创客教育论文开题报告

摘要 ：当前越来越多的教育工作者开始关注STEM教育、创客教育和科学教育，这三种教育在多方面各有异同。本文首先从STEM教育的内涵与特点，了解部分STEM教育的概念，之后分析当前我国中小学科学教育现状特点，然后论述创客教育与STEM教育、科学教育在课程形式、教学目标等方面的差异，最后总结三者之间的联系。 STEM教育即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)教育的简写，提倡跨学科教育，使用多学科的思维和知识解决实际问题。STEM教育并不是将科学、技术、工程和数学四类学科简单的叠加，而是使它们彼此之间进行有效融合，组成为一个有机的整体，并以真实问题解决为任务驱动，在实践中应用知识、获得知识，培养学生的问题解决能力、复合思维和创新思维。 STEM教育是当今知识经济时代下全新的教育范式，以培养具有善于质疑、勇于实践和敢于创新的学习品质，以及具有跨学科知识素养和解决真实问题能力的人才为根本目标，已经成为了各国教育领域的重要发展战略。 对于STEM 教育的本质问题，我国学界主要基于 STEM 这个概念的历史轨迹和组成要素来讨论，呈现出“整合取向”，即认为 STEM 教育的核心是跨学科整合。 跨学科整合打破单一学科的界限，强调学科的“混合”，把不同学科、不同领域的理论与方法有机融合。 STEM 教育的学科整合,不是盲目地将不同学科的内容进行简单地堆积或拼凑，而是将各学科内容进行重构及融合，并与实际生活相联系，创造性地开展跨学科教学，其目的在于提升学生的科学精神和创新能力。有专家建议，可以把工程、技术类 学科作为基础，整合科学、数学等学科的知识内容，能够有效地提升学生的综合实践与创新应用能力，并有效弥补我国基础教育领域工程与技术教育的短板。 STEM教育具有体验性特征，注重项目制学习，注重学习的过程，而非体现在试卷上的知识结果注重学习与现实世界的联系。学生在参与、体验获得知识的过程中，不仅获得了结果性知识，还学习到了在项目问题解决过程中的过程性知识。STEM教育主张学生通过自学或教师引导习得抽象知识，更强调学生动手、动脑，参与学习过程。STAM教育提供了学生动手做的学习体验，学生应用所学的数学和科学知识应对现实世界问题，创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。 STEM教育具有情境性特征，强调让学生获得将创客知识进行情境化应用的能力，同时能够理解和辨识不同情境的知识表现。STEM教育强调知识是学习者通过学习环境互动建构的产物，而非来自于外部的灌输。 STEM教育强调团体协作性，在群体协同中相互帮助、相互启发，进行群体性知识建构。在完成任务的过程中，学生需要与他人交流和讨论。STEAM教育的协作性就是要求学习环境的设计要包括协作和会话两要素：让学生以小组为单位，共同搜集和分析学习资料、提出和验证假设、评价学习成果。 STEM教育要求学习产出环节包含设计作品，通过设计促进知识的融合与迁移运用，通过作品外化学习的结果、外显习得的知识和能力。在设计过程中，学生学习知识、锻炼能力、提高STEM素养，因此设计性是STEM教育的核心特征。 科学教育在我国中小学的发展处于初级阶段，存在学校科学设备的建设有待完善、专业师资力量不足、学生自身的兴趣有待提高、科学教育课程和活动的设置缺乏健全完整的体系、科学教育的宣传推广力度不足等问题。 科学教育在初中和小学开展程度较高，而高中开展相对较少。从高中阶段来说，最大的压力仍然来自高考。 中小学学生具有一定的创新意识和能力，通过相关活动，操作实践、合作沟通等各方面能力都有所提高，但是学生参与的热情还有待提高，对于科学教育的认知还有待加强。 很多学校科学教育的基础设施建设还不能够满足需求。政府和相关组织的政策和资金支持不足，多领域的技术、人才的参与还不能够满足需求。学校之间的交流较少，资源和成果的共享不足。 创客教育是以项目为中心设计的实践课程；STEM教育是为打破学科界限，将有关学科融合设计的综合课程；科学教育从狭义上说，是按学科领域分科设计的学科课程，从广义上说，其课程形式不限。 创客教育鼓励学生利用数字化工具，在发现问题、探索问题、解决问题中将自己的想法作品化，教师则作为支持者帮助学生；STEM教育是基于由教师预设的问题情景，在教师组织、引导下开展学习，在了解、解决问题过程中跨学科学习；科学教育则是依据科学学习规律和原则，进行知识讲授、讨论、实践，教师主要是知识的传授者。 创客教育强调学生进行产品创造，核心是创造；STEM教育强调跨学科，强调不同学科的整合；科学教育涉及个人需要、社会问题、就业准备以及学术深造基础4个领域，是向学生传授用于日常生活和未来科技世界的科学知识，掌握科学方法，培养科学精神和科学态度，教育学生如何处理科学与社会问题，让学生具有在今后择业所必需的科学技术基础与继续学习科学所必备的理论基础。 从内涵及特点来看，创客教育与STEM教育、科学教育显然是不能相互取代的，因为它们的着眼点是有所差异的。 创客教育着眼于在实践中培养学生的创新精神实践能力。透过表象看本质，创客教育实则是一系列的教育理念，其教育目标是培养具有创客精神和素养的全人，对过程并没有严格封闭的操作要求，而是建立于自主、开放、共享的基础之上进行的。 STEM更侧重于学习的过程。STEM教育以培养具有善于质疑、勇于实践和敢于创新的学习品质，以及具有跨学科知识素养和解决真实问题能力的人才为根本目标。在学生参与、体验的过程中，该方式更加关注学生在问题解决过程中获得的过程性知识，而非只是体现在试卷上的知识结果。 科学教育，是一种以传授基本科学知识为手段，体验科学思维方法和科学探究方法，培养科学精神与科学态度，进行科研基础能力训练和科学技术应用的教育。它更加重视间接经验技能的传授与积累，以掌握现有科学知识为主要内容，现实中其更多处于知识学习的基本层面，并不像其他二者一样注重实践创新能力的培养。 由此可见，三种方法皆有其自身的侧重点，并不可以相互取代，但可以进行相互补充。 创客教育与STEM教育、科学教育各有其优缺点，而将三者联系起来使用，恰好可以裨补各自的缺漏。所以，这三者显然是可以进行相互补充融合的。 在教学过程中，教师可以将创客教育与科学教育结合起来，使学生在掌握基本科学知识的同时进行思维发散，有助于形成创新意识。将创新实践与STEM跨学科解决问题的理念融合，也可以达到意想不到的效果。若三种方法相互辅助、相互支持，便能够更好地实现教育的优化。参考文献： [1] 秦瑾若,傅钢善.STEM教育:基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育,2017(04):67-74. [2]彭敏, 朱德全. STEM教育的本土理解——基于NVivo11对52位STEM教师的质性分析[J]. 教育发展研究(10):6. [3] 杨雪,韩晓玲.中小学创客教育现状调查与对策——以山东省为例[J].中小学信息技术教育,2017(03):34-38. [4] 杨晓哲,任友群.数字化时代的STEM教育与创客教育[J].开放教育研究,2015,21(05):35-40. [5]裴新宁.重新思考科学教育[J].科学教育与博物馆,2021,7(04):272-277.

