創(chuàng)客教育的DNA

謝作如

《2015年地平線報(bào)告（基礎(chǔ)教育版）》將“創(chuàng)客空間”列為1年以內(nèi)影響基礎(chǔ)教育的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，創(chuàng)客教育從邊緣的技術(shù)學(xué)科做起，逐步結(jié)合科學(xué)、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科，選擇學(xué)生最感興趣的“造物”來展開，讓學(xué)生在學(xué)以致用的造物過程中不僅提高實(shí)踐能力，還可以加深對學(xué)科知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣……教育正在悄然改變。

創(chuàng)客教育的關(guān)鍵是找到以學(xué)生為中心、跨學(xué)科和基于真實(shí)情境的課程內(nèi)容

創(chuàng)客與教育的“碰撞”改變的不僅僅是學(xué)習(xí)方式，更重要的價(jià)值在于教學(xué)內(nèi)容的改變。真正的創(chuàng)客教育的課程內(nèi)容應(yīng)該是什么樣？美國非營利組織Maker Ed（ Maker Educalion Inirialrve，創(chuàng)客教育倡議）提出，創(chuàng)客教育的任務(wù)是給年輕人創(chuàng)造更多制造的機(jī)會(huì)，使其通過動(dòng)手制造，建立自信，培養(yǎng)創(chuàng)造力，點(diǎn)燃對科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)以及綜合學(xué)習(xí)的興趣。深入解讀可以發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)客教育的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)包含著以學(xué)生為中心、跨學(xué)科和基于真實(shí)情境下的學(xué)習(xí)等關(guān)鍵因素。

創(chuàng)客教育課程內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)該基于一個(gè)源于真實(shí)世界的問題。源于真實(shí)世界的問題往往是復(fù)雜而需要綜合應(yīng)用各學(xué)科知識(shí)才可以解決的，天然具有跨學(xué)科的優(yōu)勢；這個(gè)問題應(yīng)該是學(xué)生感興趣的，最好由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)和提出，最終也由學(xué)生在真實(shí)情景下解決。比如，我的學(xué)生提出想要研究人的睡眠質(zhì)量，他們用加速度傳感器來記錄人的翻身次數(shù)，需要編程和制作實(shí)驗(yàn)器材，在整個(gè)過程中不僅要運(yùn)用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)知識(shí)來統(tǒng)計(jì)分析，還得在生物學(xué)中找到相關(guān)研究用來衡量人的睡眠質(zhì)量是否良好。教師在其中最大的任務(wù)是幫助學(xué)生找到這個(gè)相對復(fù)雜又力所能及的真實(shí)問題，然后在學(xué)生的研究過程中提供各種幫助，還要不斷提出新的要求，促使學(xué)生在“設(shè)計(jì)一實(shí)現(xiàn)一評價(jià)”的循環(huán)中螺旋上升。

溫州中學(xué)先后開發(fā)了一系列以學(xué)生為中心、基于真實(shí)問題的創(chuàng)客類選修課程，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。比如，“Arduino創(chuàng)意機(jī)器人課程運(yùn)用開源機(jī)器人平臺(tái)Ard uino開發(fā)，結(jié)合3D打印、打孔器、激光切割等技術(shù)和T具，進(jìn)行機(jī)器人的個(gè)性化設(shè)計(jì)。“App Inventor手機(jī)編程”課程結(jié)合App Inventor軟件展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生充分掌握利用手機(jī)上的各種傳感器，通過編程對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、應(yīng)用?！拔锫?lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)”課程關(guān)注的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，學(xué)生根據(jù)各自實(shí)際需求，搭建硬件，編寫程序，體驗(yàn)物物相連給生活帶來的便利?！盎?dòng)媒體技術(shù)”課程則是一門涵蓋計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、傳感器技術(shù)和人工智能技術(shù)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的課程，學(xué)生通過研究互動(dòng)媒體作品中“有趣”的人機(jī)互動(dòng)技術(shù)，最終能夠動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作互動(dòng)媒體作品，體驗(yàn)技術(shù)在生活中的應(yīng)用。

清華大學(xué)創(chuàng)客教育實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)代教育技術(shù)雜志社聯(lián)合發(fā)布的《中國創(chuàng)客教育藍(lán)皮書2015》提出創(chuàng)客課程不是一門課程，而是一系列課程的組合。溫州中學(xué)參照STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)）課程體系進(jìn)行開發(fā)，目前已經(jīng)形成一個(gè)相對完整的創(chuàng)客教育課程群（詳見圖1），能很好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)理解并改造物理世界的能力，使其具備對技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開發(fā)過程的理解能力。

