创客教育：驶向创新教育彼岸的破冰船，本文主要内容关键词为：破冰船论文,彼岸论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在国际国内经济发展形势日趋复杂严峻的背景下，国家紧锣密鼓地打出一系列创客关注牌，使得创客逐渐成为大众耳熟能详的热议话题。2015年1月4日，李克强总理便造访了位于深圳的柴火创客空间。3月5日，十二届人大三次会议政府工作报告中，李克强总理13次提及创业并首次提及“创客”。9月，教育部又在《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（征求意见稿）》中提到，要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯”。10月20日，刘延东副总理在深入推进高校创新创业教育改革座谈会上的讲话中更是提到，“要求加快教育体制改革，注重培养学生创新精神”。各方的话语都彰显出我国要在全社会培植创客精神、弘扬创新文化的决心。 那么，何为创客精神？简单来说，创客精神可以看作是“创意、创新、创业”的高强度脑力风暴。创客是一群将创意转化成为创新制品从而实现价值的人。[1]在这个过程中，创意是本源，它包含两层意思：一是创新的意念；二是创新的观点。当创新主体具备创新的意念并有创新“点子”的时候，就有可能通过沟通、协作与实践将创意转化为创新的制品。而当创新主体的创意被大部分人接受且在市场上进行广泛地流通，得以形成产业规模的时候，创新便可以向创业进化。于是，问题来了。在地铁口摆煎饼果子摊儿的小贩和做山寨手机的作坊算不算创业？答案可能要稍作思考。创业是创业者对自己拥有的资源或通过努力能够对拥有的资源进行优化整合，从而创造出更大经济或社会价值的过程。因此，如果只是勉强维持生计的地摊经营，那么其并不能算作创业。真正的创业历程都包含创新的实践过程，而这些创新过程往往又都散发着创意的闪光。富有创意的头脑、乐于创新的心智、敢于创业的决心是我们对未来适应社会经济发展的人才的美好愿景，而创客教育正是那艘冲破艰难险阻抵达希望彼岸的破冰船。 一、探寻创客精神的起源 若要搞清楚什么是创客和创客教育，首先要弄清楚其背后的创客精神从哪儿来。1997年，英国最早提出了“创意产业”的概念，在这个概念的包装下，美国的好莱坞电影、意大利的时尚业、日本的动漫产业相继成为各国横扫世界文化市场的“大杀器”。这些国家中，韩国的例子很有趣。1998年韩国在亚洲金融危机中遭受重创，怎么振兴经济成为摆在总统金大中面前的难题。在深思熟虑后，他提出了“文化立国”发展战略，并通过《文化产业振兴基本法》《文化发展五年规划》等一系列法律法规，为国内的小微创意企业提供组织、资金和政策支持。在十余年的坚持不懈下，韩流文化开始逐渐影响世界主流文化，以“跑跑卡丁车”为代表的一系列韩国游戏打破欧美游戏一统天下的局面，使得游戏成为韩国文化产业中出口量最大的项目。“都教授”“鸟叔”为代表的韩流横扫全球，近期美国乐评权威杂志《滚石》评选出的“史上50首最佳男团歌曲”中，韩国男子乐团SHINee、Big Bang、东方神起和Infinite等都纷纷上榜。不得不承认，韩流如今已是世界流行文化中不容小觑的组成部分，而这些给韩国带来的经济效益更是难以估计。 创意产业繁荣的背后是一批精英份子的活跃，这种活跃源于他们对“创造”的渴望。美国作家亚力克·福奇（A.Foege）把这种渴望定义为“工匠精神”，并认为美国的工匠精神是这个国家生生不息的源泉。[2]事实确实如此，美国的开国元勋几乎都是各个领域的工匠。发明避雷针、远近视两用眼镜、里程表的本杰明·富兰克林（B.Franklin）通常被认为是美国的第一位工匠。