智能技术驱动创客教育创新发展

邓玉婷 江苏师范大学智慧教育学院

赵齐(通讯作者) 新疆乌鲁木齐市第一中学

●引言

随着5G通信技术、扩展现实、人工智能、物联网、区块链等新型技术的发展，以智能化为基础、以彼此赋能为标志的智能技术生态逐步形成。[1]智能技术生态为创客教育实施所需的教学资源、教学环境、教学活动和教学评价等提供了重要支持，为解决学校硬件不足、师资匮乏等问题提供了解决方案。因此，将智能技术生态融入创客教育，必将有助于提高学生的问题解决能力、团队协作能力和创新创造能力。

●创客教育的内涵、理论基础及实施条件

1.创客教育的基本内涵

“创客”来源于英文“Maker”，中文译为“制造者”，现被认为是将自己的想法通过动手操作变成实体，敢于创新的一群人。[2]祝智庭[3]认为创客教育是以信息技术支持为基础，融入体验教育、创新教育、项目教学法以及DIY理念等成熟的教育理念中的一些元素，通过提出问题并解决问题培养学生能力的教育过程。郑燕林[4]认为创客教育是指向培养学生基于批判性思维与复杂问题解决的创新思维与创造能力的学习，是基于创造的学习。张茂聪[5]认为创客教育是陶行知先生“面向生活、手脑并用”的教育理念的时代体现。黄蓉怀[6]认为创客教育具有促进知识学习、实践能力和创造力培养的潜在可能性。综上所述可知，创客教育主要以杜威的“做中学”理论为指导，强调动手操作与实践；以培养创新意识、创新思维创新能力为核心目标；融合贯通各学科教育内容，联结社会家庭等教育形式；具有综合性、复合型和跨学科等特点。

2.创客教育的理论基础

（1）做中学理论

创客教育以培养学生的团队协作能力、实践能力和创新创造能力为目标，以期弥补当前教育对学生创新能力培养不足的弊端。创客教育坚持杜威等提倡的“学中做，做中学”理念，以真实情境的创客项目培养学生的创新实践能力。创客教育强调“做”的重要性，关注体验在学习过程中的关键作用，也强调从经验中学、从活动中学，强调学习与生活的相关性，也强调学生要以兴趣为出发点去学习。

（2）项目学习法教育理念

项目学习法主要思想是让学生在与现实生活相关的、有实际意义的项目情境中，以小组为单位，综合运用多类型数字化技术、工具和教学资源，解决面向现实的复杂问题，最终完成项目，达到学习即实践的目标。

（3）DIY教育理念

DIY（Do It Yourself）教育理念起源于19世纪60年代，主要指不需要依靠专业人士帮助，自主利用工具和材料进行设计与实现，强调学生亲身体验、接受挑战、解决问题，最后获得成就感。DIY教育理念下产出的作品没有统一要求，追求的是高层次、高品质、独一无二，其也强调一种理念的传承、方法和方式的创新。[7]

3.创客教育的实施条件

（1）需要设计跨学科的项目主题

创客教育以主题（项目）为核心，突破单一学科的知识界限，聚焦于解决实际问题，通过跨学科整合促进学生在实践中的知识探究、问题解决和创新。[8]现实生活中的问题往往是跨学科的、复杂的，而传统课程多以学科为中心，分科呈现，与实际问题所需多学科知识联合使用现实不符。创客教育以学生为中心，采用多元化的学习形式，如项目制、研究式学习等，其教学内容主要以综合课程的形式呈现，融合了自然科学学科内容，也包含文科、艺术等学科的内容，让学生通过多学科内容的联合使用，提高真实问题的解决能力。

