高校創(chuàng)客教育課程教學設計與應用研究

1、    高校創(chuàng)客教育課程教學設計與應用研究    摘要：高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的重要場所，在高校開展創(chuàng)客教育課程，培養(yǎng)大學生的高階思維能力是時代發(fā)展的需求。文章基于嶺南師范學院的學生特征和學校實際，從學習目標、學習內容、學習空間、師資隊伍、學習方式和學習評價等六個方面，對steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程進行教學設計，并加以實踐。采用問卷調查和訪談方式，對學生的知識掌握程度和高階思維能力發(fā)展的教學效果進行了分析。結果表明，學生的知識掌握程度和高階思維能力均得到顯著提升，驗證了該創(chuàng)客教育課程設計的有效性。關鍵詞：創(chuàng)客教育，創(chuàng)客教育課程，教學設計，高階思維能

2、力一、引言“創(chuàng)客”一詞起源于美國，是指通過動手實踐，將創(chuàng)意變成現(xiàn)實的人。2014年6月，奧巴馬在白宮“創(chuàng)客嘉年華”的演講中，要求美國大學在創(chuàng)客運動的發(fā)展中發(fā)揮引領作用，賦予每個學生平等的創(chuàng)造機會，為建設創(chuàng)客型國家而奮斗。美國新媒體聯(lián)盟發(fā)布的地平線報告（2018高等教育版）中指出，高等教育在一年或更短時間內必須大力發(fā)展創(chuàng)客空間。2019年，中共中央、國務院印發(fā)的中國教育現(xiàn)代化2035中也提出，教育現(xiàn)代化的任務之一是提升一流人才培養(yǎng)與創(chuàng)新能力。為此，國內眾多高校紛紛開展創(chuàng)客教育活動，為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打好基礎?？梢?，將創(chuàng)客教育融入高等教育教學改革勢在必行，這也有助于加快培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神、勇于投身實踐

3、的創(chuàng)新人才。隨著創(chuàng)客教育在高校的不斷推進，其主要開展形式有創(chuàng)客空間的建立、創(chuàng)客教育課程的開發(fā)、創(chuàng)客社團的組織和創(chuàng)客活動的開展等。其中，在高校開展創(chuàng)客教育課程的過程中，主要存在課程設計呆板、創(chuàng)客環(huán)境閉塞、師資力量薄弱等問題1，這些問題導致學生的創(chuàng)新和實踐能力不足。而課程設計作為教育活動開展的重要前提，對教學實踐具有重要的指導意義。因此，本研究將針對上述存在的問題，對高校創(chuàng)客教育課程進行教學設計與實踐研究。二、創(chuàng)客教育與創(chuàng)客教育課程1.創(chuàng)客教育的內涵國際創(chuàng)客運動與全球教育改革的互動助推了創(chuàng)客教育的發(fā)展。一般認為教育領域的“創(chuàng)客運動”最早源于美國麻省理工學院的比特及原子研究中心在2001年發(fā)起的fa

4、b lab創(chuàng)新項目2。而“創(chuàng)客教育”的興起，學術界普遍認為與2009年11月美國總統(tǒng)奧巴馬在“教育創(chuàng)新”大會上的發(fā)言有關。自創(chuàng)客教育興起后，國內眾多學者從不同視角對創(chuàng)客教育的內涵和外延進行了論述?；诮逃Ｊ秸摰囊暯?，創(chuàng)客教育是以探究為主要學習方式，以培養(yǎng)21世紀高素質人才為目的的創(chuàng)新教育模式3；基于教育課程論的視角，創(chuàng)客教育是通過開設專門的創(chuàng)客課程，培養(yǎng)創(chuàng)客人才4；基于教育類型論的視角，創(chuàng)客教育被認為是引導學生在創(chuàng)客空間中完成某種造物，培養(yǎng)學生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的一種教育類型5；而基于教育理念論的視角，創(chuàng)客教育則是用于指導創(chuàng)客教學、創(chuàng)客運動和創(chuàng)客文化發(fā)展的一種理念6。由此可見，創(chuàng)客教育雖

