【创客教育】设计型学习：让创客教育落地于教学

[摘  要] 设计型学习倡导在设计中学，关注真实情境中的问题解决及创造性思维能力的发展，能够很好适应信息

时代学习和创新人才培养的需求。本文对创客教育内涵及现状进行了探讨，系统分析了设计型学习理念，梳理了融入创客教育理念的设计型学习特征，在此基础上结合创客教学案例分析，剖析了设计型学习的流程，以期为创客教育落地于实践教学提供参考。

 

[关键词] 设计型学习；创客教育；学习模式；教学

一、前言

创客教育（Maker Education），是在融合体验教育、项目学习法、创新教育、DIY思想的基础上，以学生为中心与实践相结合的新型教育理念。^[1]创客教育，将是加速学生由知识的消费者（Consumer）向创造者（Creator）转变的重要力量。但是，在实践层面缺乏有效的教学模式与方法，限制了创客教育的进一步发展。我们通过对创客教育的理论梳理、案例观察以及系统分析，认为强调创造中学、旨在提升学生动手能力、问题解决能力、设计思维（Design Thinking）以及创新能力的设计型学习，是一种能较好落实创客教育理念的学习模式。以设计型学习作为推进创客教育落地于教学的模式，将有助于加速创客教育理念的应用落地，为创客式教与学提供实践操作层面上的指导。

二、创客教育与设计型学习

（一）创客教育

秉承创新、开放、共享的创客文化，在教育领域受到了前所未有的关注，创客资源、工具与教育领域的结合，愈发紧密。2015年美国《地平线报告》指出：“未来2-3年，创客空间将会在教育领域得到广泛应用，在支持创造性学习方面发挥重要作用。”^[2]创客教育强调通过设计实现“创造中学”，在一定程度上发展做中学、项目式学习理念，但创客教育却又与上述理念存在一定的差异，它强调学习成果的物品化，学习的目的在于创造出实实在在的物体。另一方面，学习的过程是迭代式的，完成一项作品并非一蹴而就，需要反复的设计、建模、修正、完善。

当前，创客教育十分火热，许多先行者从国家政策^[3]、创客内涵^[4][5]、教育模式^[6]、支撑条件^[7][8]）对实践创客教育提出了见解，一些好的经验和做法值得借鉴。但是，从创客教育进学校、进课堂来看，相关研究则相对较为薄弱。创客教育是一种关注学生创新精神、创造能力、实践能力的教育理念，其进一步发展终究要落到教和学的过程之中。从目前来看，有效的创客教学模式尚未完成形成。此时，我们认为，通过同样面向学生综合能力培养的设计型学习模式，以此推进创客教育落地于教学，不失为一种有效的途径和方法。

（二）从设计思维到设计型学习

创客强调设计思维。设计思维（Design Thinking）通常从某一目标或成果入手，以此为导向，通过多次反复的设计过程最终实现设计成果。克洛德纳（Kolodner J L）提出：“知识在应用于实践之前，通常需要反复的循环设计才能实现。”^[9]这是对设计型学习（Design Based Learning）最精准的描述。在设计型学习中，设计思维的运用无处不在。与传统探究式学习相比，设计型学习教学目标呈现多维化、学习过程呈现迭代化、教学内容强调实践化、教学环境呈现开放化、教学评价呈现多元化的特点。

表1  探究式学习与设计型学习对比分析

	传统探究式学习	设计型学习
教学目标	侧重知识掌握，关注技能发展但不是主要方面	关注学习者问题解决能力、创新能力、协作能力发展
学习过程	以教师事先设计的剧本进行探究（Script inquiry），学习过程呈现线性特点	以活动、项目、任务为驱动，学习过程呈现反复迭代循环的特征
教学内容	限于单个学科范围，以书本为主	整合多学科内容，强调融合、实践
教学环境	课堂、实验室	一切能支持教学活动开展的场所
教学评价	关注学习结果，强调对已有知识、理论的应用评价	关注设计的作品及学习过程评价，关注创造、创新性能力提升与发展。

三、设计型学习的关键特征

“互联网 ”时代，随着各类新技术、新工具的不断涌现，融入创客教育理念的设计型学习，呈现出如下关键特征。

（一）问题思维

问题是学习的起点，设计型学习中的问题通常偏向于劣构性，并不强调标准的答案，旨在通过对真实的、非良构问题的分析、设计、建模等实现对现实问题的解决，以此启发和培养学习者问题解决思维，提升问题解决能力。