同样的称号也可以“套”在美国“国父”乔治·华盛顿（G.Washington）身上，华盛顿被教育家保罗·利兰·霍沃思（P.L.Haworth）称作是“美国最先开展农场实验的农业工作者之一，他永远在留意更好的方法，为了发现最好的肥料、最好的避免作物病虫害的方式、最好的培育方法，他愿意倾其所有。他曾说过，他不愿意沿着父辈们走出的道路前进”。第三任总统托马斯·杰斐逊（T.Jefferson）则发明了坡地犁、旋转椅和通心粉机，第四任总统詹姆斯·麦迪逊（J.Madison）发明了一个观察地面上生物的内置显微镜手杖。 在日本，对“创造”的渴望更多地被唤作“职人精神”。年过九旬、享有“寿司之神”称号的小野二郎在银座办公大楼地下室里开有一间名为“数寄屋桥次郎”的寿司店。举世闻名的数寄屋桥次郎曾连续两年荣获米其林三星餐厅的最高冠冕，其间用时15分钟、人均消费3万日元的寿司餐需要提前一个月预订座位。这一切靠的就是小野长期认真对待所从事的工作，永不满足自己的技术并永远致力于追求哪怕只有一寸的精进的“职人精神”。在70岁心脏病发作以前，他每天亲自去鱼市选材，坚持将虾子煮到顾客上门前，以便客人享受其温暖甜润的口感。他根据客人性别调整寿司大小，精心记忆客人的座位顺序与进食习惯，调整寿司摆放的位置。让每一位顾客的味蕾获得独特体验的寿司，成了他身为工匠引以为傲的创新制品。 回顾中国历史我们发现，这种对“创造”的渴望古已有之。墨家创始人墨翟一身兼具经验家、技术家、工匠和科学理论家的素质和品格，在力学、光学、数学、逻辑学等方面都有一定的研究，并有意识地开展了一些科学观察和实验活动。他是手工机械制造的能手，会造车，善造守城器械，熟悉生产技术工艺，有丰富的科学技术知识。《韩非子·外储说》中记载，墨翟砍削制作出的飞鹰飞上高空，几日不落。墨子从世代相传的手工技艺中提炼出数学、力学、光学、机械学等方面的许多科学知识，总结出其中的规律，在中国科学技术史上留下了光辉的一页。具有自然主义和技术批判主义特点的道家则提出了“技精近乎艺，艺精近乎道”的独到见解。 古今中外的“创造”历史多由精英铸造。而进入21世纪以后，以开源软、硬件为代表的信息技术与以3D打印为代表的新兴制造技术深入发展、不断普及，使得普通大众的“创造”欲望得以解放，人民群众逐渐成为创新的主体。不少国家和地区都开启了以用户参与为主要特征的创新2.0模式的探索。2006年，欧盟推出Living Lab（可译作“生活实验室”或“体验实验室”），Living Lab源于麻省理工学院的研究实践，支持用户参与到与自己生活有关的产品设计活动中。它的发展主要历经了三代：第一代由建筑师和工程师发起，主要关注如何创造宜居的建筑环境，用户在建筑施工后期被邀请来共同设计公寓及其居住环境；第二代期间，公司会邀请员工参与创新过程，主要是创造协作式的、互动式的移动办公解决方案；第三代则已经扩展至整个城市，所有城市内的居民都成为创造智慧城市的创新主体。这种由政府、机构引导并充分调动普通用户参与的方法，使得产品创新过程更加开放、民主，从而为创客运动的兴起培植了文化土壤。这种人人创造的理念也正与我们现在提倡的“众创文化”相契合。 纵观创客运动的发展，创客精神是工匠精神在信息时代的继承者，是众创文化的核心，它的内涵具体包含三个层次（见图1）。一是对个体而言，它强调个体的自强进取与个性开放。“从无到有”的创造精神、“从有到精”的坚持专注都是其精髓。二是对于社会而言，它强调协作分享和融合创新。信息时代，精英式创客已不能满足时代需求，协作分享、融合创新才是21世纪社会对学习者信息素养的要求，也是创客所需要的基本素质。三是对于国家而言，重工尚器则民智国强。创客教育在这一背景下诞生，并试图在全社会营造重工尚器的民族文化氛围，以促进民族智慧的增长、促进国家的繁荣与强盛。这就是信息时代下由工匠精神衍生出的创客精神。