5、然存在四種不同的定位，但均強調“創(chuàng)意、整合、實踐、分享”的創(chuàng)客理念，普遍認為創(chuàng)客教育的目標在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素養(yǎng)和實踐能力7。本研究將定位于教育課程論的視角，探討創(chuàng)客教育課程的教學設計和實踐效果。2.創(chuàng)客教育課程的理解與設計創(chuàng)客教育課程是創(chuàng)客教育“落地”的必由之路。對創(chuàng)客教育課程的理解主要有兩種典型的觀點：一是要素觀，即從課程所含要素出發(fā)解釋創(chuàng)客教育課程；二是形態(tài)觀，即從課程的表現(xiàn)形態(tài)來對創(chuàng)客教育課程進行界定。而創(chuàng)客教育課程的設計與對創(chuàng)客教育課程的理解密切相關。創(chuàng)客教育課程的要素觀是指從學習目標、學習內容、學習活動和學習評價等要素設計創(chuàng)客教育課程，如張文蘭等8在四川成都七中以3d打印與創(chuàng)意制作

6、課程為例開展實踐，驗證了創(chuàng)客教育課程設計的合理性；李建珍等9則以全日制教育碩士（現(xiàn)代教育技術）專業(yè)學位研究生創(chuàng)客教育課程為例，指出課程目標在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，課程內容應遵循開放性、經濟性、針對性及個性化原則進行開發(fā)與利用，課程活動應以項目為主要內容單元，課程評價應重視評價主體、評價形式和評價內容的多元化。創(chuàng)客教育課程的形態(tài)觀則主要考慮創(chuàng)客教育課程的表現(xiàn)形式，如吳永和等10構建了“學做創(chuàng)”的高校創(chuàng)客教育課程模式；申靜潔、趙呈領等11以某小學創(chuàng)客教育中的3d打印課程為實踐環(huán)境，通過兩輪創(chuàng)客項目實施，發(fā)現(xiàn)整個班級的學生有向更高創(chuàng)新狀態(tài)水平過渡的傾向。不論哪種創(chuàng)客教育課程，其課程設計的目的具有一致

7、性，均以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為目的。本研究在已有研究的基礎上，結合本校具體實際情況，從學習目標、學習內容、學習空間、師資隊伍、學習方式和學習評價等多方面構建創(chuàng)客教育課程的實施框架，開展創(chuàng)客教育課程教學實踐，促進學生高階思維能力的發(fā)展。三、研究設計與方法1.研究方法（1）問卷調查法為了解學生已有的創(chuàng)客素養(yǎng)基礎水平和課程結束后的學習效果，本研究設計了兩份調查問卷。前測問卷由學生基本信息、已有知識水平和初始高階思維能力三部分組成；后測問卷則由學生基本信息、內容模塊掌握程度和高階思維能力發(fā)展三部分組成。其中，高階思維能力的題項借鑒了潘星竹等12設計的量表，從批判性思維能力、問題解決能力和創(chuàng)新能

8、力三個方面對學生的高階思維能力進行前后測。整個量表采用李克特5點評分法，測量結果采用excel 2016和spss 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。（2）訪談法本研究根據學生的課堂表現(xiàn)、作品完成情況以及課后問卷調查結果，采用訪談法在每個小組中各抽取兩名學生進行訪談，深度調查學習者對該課程的反饋意見和教學效果。2.研究對象分析本研究以廣東省湛江市嶺南師范學院通識教育課steam與創(chuàng)客教育綜合實踐為例，課程實施8周（共16學時），研究對象為全校選修該課程的大三學生，共30人，自由組合，共分為6組，每組5人。對調查結果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，學生的性別和專業(yè)分布基本情況如表1所示，男生較多，并且大部分學生是理工科類，這

9、可能與該課程的性質更偏向科技類有關。由表2可知，大部分學生在學習該課程前并不太了解steam教育和創(chuàng)客教育的內涵，對3d打印和開源硬件技術的了解程度也不高，但因為有部分學生（7人）來自計算機專業(yè)，所以已經很好地掌握了某種編程語言。3.課程教學設計及實施本研究在已有研究的基礎上，結合學習者初始能力，主要從以下六個方面對steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程進行教學設計，并加以實施。（1）設置高階思維能力的學習目標學習目標是學習活動設計和實施的出發(fā)點，也是學生通過課程學習所要達到的結果。創(chuàng)客教育課程的學習目標主要是培養(yǎng)學生的高階思維能力。高階思維能力是指發(fā)生在較高認知水平上的活動和行為。根據布盧姆的教育

10、目標分類，學習目標分類中的分析、評價、創(chuàng)造通常被歸類為高階思維能力13。而21世紀核心競爭能力主要包括：問題解決能力、批判性思維能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力以及創(chuàng)造性思維能力14。本文根據已有研究及課程內容實際，將創(chuàng)客教育課程的最終學習目標定位于批判性思維能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力的提升，并以此為出發(fā)點進行學習內容和學習活動的設計與評價。在本研究的課程設計中，主要通過設置問題情境，激發(fā)學生運用新知識解決實際問題的能力。同時，在課程內容中融入多學科知識，讓學生學會對復雜的問題進行理性思考，并從不同視角思考同一問題。另外，通過小組協(xié)作開展項目實踐，讓學生綜合運用所學知識制作富有創(chuàng)意的作品，以此提