面向创客教育的众创空间与生态建构

摘要

该文结合创客实践和创客教育的特点，探讨众创空间生态的理念与模式，为创意、创新、创业教育提供支持。在创业教育的大背景下，创客实践在高校已成为教育变革的重要力量。基于创客模式的实践教育，从参与模式、学习内容、师生互动以及学习环境等各个层面为大学创新人才培养提供了新的思路。众创空间作为承载创客实践的平台，其核心要素包括合作社群、创意实践、开放资源和协作空间——合作社群是参与式创新的基础，创意实践则包含从课程、工作坊到各类交流与比赛，开放资源包括开源设备、工具和方法，协作空间以灵活多变的空间支持参与式的创新。四个核心要素相互支撑，形成了有机的生态系统。

关键词：创客；教育；空间；社群；生态

创客一词源于英文单词Maker或Hacker，指乐于动手实践和分享，努力把各种创意转变为现实的人。《连线》杂志前主编Chris Anderson[1]在《创客：新工业革命》中，将创客描述为：“首先，他们使用数字工具，在屏幕上设计，越来越多地用桌面制造机器、制造产品；其次，他们是互联网一代，所以本能地通过网络分享成果，通过互联网文化与合作引入制造过程，他们联手创造着DIY的未来，其规模之大前所未有。”TechShop的首席执行官Mark Hatch[2]在《创客运动宣言》一书中认为，创客运动的核心是更好地获取工具，获取知识和构建人人参与的开放分配系统。

一、创客空间的发展

创客早期的发展一直带有技术民主化以及反主流文化的特色。随着美国重塑制造业、中国从制造到创造的转变，创客迅速成为创新的核心力量。对创客的认知，需要结合创客空间和创客文化来整合认知。