（2）需要构建适切性的创客空间

创客空间的建设不仅是创客教育实施的重要前提和保障，同时也是学生创新能力和综合素质提高的关键环节。创客空间中要配备各种先进的工具和设备，还要提供丰富的学习资源和创新活动。在创客空间中，学生可以通过参与机器人、3D打印、无人机等创客活动，锻炼自己的动手能力和实践能力，同时也可以通过交流和合作，分享经验和创意，促进创新和创造力的发挥。此外，创客空间还可以作为学生进行自主探究和研究的场所，激发学生的好奇心和探究精神，培养学生的独立思考和解决问题的能力。因此，创客空间的建设不仅能够支持学校开设创客相关课程，还能够为学生提供一个全方位、多元化的学习、实践和交流环境，培养学生的创新能力和综合素质，促进学生的个性化发展和成长。

（3）需要提供可供反思的学习支持

为了帮助学生实现高阶思维发展，创客教育需要提供一个有助于怀疑、探索、批判和改进的学习环境，同时也需要为学生提供可供反思的学习支持。[9]首先，学生主体或群体的自发反思很重要。创客教育需要培养学生或群体的反思意识、反思能力和反思素养，帮助他们意识到学习的重要性，反思自己的学习过程和学习成果，从而更好地发现自己的不足之处，不断改进和提高自己的学习成效和能力。其次，创客教育需要为学生创建智能反思学伴、反思环境以及持续反思机制。智能反思学伴可以是学习辅助工具或者人工智能系统，能够帮助学生对自己的学习过程和成果进行反思，提供针对性的反馈和建议。反思环境可以是一个开放、自由的交流平台，让学生可以自由交流、分享经验、解决问题，促进学生之间的互动和合作，提高学生的学习效果和成就感。持续反思机制可以是定期的反思活动或者反思课程，让学生可以定期地对自己的学习过程和成果进行反思，发现问题并及时改进和提高。因此，创客教育需要提供可供反思的学习支持，帮助学生实现从“识记”“领会”走向“运用”“分析”“综合”“评价”，实现个体的高阶思维发展。

●智能技术赋能创客教育的可行性

1.智能技术基本内涵及特征

随着人工智能、大数据、5G等新一代信息技术的迅猛发展，技术生态也在不断地演进和发展，成员之间相互融合、彼此赋能，逐步形成智能技术生态。在智能技术生态中，各个成员都发挥着不同的作用，为整个生态系统的运行贡献着不同的能量。智能技术与教育的结合推动了虚实融合、分布式教与学形态的多元化，推动了数字化教育环境、数据与资源开放度的不断提升。这些趋势进一步推动了教育系统向智能化方向发展，促进了学生个性化发展和教师教学水平的提高。

2.智能技术促进创客教育发展的潜在效用

（1）创设复杂问题解决情境

在创客教育中，智能技术可以为学生提供真实的问题情境，使学生在学校课堂内就能置身于真实问题解决的情境中，并借助智能技术探索复杂问题的解决方案。智能技术生态中的虚实等体、信息同步、交互聚敛等功能，能够为创客教育中的问题解决提供良好的技术支持。通过智能技术的支持，学生可以更加深入地探索问题的本质，从而培养创新思维和解决问题的能力，提高学习效果和学习体验。

（2）提供可反思的评价机制

创客教育强调学生在学习过程中的分析、评价和创造能力，在人工智能、大数据、机器学习以及5G通信等新一代信息技术的支持下，学生能够更加高效地根据自己的灵感、设想和实体运行状态进行问题解决方案的设计以及产出作品的操作、测验和改进。智能技术可以通过数据分析和挖掘，对学生的学习过程和成果进行量化评价，并通过模拟实验和仿真实验，对学生的实践能力、团队协作能力、创新能力等进行评价，为学生提供可反思的评价机制。同时它也能够为学生提供自主评价的机制，让学生通过在线评价系统对自己的学习过程和成果进行评价和反思，从而提高其自主学习和自我反思的能力。

●智能技术赋能创客教育高质量开展

1.智能技术赋能创客教育教学活动开展

（1）助力多学科融合项目主题设计

创客教育是培养学生多学科综合应用能力的重要载体，因此，在设计创客教育的项目时需要选取融合多学科知识的主题。当前，创客教师多由信息技术、物理、综合实践等教师来承担，由于专业学习背景单一，教师仅依靠自己现有的知识储备难以设计出结构良好且包含多学科内容的项目主题任务。而以ChatGPT为代表的新兴智能技术能够基于海量的网络素材库抽取、组合、优化并最终生成可供创客教师选择的项目主题，可有效弥补当前创客教育授课教师自身的短板。