二、创新教育、创客与创客教育 新产业革命的赋权，使科学技术创新不再仅仅集中于像苹果、微软这样的大型企业当中，像Living Lab这样以草根为中心的产品创新与生产制造成为可能。草根们通过互联网和虚拟共同体空间来整合资源与服务，将创意转化成为制品，从而实现价值。这群草根就是创客。克里斯·安德森（C.Anderson）认为，创客是指把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人，应具备一定的知识基础和创新、实践、共享、交流的能力与意识。[3]定义看似很拗口，其实我们都是创客，生来就是如此，烹饪、种植、缝纫、串珠子或十字绣，这些闪现着人类创意、梦想与激情的创作过程都是创客的活动。但狭义角度的创客更多是指那些兴趣主要集中在电子、机械、机器人、3D打印等以工程化为导向的主题的人。创客高手可以熟练地使用CNC激光雕刻机等工具，深谙传统的金属加工、木工及艺术创作技艺，善于挖掘新技术并能创新地运用技术创造原型产品。注重在实践中学习新知识，并加以创造性地使用，是“知行合一”的创新实践者。 创客教育诞生于这场创客运动之中，与社会化的创客注重产品生成与创业不同，创客教育特别是基础教育阶段的创客教育更注重创意与创新，创业并不是这个阶段的关注重点。笔者认为，对创客教育的理解应包含两个层次。广义上的创客教育应是一种以培育大众创客精神为导向的教育形态。狭义上的创客教育则应是一种以培养学习者，特别是青少年学习者的创客素养为导向的教育模式。它既包含正式学习，也包含贯穿学习者一生的非正式学习。[4]创客素养是指创造性地运用各种技术和非技术手段，通过团队协作发现问题、解构问题、寻找解决方案，并经过不断的实验形成创造性制品的能力。它与学习者人际沟通、团队协作、创新问题解决、批判性思维和专业技能等方面的能力有关，也决定着学习者在未来是否能够适应社会与工作，获得自我实现。 创客教育与创新教育有着密切的关系。1998年，中央教育科学研究所提出“创新教育”的理念并开展创新教育研究与实验，在社会上产生了很大反响，推动了教育改革。[5]所谓创新教育，简单来讲就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。不长的实践历史中，我们对创新教育的认识存在过两种误区。一是“创新教育=小发明，小创造”。这种观点自然地认为，学生的“小发明、小创造”多的学校，创新教育就有成就，否则就没有成绩。其实，创新教育更注重学生创新的过程而非结果，更注重学生在过程中产生了怎样的变化及获得了怎样的成长，而非制作出什么小装置、申请了什么专利。二是“创新教育=培养学生的创新思维（创造性思维）”。实际上，创新是一种综合素质，主要由创新人格、创新思维、创新技能三方面要素构成。而三者中最主要的是创新人格，其次是创新思维，最后才是创新技能。创新教育的任务就是培养学生的创新人格、创新思维和创新技能，而不仅仅是创新思维。 创新教育从理念上提倡创设民主和谐的教育环境，鼓励开发多样化的课程与有创新价值的学习资源，倡导自主、合作学习与探究创新，开展有利于培养创新精神和创新能力的实践活动，不拘一格地为培养拔尖创新人才打好基础。从这个角度看，创客教育是新时期创新教育理念的继承者，它在实践层面使得创新教育有了落地的有效工具。 三、创客教育实践的方法 创客教育的实践始于一些卓越教师的自发探索。在国外，这种实践多是放在STEM融合课程范畴下进行的。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的简称，后来在一些实践中还加入艺术（Arts）而进一步扩展成为STEAM。