密西根大学的Silvia Lindtner[3]归纳了四种创客空间的形态：早期会员制社群、网络开放组织、国际化的创客运动以及产品孵化平台。美国波士顿L0pht创客空间在1992年开始运营时便只对少数会员开放；建于1995年秋的柏林C-base则更倾向于公众化，目标是增加计算机软件、硬件和数据网络的知识和技巧，并且带着一种强烈的使命感去推动互联网的自由化。该组织从事大量的相关活动，例如在儿童节，他们引进年轻人喜欢的机器人和计算机辅助设计主题。旧金山湾区的Noisebridge是一个备受赞誉的创客空间，引导了全球的创客空间运动。Noisebridge受到欧洲创客空间维也纳Metalab和柏林C-base的激励，开始于2007年，是分享、创造、协作、研究、开发、指导和学习的空间。Noisebridge还延展到世界各地的基层社区。目前大量的创客空间以初创团队孵化器的形式存在，如深圳的柴火创客空间，它在研究和开发领域也起到重要的作用。

《制作》杂志主编Dale Dougherty[4]对创客空间给出这样定义：“不同职业的具有创意的人们和社群聚集在这里，通过彼此分享，认识志同道合的朋友，将想法变为现实。”Kera.D[5]认为可以从一系列开源软硬件与数据等要素相关的共享技术、治理过程和价值观来定义一个创客空间。Noisebridge的创始人Mitch Altman[6]则认为在创客空间中人们可以通过黑客行为来探索他们热爱的东西，并且可以得到社区成员的支持，而黑客行为即指最大程度上提升自己的能力且愿意分享。

针对创客社区和活动，开放式的Hackerspace、Makerspace以及TechShop提供了创客线下聚集的场所，创客们通过举办工作坊、黑客马拉松、制汇节（Maker Faire）等活动来学习、团队竞技以及自我展示。TechShop是一个会员制的自造空间，它提供数字和机械制造工具来制造任何东西，包括机器人、登月飞行器、iPad套和手工商品等[2]。创客空间代表了设计、工程、制造与教育的民主化。创客空间是配备了工具的社区中心，通过整合制造设备、社区和教育，为社区成员提供设计、原型制造和创造作品的资源。这些空间有形式松散的个体共享空间和工具，运营方可以是盈利的企业、非盈利企业，也可以隶属于或托管在学校、大学和图书馆等[7]。

1、美国的推动政策

创客活动促进设计、制作以及科技工程学的发展，并能培育企业家精神。奥巴马政府在2012年年初为1000所美国学校引入创客空间，以培养新一代的系统设计师和生产创新者。2014年6月18日，美国白宫举办首届创客嘉年华，同时也推出全民参与计划，使更多的学生和创业者能接触到创客所需的工具、空间以及导师。这些政策包括：让企业支持学校的创客空间以及课外计划，企业员工可以休假担任导师，企业成为创客空间的“大客户”，就像福特与TechShop的合作伙伴关系，或作为多渠道零售商帮助消费者成为有创新能力的创客或初创企业。大学可以在招生环节中添加一个“创客作品集”选项（如MIT），同时在校园为学生和社团建立更多的创客空间，并在国家、区域和地方各级层面，支持更好的硬件和软件工具，如MIT FabLabs的设备。政府机构和社区团体可以实施类似生产设计聚集区的项目，让企业家创造更多的就业机会或举措。在学校、图书馆、博物馆和社区组织建立更多的创客空间，使大众能够有更多的接触创客导师和参与创客活动的机会。基金会和慈善家也要为有兴趣接纳创客的社区提供相应的资助[8]。

2、创客教育的特点

创客教育强调行动、分享与合作，并注重与新科技手段结合，逐渐发展为跨学科创新力培养的新途径。国外一些著名大学已开始将创客实践作为交叉学科创新、体验式学习的重要模式，如麻省理工学院建立了学生自主运营的创客空间MITERS，斯坦福大学变革学习技术实验室（Transformative Learning Technologies Lab）正在为全世界的创客空间和快速原型实验室创建开源课程（Stanford FabLearn Fellows Program）。

在创客实践中，学生被看作是创作者而不是消费者，学校正从知识传授的中心转变成以实践应用和创造为中心的场所。学术性创客空间和快速制造实验室迅速增多，学生们能够在其中开展课程项目和自我主导的课题，同时开展以内容及产品为中心的教学活动，这些空间正以创新的形式展示出对教育的价值。创客实践正在创造一种组织文化，鼓励学生参与其中并针对现实世界的问题提出创造性的解决方案。《新媒体联盟地平线报告（2014高等教育版）》中预计这一趋势会在三到五年内产生强大的影响力[9]。