（2）助力主题任务解决方案探索

备课是教师开展教育教学活动前的必要步骤，是对既定培养目标的梳理，也是对教学活动流程及可能出现问题的解决方案的预设，其充分程度将在一定程度上影响教学效果。创客教育的开展主要依托主题项目开展，针对同一主题项目，不同的视角将有不同的问题解决思路，因此，教师在备课过程中需要多角度、全面地预设与梳理项目实施和解决的方案，借助智能技术对主题项目任务进行解决方案的生成，弥补可能出现的问题。

（3）助力多彩教学活动设计

学习活动设计与学生学习积极性有着密切的关系，当前一线教师对教学活动的设计通常受到个人习惯和偏好的影响，而基于智能技术的教学活动自动化设计工具能够基于既定教学目标从强大的资源库中筛选与之匹配的活动类型，实现教学活动的快速有效设计。

2.智能技术赋能创客教育多维空间建设

（1）助力混合式学习空间建设

教育改革的不断推进，需要适应时代需求与教育改革，以更好地满足学生的需求，提高教育质量。创客空间不应只是物理空间，更应该是虚拟空间与在线空间。在线创客空间为师生提供网络化、数字化、智能化的云学习环境。在线空间主要包括创客学习资源社区、创新作品展示社区、创业案例示范社区、创客交流社区等，在线创客教育能够拓宽创客教育实现路径。

（2）助力虚实融合学习空间建设

虚拟实验技术可以为学生提供安全、实用、高效的实验环境，使学生能够充分体验实验步骤、观察实验现象、分析实验数据、探究实验规律等，从而提高学生的实验技能和实验思维能力。同时，虚拟实验技术还可以实现数据的获取、分析和共享，为学生提供更加便捷、高效的实验学习环境。此外，虚拟实验技术还可以实现异地协作，使学生能够方便地进行团队合作，共同完成实验任务。

（3）助力“低边界”的交流空间建设

云端存储与分享、移动智能软件、可视化协作软件、即时交流等工具应用智能技术下的空间互动媒介打破空间、人脉、组织的束缚，可以更加便捷地利用网络资源进行创客教育活动。在将创客课程共享于云端后，学生可以通过网络浏览创客课程，同时也可以用即时交流工具和创客教师进行实时交流和互动。

3.智能技术赋能创客教育教学效果评价

（1）助力学生多维度数据采集

创客教育的评价把学生的创意、在课堂的活动、实践性教学的环节及比赛活动中的表现作为课程考核的重要依据，兼顾学生创作的过程和作品的展示。智能技术的数据采集能力远胜于人力，教师可依据教学目标预设数据采集指标，使用以智能技术为核心的设备采集数据，以解放“体力”劳动，更好地发挥“智力”价值。

（2）助力基于多维度数据的学生深度评价

数据分析与挖掘为教育数据的深度分析提供了技术支撑，能够帮助教师发现学生学习过程中不易发现的隐形信息。基于智能技术的学生数据分析可以对创客教育中影响学生学习效果的因子关系进行分析，可以弥补教师由自身数据素养欠缺而导致的对学生评价不够深入的问题。结合智能技术的创客教育评价方式能够助力学生在学习过程中的学习投入评测、创新能力评测、表达能力评测和实践能力评测。

●结语

在基于智能技术的创客教学模式下，学生将成为学习的主体，通过各种网络教学平台和云教学资源，自主学习和探究，并参与到各种创新实践中。同时，基于智能技术的创客教学模式也将为学生提供更加丰富多彩的教学资源和学习体验，让学生更加深入地了解各种知识和技能，从而更好地适应未来社会的发展需求。此外，基于智能技术的创客教学模式还将实现学校校内实训室的远程控制，使学生可以在任何地方进行实训设备的控制和运行，真正实现现场实践教学。