与传统分科课程不同，STEM融合课程理念主张将不同领域的知识、技能整合成为一个整体的学习体验过程，强调学生在“杂乱无章”的学习情境中提升设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力。美国佛罗里达州柯里尔郡公立学校STEM资源、教育技术与媒体服务部的教师特雷西·科勒（T.Kohler）引导和组织的2014年度全郡公立学校创客挑战赛就是很典型的一个例子。这是一场由来自公立学校的120位4年级学生参加的创客挑战赛并大获成功。[6]科勒将开源硬件LittleBits引入该郡。首先，她将全郡公立学校的实践课教师召集在一起，让教师组成协作学习小组，用一天的时间熟悉了LittleBits电路构建的方法。之后，她让这些教师回到自己的学校，用同样的协作学习策略指导4年级的学生熟悉LittleBits的基本操作方法。经过数周的常规学习，学生已能完全掌握LittleBits指导手册上的电路搭建。教师开始允许学生自由组成小组，围绕一个主题自行发挥想象去创造，不同小组创作出各具特色的作品。通过班级和年级两次投票，每个学校都选出了该校的代表组，最终30个代表不同学校的小组齐聚一堂。科勒给出了终极考题，小组们被要求在3个小时内，在各自不同的创客空间内利用提供的LittleBits套件和扩展模块，围绕给定主题通过协作完成创作，而他们的教师只能在一旁观看。最后，评委通过对小组项目完成过程中合作情况以及作品的打分，来评选最终获胜的小组。 这样的实践案例还有很多，通过实践案例我们总结出，新手教师开展创客教育实践的四步走方略，即“创设一个环境，使用一些工具，开设一门课程，运用一些方法”。 （一）创设一个环境：虚实结合创客空间2.0 创客空间指的是志同道合的人在空间里聚会、活动和合作，可看作是开放交流的实验室、工作室、机械加工室。“原始”的创客活动是以个体为主的小团体所开展的小规模创作活动，地点多为自家车库或自建小型工作室等。它以兴趣为驱动，目的是制作能够使生活、工作、娱乐活动更惬意的小装置。随着互联网和信息技术的不断发展，创客们的创客活动逐渐从个体或小群体自组织的行为转变为大群体经缜密组织开展的系统化产品创作过程。“创客大牛”米奇·奥特曼（M.Altman）曾提到过有关创客空间的一组数据，2007年全球仅有40个创客空间，大部分在德国，如今这一数字已增长到1300个，遍布世界各地。[7]据“hackerspaces.org”统计，截止2015年11月14日，全世界已有1984个知名的创客空间。全球第一家真正意义上的创客空间是来自德国的Chaos Computer Club。此外，美国的TechShop、Noisebridge、Artisan Asylum，我国深圳的“柴火”和上海的“新车间”等也是当今较为知名的创客空间。教育领域也有很多创客空间，如温州高级中学DF创客空间、温州市实验中学创客空间、深圳市第二高级中学创客空间等。意图开展创客教育实践的教师可以借鉴这些创客空间的经验，从改造学校已有的科学实验室、计算机实验室、艺术室、通用技术实验室等着手来打造教育创客空间。 除了实体空间以外，我们还可以借鉴“线上到线下”（Online To Offline，O2O）的理念打造线上线下融合的创客空间2.0，以构建按需学习的高效智慧学习环境。[8]与以往混合学习中的线上线下互为补充不同，创客教育中的O2O空间是以线下动手实践为主的，线上空间起辅助功能。线上空间可以为学习者和教师提供学习规划、任务设置等服务，向教师反馈学习项目的运行状态，并支持学习者和教师进行异步的沟通与协作。如图2所示，学习者是主体，使用线上空间和线下空间来开展项目任务、沟通协作、动手实践，最终完成作品，收获专业技能等多方面能力的提升。教师更像是一名“教练”，负责管理线上空间和线下空间、学习者的项目学习进度、及时与学习者进行沟通等，并利用线上空间相对客观地评价学习者，利用线下空间相对主观地评价学习者，以形成完整的学习者学习评估报告。