二、创客与创业教育

教育是一个改变人类行为模式的过程。这里的行为指的是一种广义的行为，包括思考、感觉、以及明显的行动[10]。创业教育关注于学生在思考和认知上的改变，其所强调的是以创业精神带动行动和思考，并不局限于传统意义上的创业教育成果，即孵化出成功的企业或企业家。

1、从STEAM到创客教育

早年被大范围推广的STEM教育经过演变和改进，加入“艺术”（Art）要素，便成为了STEAM（Science，Technology，Engineering，Art，Mathematics）教育。STEAM教育与创客教育的相遇，将更全面地推动培养学生创新能力的进程。虽然STEAM教育在欧美国家广泛应用，但是创客理念的加入，建立了学生与现实生活之间的连接，同时也弥补了工程教育方面的不足。在美国，60多所高校已经陆续在校园里开设了创客空间。为促进创客运动在教育界的发展，斯坦福大学还设立了创客教育研究学术奖学金，以激励广大教育者去发掘创客运动在不同教育领域的应用。

创客教育最终目的是培养学生的开创性个性。创客教育的理论基础建立在体验教育（Experiential Education）、项目教学法（Project-Based Learning）、创新教育、DIY（Do It Yourself）、DIT（Do It Together）等理念之上。同时创客教育注重教育体验的整体性，学习过程本身代替学习成果成为最重要的部分。教育专家Sylvia Libow Martinez和Gary S.Stage[11]总结了好的创客项目所需的八个要素：目标与相关性、充分的时间、复杂性、强度、合作、可获取的材料、可分享和新颖性。这些要素在创客教育课程的设计和开展中成为可参考的规范。欧洲科技展望研究所开发的“Up Scaling创新课堂”（CCR，Creative Classrooms）框架也由八个维度组成：内容和课程、评价、学习实践、教学实践、组织、领导力和价值观、连通性和基础设施[9]。此框架将无处不在的学习环境视为学习生态系统的组成部分，可以随着时间推移对所处的情境和文化做出回应。模型的八个维度形成一个体系，鼓励基于信息技术的学习环境以多维方式拓展创新教学实践。

2、从创客到创业

自Milwaukee创客空间邀请公众参与活动以来，创客空间逐渐聚合成了一股强大的非学院派的学习力量。由此让很多大学发现其中的学习机遇，玛丽华盛顿大学的ThinkLab、斯坦福大学的FabLab都先后成立。自主自导的学习是创客在创客空间中的主要学习方式。创客之间的互动孕育出了一种动态的具有极高合作性的学习行为，团队的力量以及同辈的支持、建议和协助在其中得到了很好的体现。学生可以自己控制和主导基于问题的学习。最终，创客空间会促进校际的连结，并推动合作项目的进行。

应对创新发展的需求，高校纷纷开展创业教育，将实践教育与社会、产业需求以及创新价值连接起来。创客作为一种人人参与创新的形式，成为高校一股新生的力量，从创意到创新，并为创业教育营造了更好的氛围。清华大学将“三创”（即创意、创新、创业）作为整合的视角来考虑，创客教育成为“三创”教育的重要连接点，创客实践一方面是自发将创意转为现实的重要模式，同时也创造通向创新创业的机遇。

3、从创业到开创

早期的创业研究一直处于经济学的领域，其出发点大都在探索创业者的角色、功能及其对竞技世界的贡献。近年来因管理学者的投入，其角度逐渐转向组织个体，思考如何有效进行创业决策与行动[12]。“开创”（Entrepreneuring）概念的提出，将创业动名词化，意在表现“创业”的历程化。从历程化的角度来看，结果不能作为判断创业成功与否的唯一要素，因为创业是持续的、与社会不断互动的行为。Hjorth和Steyaert[13]认为创业在本质上是“社会创造的形式”，不仅仅发生在商业领域，而是发生在社会整体之中。创业不只是表面上宏伟事业的建立，反而是从日常细微事物中制造差异，以量变带动质变的过程。创业也被看做是一种“对话式创造”（Dialogical Creativity），其发生且成型于我们日常生活的经验、故事、戏剧、谈话、表演之中。Gartner[14]认为是行动造就了创业者，因此对创业的研究也可从分析创业者的行为出发。为此，注重参与和过程的创客实践，也在内在推动力方面与创业形成了密切的关联。