創(chuàng)客課程建設(shè)還存在兩大挑戰(zhàn)。其一是需要更多低成本的課程實(shí)施方案。比如溫州中學(xué)設(shè)計(jì)的“Arduino創(chuàng)意機(jī)器人，教學(xué)套件，不僅可以用來上機(jī)器人課程，還可以用于“互動(dòng)媒體技術(shù)”和“物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)”課程，甚至還能用于“基于Arciuino電子控制技術(shù)”課程，這大大節(jié)省了課程開設(shè)的成本。其二是需要建立開源課程的分享平臺(tái)。目前，溫州中學(xué)的“Arduino創(chuàng)意機(jī)器人，”課程是國內(nèi)應(yīng)用范圍較廣的開源課程，提供了教學(xué)套件設(shè)計(jì)方案、電子教材、教學(xué)設(shè)計(jì)、課件、微課等一系列完整的課程資源，依靠創(chuàng)客教育小圈子流傳。如果建立起開源課程分享平臺(tái)，就能夠讓更多的老師將課程分享出去，并且形成一個(gè)“創(chuàng)客課程書架”，自然而然地構(gòu)成一個(gè)和而不同的教學(xué)體系，教師和學(xué)生都可以在這一平臺(tái)選擇課程教學(xué)或者自學(xué)。

創(chuàng)客教育需要并將培養(yǎng)出具有技術(shù)應(yīng)用能力、跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和課程開發(fā)能力的復(fù)合型教師

創(chuàng)客是一項(xiàng)高度復(fù)雜的、綜合性極強(qiáng)的創(chuàng)造性活動(dòng)，學(xué)生在創(chuàng)客學(xué)習(xí)的過程巾，必然會(huì)遇到諸多困難，需要在學(xué)科知識(shí)、技術(shù)工具、靈感啟發(fā)、心靈安慰等方面得到專業(yè)的指導(dǎo)和及時(shí)的反饋。因而，創(chuàng)客教育要進(jìn)人中小學(xué)校園，肯定需要大批能夠開設(shè)創(chuàng)客課程、指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)客活動(dòng)的創(chuàng)客教師。

對于要做創(chuàng)客教育的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)來說，最頭疼的是不知道應(yīng)該讓什么學(xué)科的教師去指導(dǎo)創(chuàng)客活動(dòng)?；仡檱鴥?nèi)創(chuàng)客教育的發(fā)展歷程，最早進(jìn)入創(chuàng)客教育的是信息技術(shù)教師，隨后，通用技術(shù)、小學(xué)科學(xué)和藝術(shù)學(xué)科的教師相繼介入，創(chuàng)客教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)特征越發(fā)明顯。正因如此，其實(shí)學(xué)科背景并不重要，創(chuàng)客教師的首要條件是“自己就是一名創(chuàng)客”，熱愛創(chuàng)造，熱愛學(xué)生，喜歡挑戰(zhàn)自我并具有一定的動(dòng)手能力。以我自己為例，就是因?yàn)閷夹g(shù)的熱愛，才從語文轉(zhuǎn)行到信息技術(shù)，再到現(xiàn)在的創(chuàng)客。最早引導(dǎo)我走向創(chuàng)客之路的其實(shí)是我的幾位學(xué)生，其中包括2008年建立溫州中學(xué)科技制作社的徐持衡同學(xué)和教我開源硬件知識(shí)的王盛業(yè)同學(xué)。當(dāng)然，創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)崇尚開源和分享精神，使我和與我一樣對創(chuàng)客感興趣的教師可以站在他人的肩膀上快速“專業(yè)”起來，最終成為一名創(chuàng)客教師。

合格的創(chuàng)客教師應(yīng)該是復(fù)合型人才，并具備一些核心素質(zhì)，具體包括：對新事物的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力；一定的技術(shù)應(yīng)用能力，掌握各種軟硬件技術(shù)和常見加工設(shè)備的操作能力；文理兼修，具有跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；人際寬廣.尤其在創(chuàng)客圈子有一定的人脈，能借助外力更好地指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造；具備良好的課程開發(fā)能力。