（二）学用一套工具：手工加工工具、开源硬件与3D打印 教师需要在环境里为学习者提供一些制造工具，如果已有通用技术课程实验室，那么通用技术实验室中的一些工具，如手工工具中的螺丝批、扳手、锉、锤、锯、钳，小型电器化工具中的电钻、角磨机、切割机、锯床、锣床、钻床、铣床等都可以被“征用”过来。由于使用对象多为青少年或成人初学者，在采购和装备这类工具的时候要着重注意采购安全型的工具。 开源硬件是创客的“军火库”，同样也是撬动创客教育实践的杠杆。开源硬件是指用与自由软件和开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件。开源软件对大家来讲已是耳熟能详了，我们常用的手机Android操作系统、计算机Linux操作系统、PC端的Firefox浏览器都是典型的开源软件，它最大的特征就是免费，任何人在不声称自己拥有版权的前提下都能自由修改软件的代码。开源硬件也是如此，虽然其正式名称借鉴了开源软件，但开源硬件的发展却早于开源软件。其早在20世纪60年代大规模集成电路技术发展火热的时代就有了，那时的爱好者喜欢“捣鼓”DIY电台，这是那个时代最主要的远距离沟通交流工具。创客教育用到的开源硬件包含“开源硬件开发平台”和“积木式开源硬件”两种类型。开源硬件开发平台是一块嵌入式芯片开发板，用于设计、开发和调试设备。美国《Make》杂志2014年统计过的开源硬件开发平台就有50余种[9]，创客教育实践教师可以从平台功能、价格、开发难度、扩展硬件支持、用户群容量与服务支持、项目案例容量等角度评价、选择合适的平台。在更高级的或偏重多媒体功能开发的项目中，则可选择BeagleBoard、树莓派或性能更高的pcDuino、红枣派（香蕉派）。其中，pcDuino性能最高，兼容性更好，但价格偏高，体积、功耗更大；红枣派弥补了pcDuino的价格劣势，但开发案例较少，适合“高手教师”；BeagleBoard性能强，功耗更低；树莓派平台使用量较大，开发案例多；而Intel Edison由于性能体积比的优势，更适于对所开发设备的体积有较高要求的学习项目，如可穿戴设备的开发。如果说开源硬件开发平台是创客教育常规的“战术武器”，积木式开源硬件则是创客教育的“秘密武器”。常见的开源硬件积木有Littlebits和Metas等，二者的共同特征都是入门的门槛低，即使是学前教育阶段的儿童都能学习使用。相对于Littlebits，Metas在国内的实践范例更多。 与传统手工加工工具的打磨剪裁不同，3D打印是新兴的“增材”制造技术，其特点是可以打造出结构复杂的制品，不浪费材料，同时又能省去开凿磨具所要花费的巨额经费和大量时间。3D打印技术一开始主要应用于制造业的原型产品开发阶段，随着技术的发展，3D打印机的价格逐步降低，已经能让绝大部分普通用户接受。对于创客教育实践者来讲，将3D打印技术与手工加工工具配合使用可以完成很多有趣的创客教育实践。目前主要的3D打印技术包括熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，FDM），光固化成型（Stereolithigraphy Apparatus，SLA），三维粉末粘接（Three Dimensional Printing and Gluing，3DP）等。采购3D打印机的时候，可以从价格、打印技术需求、打印精度、打印速度等指标衡量和选择。