11、高學生的高階思維能力。（2）創(chuàng)設真實生活情境的學習內容學習內容是課程設計的核心要素。創(chuàng)客教育課程內容一般超越了單一學科知識界限，整合并優(yōu)化了跨學科知識，在內容和形式上具有多元性。因此，其內容設計的核心一般是問題或項目的設計15，而基于真實生活情境選擇和設計問題或項目是開展創(chuàng)客教育課程的重要策略，能有效地激發(fā)學生的學習興趣，引導學生思考問題、解決問題，從而更好地達到學習目標。本研究的創(chuàng)客教育課程內容主要包括：一個理論模塊“steam和創(chuàng)客教育內涵”，三個實踐模塊“圖形化編程”“3d打印”和“開源硬件”以及一個整合所學知識的綜合項目設計模塊“創(chuàng)客項目綜合實踐”。每個模塊的內容設計均根據學生的生活經

12、驗和認知結構來選擇案例，激發(fā)學生的參與意識。如在“3d打印”模塊的內容設計中，以生活中常見的水杯為例進行講解，學生在實際操作過程中，可根據自己的水杯外觀，結合已學知識點進行創(chuàng)意設計。（3）融合線上線下的創(chuàng)客學習空間學習空間是創(chuàng)客教育課程開展的重要場所。本研究的創(chuàng)客學習空間主要分為線上虛擬空間和線下實體空間兩部分。教師課前通過線上空間為學習者提供項目背景知識、學習資源和項目參考案例等，并從線上空間獲得學生學習進展情況，掌握學習者交互討論與協(xié)作開展的情況16，為課堂線下教學設計提供依據。而在線下教室空間，教師則主要講解課前學習中存在的問題，指導學生線下分組討論、協(xié)作實踐，完成項目作品。當然，線下空

13、間還可以是校外創(chuàng)客企業(yè)、校外創(chuàng)客集市活動等。在steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程教學中，教師課前將學習資源發(fā)布到blackboard學習平臺上，學生下載學習，并在微信群里討論交流，將不懂的問題帶入課堂，教師則根據課前學習情況在線下課堂里有針對性地講解，并組合活動桌椅，將學生分組，引導學生通過協(xié)作完成項目任務，最后將成果分享到blackboard平臺，以便進一步開展評價反思活動。（4）配置專業(yè)互補的創(chuàng)客師資隊伍創(chuàng)客教育課程是一種跨學科、跨領域的綜合知識和技能習得的課程。相應地，其教學應由不同學科的教師和企業(yè)專家組成導師團隊。創(chuàng)客教師不僅要為學生做好示范、提供腳手架，更要引導學生表達自己的想法、反思

14、自己的學習行為、探索問題解決的路徑，培養(yǎng)學生的批判性思維和問題解決能力。在steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程中，一共由三名教師組成，學科背景分別是教育學、教育技術學和計算機科學與技術。不同教師針對不同的學習內容進行講解，當一名教師主講時，另外兩名教師就作為輔助教師，引導和組織學生完成項目任務，并觀察學生課堂學習情況，為下一次的課堂教學設計提供改進的依據。（5）開展基于項目的創(chuàng)客學習方式項目是創(chuàng)客教育課程學習的載體，高質量的創(chuàng)客項目能有效促進學生高階思維能力的發(fā)展?；陧椖康膭?chuàng)客教育課程學習具有以學習者為中心、以解決實際問題為中心和以產品為中心的特點17，主要包括“仿”的演示項目與“創(chuàng)”的創(chuàng)作項目

15、。其中，“仿”是學習知識與掌握技能的最佳途徑，學生通過模仿教師演示步驟，明確工具使用方法和問題解決策略，掌握產品制作的基本知識；“創(chuàng)”是指學生突破固有的觀念和思路，以新的視角選擇主題、構思方案、設計模型，在創(chuàng)造中培養(yǎng)創(chuàng)客精神與創(chuàng)新能力18。本研究基于創(chuàng)客教育課程創(chuàng)新與實踐的本質，將“仿”的演示項目與“創(chuàng)”的創(chuàng)作項目對應融合，秉承學生主體性、項目生成性、空間開放性的原則建構創(chuàng)客教育課程學習方式。在steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程的實踐模塊教學中，均采用先“仿”后“創(chuàng)”的項目學習方式，使學生在“仿”與“創(chuàng)”的項目體驗過程中鍛煉思維能力、實踐能力與問題解決能力，形成有意義的知識組織方式與信息加工模式