在滿足這些核心素質(zhì)要求基礎(chǔ)之上，溫州中學(xué)的創(chuàng)客教師團(tuán)隊(duì)逐漸壯大。團(tuán)隊(duì)教師來自不同的學(xué)科，包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、通用技術(shù)、信息技術(shù)和藝術(shù)等，“愛創(chuàng)新、勇實(shí)踐、做課程、樂分享”是他們的共同特質(zhì)。如“數(shù)學(xué)視界下的3D模型”課程由數(shù)學(xué)老師開發(fā)，“傳感器在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”課程是物理老師執(zhí)教，“走進(jìn)生活中的3S技術(shù)”課程則是地理和信息技術(shù)老師合作的，不同學(xué)科教師之間的“碰撞”，能夠迅速讓他們成長起來。當(dāng)然，對于創(chuàng)客教師而言，執(zhí)行力非常重要，創(chuàng)客空間的從無到有，創(chuàng)客課程的從無到有，都需要教師的執(zhí)行力。

就目前而言，中小學(xué)應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)以信息技術(shù)、通用技術(shù)和中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)的教師為核心，匯聚科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科教師以及校外專家組成指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，對學(xué)校創(chuàng)客活動(dòng)進(jìn)行全面指導(dǎo)。在推進(jìn)創(chuàng)客教師社群建設(shè)的過程中，技術(shù)應(yīng)用和學(xué)習(xí)能力突出的創(chuàng)客教師尤其擅于運(yùn)用先進(jìn)的通訊技術(shù)溝通合作，這有利于推進(jìn)創(chuàng)客教師異地教研和協(xié)作活動(dòng)。比如著名的“貓友匯”QQ群、微信群中匯聚了來自不同地區(qū)的創(chuàng)客教師，他們通過網(wǎng)絡(luò)社區(qū)相互學(xué)習(xí)，以異地教研形式開展本地推進(jìn)工作。

創(chuàng)客教育實(shí)施中需要注意的問題

作為一個(gè)新事物，創(chuàng)客教育在實(shí)施過程巾難免會(huì)出現(xiàn)一些偏差，這需要引起我們的注意。

創(chuàng)客教育關(guān)注的重點(diǎn)是“造”而不是“創(chuàng)”

其實(shí)，我們對青少年科技創(chuàng)新一直很重視，全國青少年科技創(chuàng)新大賽從1982年開始舉辦，但是為什么長久以來沒有形成人人動(dòng)手、人人創(chuàng)新的局面？其根源可能就在于“發(fā)明”“創(chuàng)新”的門檻較高?？萍紕?chuàng)新活動(dòng)提倡從無到有的“創(chuàng)”，并不鼓勵(lì)模仿制作，這和創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)理念完全不同。被稱為“創(chuàng)客教父”的戴爾·多爾蒂（Dale Dougherly）多次強(qiáng)調(diào)，創(chuàng)客教育最重要的當(dāng)然是教他們?nèi)绾纹鸩?。清華大學(xué)高云峰教授提出，將“Maker”翻譯為“創(chuàng)客”并不確切，因?yàn)橛⑽牡摹癕aker”捕述的是起點(diǎn)，中文的“創(chuàng)客”描述的則是終點(diǎn)。

“創(chuàng)”是精英化的，而“造”是大眾化的。只有關(guān)注“造”的創(chuàng)客教育，才是可以復(fù)制和普及的大眾教育。當(dāng)然，關(guān)注“造”并不等于忽視了“創(chuàng)”?！皠?chuàng)”是最終目標(biāo)，創(chuàng)客教育是立足于“造”，追求自然而然地達(dá)到這一目標(biāo)。

創(chuàng)客教育不等同于建高大上的創(chuàng)客空間

創(chuàng)客教育是一項(xiàng)系統(tǒng)T程，應(yīng)該以整體性的視角去規(guī)劃推進(jìn)路線，要從“課程、場地和活動(dòng)”三個(gè)方面出發(fā)。有些學(xué)校卻將大筆資金集中投入在建設(shè)上千平方米的創(chuàng)客空間，這不得不讓人擔(dān)憂。創(chuàng)客空間的真正價(jià)值在哪里？