如今市场上最常见的3D打印机主要是采用FDM技术的产品，其打印材料主要为PLA（聚乳酸/Polylactic Acid）。PLA是一种使用从玉米、木薯中提取的淀粉，从甘蔗和甜菜提取的糖及从秸秆等中提取的纤维素，经过发酵、脱水等过程制造出的绿色塑料。PLA打印素材的成本已经很低，大约每卷（1kg）的PLA已经能做到100元以内的售价。 （三）开设一门课程：基于项目的体验课程 开展创客教育实践，教师需要为学生提供完整的学习历程，一开始可以以课外兴趣小组的形式起步，但这种活动最终受惠的仅是少部分原本喜欢动手的学生，实现创客教育调动大众参与的目标还需要运用常规课程教学的手段。这时，实践教师可从已有经验出发，基于课外兴趣小组的先期实践，结合所在学校的特色，在专家的帮助下，尝试设计和开发创客校本课程。例如，高中教师可从通用技术课程选修模块“简易机器人制作”“电子控制技术”或从信息技术课程选修模块“人工智能初步”等角度入手打造适合学校特色的创客课程。 与传统知识导向的课程不同，创客课程应该更加注重技能的培养，教师要设计一系列不同难度的学习项目，让学习者通过协作完成具有挑战性的学习项目，习得潜藏于项目当中的科学、技术、工程、艺术及数学知识。创客课程与知识传授课程的区别如表1所示。
（四）运用一些方法：组织有效的学习活动 创客课程由一系列难度深浅不同的创客学习项目构成，引导学生完成这些项目需要教师发挥“教学设计师”的角色作用，设计组织一系列高参与度的学习活动。与传统知识讲授学习活动不同，创客课程实践中的特色学习活动主要包括四种。一是常态化课程教学。常态化课程教学与传统知识讲授学习活动相似，但其中教师的角色并不是知识传递者，而主要是实践的指导者。在活动中，根据创客教育课程目标的不同，教师指导学生完成基础技能学习与训练（教师指导下的入门技能学习）、实施模仿型项目（教师指导下的已有项目模仿）和开展创新型项目的实施（教师引导、领域专家指导下的“微创新”）。二是创客工作坊。创客工作坊是专门的研讨与协作活动，主要是邀请富有创客经验的“创客大牛”或者特定专业领域的专家（如桥梁设计、机器人制造等）举办讨论会，通过讨论与答疑，使学生获得更接近于真实生活中一些领域的专家在该领域内的初步经验。三是挑战赛。挑战赛是参与度极高的一种竞赛型学习活动，教师可以通过设计给定主题（如扫地机器人项目）或仅给定主题范围（如智能家居项目）的竞赛题目，让学习者自由组队完成挑战，在竞争中获得成长。有趣的是，现实中的创客也很喜欢举办类似的挑战活动，如48小时创客马拉松活动规定相互不认识的选手在48小时内完成组队、设计、实施、演示项目的全过程。四是体验营。体验营活动是学校与社区、社会互动，与学生家长、社会人士分享的良好途径。通过分享，可以使创客教育课程实践成果为学生家长、社会人士知晓；通过邀请学生家长、社会人士在学生的指导下体验简单的创客项目，也能促进学生自身的成长。 在新的时代背景下，创新教育吸收、融合了信息技术、制造技术的最新成果，伴随互联网的大发展，装载了体验教育、项目学习法、创新教育、DIY等新的理念与方法，搭上创客教育这艘破冰船，驶向教育改革这片茫茫的大海。这片海上既可能有充满希望的全新大陆待我们去发现，也可能有不为人知的冰山阻碍我们的前行。教育人欲在惊涛骇浪中驾着这艘大船驶向希望的彼岸，唯有竭尽全力，以弘扬全社会众创文化精神为己任，扎根实践，遵循科学的实践方法，勇于探索，才能实现。笔者相信，在掌握创客教育的实践方法后，围绕创客教育中的环境、工具、课程、活动等领域开展精致的研究与科学的实践，创客教育这艘破冰船就一定能冲破重重险阻驶向希望的彼岸。
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