16、。（6）設計多元化的課程學習評價學習評價是課程設計的一個重要環(huán)節(jié)，其目的是檢驗學習效果。學習評價可以促進學習者朝著學習目標不斷地改進和完善，能為課程改進提供依據。由于創(chuàng)客教育課程的自身特點，傳統(tǒng)的課程測驗不適用于創(chuàng)客教育課程。因此，如何依據創(chuàng)客課程的目標，設計多元化的評價內容、評價主體和評價方法，顯得尤為重要。在steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程的學習評價中，評價內容涉及與學習目標相對應的三個維度，批判性思維能力通過考察學生在作品設計上是否會嘗試用不同的方法去解決同一個問題，如在可視化編程時，是否邏輯縝密，并從不同視角去嘗試；問題解決能力主要考察學生的知識應用能力，如在3d作品設計過程中，能否充

17、分利用所學知識或尋求幫助，完成任務；而創(chuàng)新能力則著重考察學生在作品構思和技術實現(xiàn)上的創(chuàng)新。在評價主體上，不只局限于主講教師，還包括輔助教師、同學和自己等，主講教師和輔助教師貫穿于學習的整個過程，觀察、記錄學生的學習過程，及時發(fā)現(xiàn)問題并給予引導，學生自評和小組間互評則能引發(fā)學生反思，深度理解知識。在評價方法上，將過程性評價與總結性評價相結合，既重視學生平時的課堂表現(xiàn)和作品完成情況，又重視最后綜合項目實踐作品的展示匯報效果，根據評價標準進行準確評估。4.教學案例分析下面筆者以steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程中“圖形化編程”模塊為例，具體介紹其教學設計。（1）學習內容分析該模塊的學習內容主要包括sc

18、ratch編程的算法、邏輯和基本操作。這些內容對大部分學生來說還比較陌生，許多學生還不具備編程的思維，因此在講解的過程中，需要結合實例進行演示操作。（2）學習目標分析該模塊的學習目標是要求學生能正確理解編程中的算法與邏輯，熟悉圖形化編程基本操作，并能編寫簡單的小程序作品。在創(chuàng)客學習環(huán)境下，應充分利用多元的師資隊伍，為學習者實現(xiàn)高階思維能力的發(fā)展創(chuàng)造條件。（3）學習活動和評價設計主講教師課前在blackboard平臺上提供圖形化編程的基本知識講解和優(yōu)秀案例，學生進行學習和討論。課堂上，主講教師根據學生的學習情況和已有知識水平，對編程的算法和邏輯進行詳細講解，并將一個實例進行分解，邊講解邊讓學生模

19、仿練習；然后讓學生再獨立完成一次主講教師講解的實例，兩名輔助教師根據學生的完成情況可進行適當指導，學生之間也可交流討論；任務完成后，每組學生自主選擇一個主題，協(xié)作完成編程設計，小組成員可以在網上搜索主題內容和設計方案，一起討論確定主題。自選主題的作品完成后，根據評價標準，小組之間進行自評、互評，三名教師也分別給出相應評價，然后每組學生根據評價結果進行修改完善。四、研究結果與分析1.對內容模塊的掌握程度分析對“steam和創(chuàng)客教育內涵”“圖形化編程”“3d打印”和“開源硬件”四個內容模塊的掌握程度進行前后測兩配對樣本t檢驗，結果發(fā)現(xiàn)學生在這四個模塊的前后測均值上相差較大，t檢驗統(tǒng)計量對應的雙尾概

20、率p均為.000，遠小于0.05，詳見表3。從表3中我們可以看出，學生在學習前后的知識掌握程度上存在顯著差異，學完該課程之后更好地掌握了基本理論知識和操作技能。綜合項目設計模塊“創(chuàng)客項目綜合實踐”，主要要求學生綜合邏輯程序類、3d創(chuàng)意類及電子類設計與開發(fā)工具制作創(chuàng)客作品，并從藝術性、使用性、技術性和創(chuàng)新性四個維度對作品進行評價。由于該課程采用自由組合的形式分組，相同專業(yè)、相互認識的學生更愿意在一組。結果發(fā)現(xiàn)，有藝術專業(yè)學生的小組，作品的外觀更具有觀賞性；計算機專業(yè)和電子專業(yè)學生較多的小組，其作品的使用性和技術性更強。2.高階思維能力發(fā)展分析高階思維能力的配對樣本t檢驗結果如表4所示，批判性思維

