引导和各种资源帮助，老师跟学生的关系也更多像朋友的关系。

三、基于创客教育理念的课堂教学子模式构建

基于创客教育理念的教学基本模式研究，探索形成了三种子模式：

（一）单课教学子模式

单课模式是指在一堂课时间内让学生主动分享，培养学生的开放思维和团队精神，通过动手操作、协同探究、项目合作等多种基于创造的学习模式，更多强调在段时间内让学生共同完成简单的任务设计和实践探究。这种模式注重体验的过程，不过分要求成果的成型。（如图3 所示）

图3 单课教学模式

1.提出情境

我们在课堂教学中首先通过生活中的现象以及问题来创设情境，引导学生思考，从而引入我们将要学习的内容。我们的情境不是科幻的、不能实现的，而是与我们的生活息息相关的。

2.项目生成

根据我们要解决的内容及目标，生成学生学习的项目，学生分小组合作，明确任务分工，共同完成这个项目。

3.背景介绍

教师给出学生制作的材料，并进行基本的介绍。这里可以利用微课或学习资源包让学生进行学习。同时提出问题和要求，让学生带着问题去进行下一步的学习。

4.设计

学生通过小组合作的方式进行项目设计，形成设计方案。教师提供任务单，并采取问题引导的方式来指导学生进行设计活动。

5.互见

利用希沃授课助手或希沃白板等信息化工具，对大家的设计方案进行展示，或者利用一人走多人留的模式进行组间交流，让学生的想法被看见，从而可以优化自己的方案。

6.制作

学生在限定时间内，通过小组合作的方式，利用已有的材料进行作品的制作。

7.互见

利用希沃授课助手或希沃白板等工具进行投屏展示，或小组之间大家根据制作情况进行分享交流，让学生的创意能够被看见和理解，从而可以进一步优化制作。

整个“设计—互见—制作—互见”是一个不断上升的螺旋循环的过程，通过“互见”，让学生的创意和制作不断完善和优化。教师在其中主要通过引导学生互评，促进学生思考，并引导学生自我总结。

（二）单元主题教学子模式

单元主题教学子模式主要适用于学科内某些单元或章节的整合实施，其内容更多来源于学科教材，学习时间相对较长，需要利用多个课时。在单元主题中，教师通过整合多个复杂设计过程的项目来为学生创设挑战性任务，通过循环迭代的探究过程，驱动学生去创造能够反映主题、概念和标准的有形学习作品。基于此我们设计了“三循环”单元主题教学模式。（如图4 所示）

图4 “三循环”单元主题式教学模式

从它的第一个环节到最后一个环节，能够让学生将所学的知识应用到现实生活中，经历对自己的方案勾勒、规划、设计、构建和测试的过程。在单元的开始就提出项目任务，学生的挑战性任务往往是从一个实际的需求或者问题出发，先通过分析将问题分解为一个个可执行的任务，再针对面临的任务进行新知识的学习，围绕新问题通过调查研究，构建项目所需要解决的若干概念，形成相关的必须概念，经过一系列探究活动获得他们需要知道的知识和技术，进而设计出初步方案（作品），然后通过互动讨论，评估其可行性和趣味性，找出潜在的约束条件，发现新的问题……如此形成循环，不断迭代、不断完善。这是一个循环的过程，每个循环都整合了多学科知识、设计制造、合作交流，也都涉及各种实践操作、反馈与分享、反思与展示，这将逐步提高学习者对学科知识概念的理解和实践技能的掌握。在这个“大循环”里还包含有两个“小循环”，一个是“设计循环”，一个是“制作循环”，学生在“大循环”中，通过互动交流不断改进设计、不断改进制作。在这样的循环式螺旋上升过程中，学生提升了解决现实问题的能力。

以科学为例，在教科版科学教材中就有很多内容可以单元为整体实施创客教育。例如一年级的“我来测量”、三年级的“我们来造纸”“制作指南针”、五年级的“制作生态瓶”“超级小赛车”“制作太阳能热水器”“我们的小船”、六年级的“制作小杆秤”“造一座纸桥”“校园绿地图”“制作太阳系模型”等。

（三）跨学科项目式学习子模式

研究表明，如果把学习割裂开来，学生就经常不能理解各个学科领域是如何相联系的。虽然具体学科的学习很重要，尤其是对学科领域内容的理解，但是跨学科学习可以帮助学生建立高阶思维技能，也可以帮助学生在不同学科领域之间形成有意义的联系。在现实生活中，我们解决问题并不是单纯地只需要一门学科的知识，我们往往需要融合多学科，才能解决实际问题。因此，我们在构建“基于创客理念下课堂教学模式”的过程中，有意识地引导学生进行跨学科的项目式学习。

图5 跨学科项目式学习子模式

基于创客教育理念的跨学科项目式学习模式主要包含五个环节：1.背景分析，确定项目目标；2.创设情境，提出驱动性问题；3.分解任务，逆向设计方案，制定评价量规；4.探究制作，合作完成作品；5.作品发布，评价反思改进。在整个实施过程中都将伴随过程性评价，并提供过程性评价量规。

四、基于创客教育理念的教学模式实践价值

（一）学生方面

由于教学形式上的开放性和自主性，大大激发了学生的学习兴趣，进而转化为一种学习行为，因此学生在课堂上主动参与，踊跃发言，并敢于大胆地对别人的意见提出质疑。同时多种途径的多向交流，加深了对知识的理解。加快了知识的理解过程，学生学习积极性明确提高。

学生在课堂教学中，对科学及社会生活实际与科学有关的问题有了较广泛的兴趣，有寻根究底的探索精神，敢于发问，善于发问，乐于发问，逐步养成质疑问难的习惯。

通过学生创造力测验，调查结果发现：

1.创客教育开展程度与学生创造力结果呈显著正相关

我们将调查学校分为两类，一类为经常开展创客教育的学校，一类为较少开展创客教育的学校。对数据采用双变量相关性分析发现，学生的创造力潜能与创客教育开展程度存在正相关（Pearson 相关性系数为0.132＞0），且在0.01 层上显著相关（显著性检验sig＜0.01）。由此可见，创造力与创客教育开展程度呈现显著的正相关，即经常开展创客教育的学校，学生创造力潜能也比较高。

2.区域学生创造力情况整体较好，经常开展创客教育的学校学生创造力潜能均值排名更靠前

根据量表创造力潜能划分标准，数值在133 分以上为有很大的创造力潜能，在111—133 之间为创造力潜能良好。我区所有学校学生创造力潜能均值均在111-133 之间，因此我区学生创造力潜能结果较好。我区sc1、sc2、sc3 等学校均为创客教育常态化开展试验学校，其学校学生创造力潜能均值均排在全区前列，且学校学生创造力潜能处于良好等级。