我國的普通家庭缺少如歐美家庭的車庫等創(chuàng)客空間，因此中小學(xué)校建創(chuàng)客空間尤為重要。如果深入了解國內(nèi)最早做創(chuàng)客教育的幾所學(xué)校，我們不難發(fā)現(xiàn)這些學(xué)校在創(chuàng)客空間建設(shè)方面的投入其實(shí)很少。比如，溫州中學(xué)的創(chuàng)客空間就是一間二三十平方米的房間，加上3D打印機(jī)、焊臺(tái)、投影儀等設(shè)備，前期投入不過數(shù)萬元。美國學(xué)校的創(chuàng)客空間也同樣講究簡便實(shí)用。因?yàn)橹挥羞@樣，創(chuàng)客教育的門檻才會(huì)降低到可復(fù)制、可普及，創(chuàng)客空間最根本的價(jià)值正在于推動(dòng)創(chuàng)客教育。

同時(shí)我們需要注意的是，創(chuàng)客空間和學(xué)校體育場所、圖書館一樣，它最核心的價(jià)值在于使用。創(chuàng)客空間要向?qū)W生開放，運(yùn)營是需要經(jīng)費(fèi)的，活動(dòng)組織是需要經(jīng)費(fèi)的，學(xué)生“造物”更要消耗材料，常用的如開源的電子模塊等都是易耗品，一不小心就會(huì)燒毀，設(shè)備損耗也是創(chuàng)客空間的使用成本。建創(chuàng)客空間不宜做一次性巨資投入，而要將有限的經(jīng)費(fèi)用于創(chuàng)客空間的后期運(yùn)營和活動(dòng)組織，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客空間真正的價(jià)值。同時(shí)，創(chuàng)客教育經(jīng)費(fèi)也不能僅僅用于創(chuàng)客空間的建設(shè)和運(yùn)營，師資培養(yǎng)、課程開發(fā)和活動(dòng)組織要多管齊下。

創(chuàng)客教育要用“無用”的學(xué)習(xí)培養(yǎng)真正的創(chuàng)新能力

在創(chuàng)客活動(dòng)中曾經(jīng)舉辦過一個(gè)“無用設(shè)計(jì)”競賽，要求所有參賽作品必須符合三個(gè)條件：無用、有趣、有創(chuàng)意。為什么？國內(nèi)知名創(chuàng)客田波感慨地表示：“這個(gè)比賽的意義在于當(dāng)我們拋棄功利的心態(tài)，單純從有趣著手，創(chuàng)意更能得到自由的發(fā)揮，而很多改變我們生活的創(chuàng)意，最初正是產(chǎn)生于這些看似無用的設(shè)計(jì)。”

創(chuàng)客教育應(yīng)該關(guān)注“無用”的學(xué)習(xí)，關(guān)注個(gè)性化的造物過程，關(guān)注學(xué)生的“創(chuàng)意”是否源白生活、是否有趣并能打動(dòng)人。也許“無用”才更易培養(yǎng)出單純的、真正的創(chuàng)新能力。

溫州中學(xué)創(chuàng)客教育鼓勵(lì)“無用之用”。學(xué)生們做過可以遠(yuǎn)程養(yǎng)金魚的系統(tǒng)，做過可以用凌空手勢解開的鎖，做過可以和人比賽劃拳的機(jī)器人，做過可以孵出小雞的恒溫箱，等等。從科技創(chuàng)新的角度，這些項(xiàng)目都不具備太大的實(shí)用性，但是這些項(xiàng)目中卻蘊(yùn)含著學(xué)生天馬行空的想象力和基于實(shí)踐的創(chuàng)造力，是真正“有用”的創(chuàng)客教育。比如，恒溫孵化箱其實(shí)已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，網(wǎng)上百來元就能買到，但是馬肅爽和潘藝文兩位女生就是想做一個(gè)。一開始，她們面對型號(hào)繁多的加熱片，根本不知道該買哪一款，后來經(jīng)指導(dǎo)老師提醒，運(yùn)用物理和數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算溫度并最終確定需要多大功率的加熱器，才意識(shí)到原來物理知識(shí)是有用的。最后，她們經(jīng)歷幾次失敗才終于孵m一只瘸腿的小雞，但是在這個(gè)過程中，兩個(gè)小女生對科學(xué)、技術(shù)、T程、數(shù)學(xué)以及綜合學(xué)習(xí)的興趣提高了，她們平時(shí)最不喜歡的物理科目的成績自然也上去了

有寬松的和自由的環(huán)境，才有創(chuàng)造力的自然生長。保護(hù)好學(xué)生那份白由創(chuàng)造、盡情探索的初心，創(chuàng)客教育應(yīng)為此努力。