21、能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力t檢驗的相伴概率均小于.05，說明通過該課程的學習，學生高階思維能力的三個維度均存在顯著差異，并且通過比較均值，證明課后的各項能力水平均高于課前的各項能力水平。結合期末作品之間的差異性分析，對課后理工科類和人文社科類專業(yè)三個維度的高階思維能力進行獨立樣本t檢驗。由表5可知，在批判性思維能力方面，理工科類和人文社科類專業(yè)的平均值分別為4.361、3.333，t檢驗相伴概率為0.00，遠小于.05，有顯著差異，并且理工科類的學生更具有批判性思維能力。在問題解決能力和創(chuàng)新能力方面，理工科類和人文社科類專業(yè)t檢驗相伴概率分別為.604和.262，均大于.05，不存在顯著差異

22、，說明兩類學科的學生在問題解決能力和創(chuàng)新能力上相差不大。但通過訪談發(fā)現(xiàn)，在問題解決能力方面，理工科類的學生更愿意通過獨立思考解決問題，而人文社科類的學生更愿意咨詢教師或向同學尋求幫助；在創(chuàng)新能力方面，理工科類的學生主要是從技術和功能上創(chuàng)新，而人文社科類的學生主要是從外觀上創(chuàng)新。總之，學生在學完該課程后，其批判性思維能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力等高階思維能力均得到了一定程度的提升。五、討論與總結本研究的創(chuàng)客教育課程定位于以智能化信息技術應用為顯著特征的創(chuàng)意類課程，其科技含量較高，與傳統(tǒng)學科課程有顯著差異，具有整合性、研創(chuàng)性、協(xié)同性等核心特征19，以項目活動、主題探究或問題解決為主要方式，強調在創(chuàng)

23、造過程中培養(yǎng)一種創(chuàng)新能力和創(chuàng)客思維能力20。該課程的教學設計和實施以本校師生實際和現(xiàn)有學習環(huán)境為基礎，以學生創(chuàng)客素養(yǎng)的培養(yǎng)和高階思維能力的提升為目標，以現(xiàn)實問題為基點，以研究項目的形式組織學生開展協(xié)同探究，整合多學科教師力量，協(xié)同開展創(chuàng)客教育課程的教學設計與學習指導，從而形成了“學研創(chuàng)”的理想教育模式。本研究旨在通過“創(chuàng)客的教育”培養(yǎng)“創(chuàng)客式教育”人才。通過問卷調查和課堂觀察發(fā)現(xiàn)，大部分學生能較好地完成課堂作品創(chuàng)作，較好地掌握各內容模塊的知識點。另外，調查結果和訪談還表明，大部分學生認為與傳統(tǒng)學科相比，該課程融合了多學科知識，在完成作品時，更需要保持理性和邏輯思考；當面對不懂的問題時，更愿意跟

24、同組或其他組的學生討論、咨詢教師或網絡查詢，直到問題解決；在完成期末作品主題模塊“創(chuàng)客項目綜合實踐”時，想做出有新意和更多功能的作品。這說明該課程的教學設計基本達到了培養(yǎng)學生高階思維能力的目標。課程設計是實施創(chuàng)客教育的重要組成部分。在人工智能時代和“雙創(chuàng)”背景下，高校創(chuàng)客教育課程的設計與實踐顯得尤為重要。本文基于課程理論觀，從學習目標、學習內容、學習空間、師資隊伍、學習方式和學習評價等六個方面，對創(chuàng)客教育課程進行了教學設計和實踐。從研究視角看，本研究設計了創(chuàng)客教育課程教學設計的一種理論框架；從實踐視角看，該框架為創(chuàng)客教育課程的建設提供了具體的實施路徑。但本研究只是基于30人班級的小樣本研究，研

25、究對象和研究環(huán)境具有一定的獨特性；另外，由于該課程只有一個班級，無法通過對比來確定更好的教學設計模式。因此，在未來研究中，本團隊將在更多班級開設steam與創(chuàng)客教育綜合實踐課程，并根據選修課程的學生特征，設計適合學生個性化發(fā)展的學習主題，形成具有更強靈活性和自主選擇性的創(chuàng)客教育課程教學設計，從而進一步探究創(chuàng)客教育課程實施效果的影響因素及有效策略等問題。參考文獻：1荊玲玲，劉庚.創(chuàng)客教育的內涵要素、問題反思及發(fā)展路徑j.教學與管理，2018（3）：1-4.2halverson e r.，sheridan k. the maker movement in educationj.harvard ed

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