（二）工具助力

技术工具在设计型学习中的作用主要包括：一、技术工具作为信息检索支撑手段，支持信息的查找、分析、整合，实现对知识的个人意义建构。二、工具作为知识外化、作品物化的手段。例如：虚拟建模软件能够将产品以图像形式模拟出来，而3D打印设备能够将设计的产品打印出来。三、工具作为汇聚创客思想的社交媒介，支撑学习者在交流、协作中学习。设计型学习离不开协商、交流与合作，技术工具充分发挥其社交功能，实现信息传递，促进合作与交流。

（三）作品导向

在设计型学习过程中，以作品为导向能很好鼓励学生创作与创新。一方面，学习过程任务化，能增强学习的动机，学生能体验现实问题解决的过程，从而实现有意义的设计学习。另一方面，学习成果可视化，有助于促进学生全面发展。例如，学习不再“纸上谈兵”，可以借用维建模软件和3D打印设备将创意和想法转变为实物。

（四）迭代升华

在传统学习中，学习路径大多是直线型，教师制定学习任务，学生按照教师给定的任务和路径完成学习。设计型学习借鉴设计这一创造性的活动，倡导学生在多次的设计活动中进行学习。设计型学习是一个迭代循环过程，通常包括识别问题、分析问题，对问题的解决方法进行设计、建模、测试、分享讨论。迭代既有助于不断提升学习者综合能力，又有助于学习成果的精细化。

（五）跨界协作

一方面，设计型学习实现学科跨界互补。设计型学习鼓励学生在动手创造中解决实际问题，而解决问题通常需要整合多学科的知识。通过解决问题，实现跨越学科界限、多学科知识灵活综合应用。另一方面，团队协作分享。设计型学习强调创造中学，创造性的活动离不开团队的协作与分享。在学习过程中，针对设计任务进行创意碰撞、互动交流、设计实践等活动，最终形成具有创造性成果。

（六）互联思维

其一，互联促进学习线上线下结合。设计型学习不单纯是线下劳作，而是借助互联网、信息技术、新兴技术的帮助，实现参与者、专业、能力、资源等互联。其二，互联有利于工具的整合与应用。根据小世界理论，人与人之间连接的关系不超过六个人。学生借助互联网络，在进行设计学习的过程中可以更快找到世界范围内的志同道合者和创新资源，获得专业支持与帮助。

（七）动手能力

“经验之塔”中做的经验是底层最直接、基础的经验获取方法。学生通过动手，将发现问题、解决问题过程的外显化，不仅提高动手操作能力，更能提升学生科学思维水平和科学探究能力。再者，与现有教育“重知识、轻实践”的现象相比，创客教育强调创造与动手能力的培养。设计学习过程中通过分析、设计、解决等动手实践过程，将知识与实践相联系，深化学生对知识的理解与应用。

（八）育人导向

融合创客教育理念的设计型学习，并非以单纯的“点石成金”的商业化理念引导学生学习。相反，设计学习更多通过“创造中学”来培养学生创新的意识和创客素养，在关注学习成果的同时，更强调能力培养的过程。在创客教育中，教师指导学生开展创作实践。学生在发现问题、反复设计、探索体验、协作分享的过程中促进了知识的理解。整个过程，绝非简单的作品创作，而是创造性育人过程。

四、案例介绍

《Math City》是由美国加利福利亚Suzanne中学的Sharon Soto教师执教的一个学习项目，采用基于设计学习的思维模型进行教学。案例具体过程如下：

表2  《Math City》学习项目

案例名称	《Math City》学习项目
背景说明	《Math City》学习项目共包含11个学习模块，每一模块均包含一个学生从未见过的挑战，通过完成11个学习模块，最终完成建造3D微型城市。学习过程中，学生一开始就要面对一个从未见过的挑战，通过不断的探索、合作、协商，最终实现问题的解决。限于篇幅关系，我们以其中的模块三为例详细介绍其教学流程。
实施步骤	第一步： 确定需要教什么	依据学习目标，学习主题是运用数学知识设计建造一座从未见过的微型城市，并且要求微型城市能够发挥其应有的功能。
	第二步： 确定学习问题	确定建造城市的地点和空间，每一部分的面积大小以及所处的位置，以及相互之间的关系。
	第1/2步：陈述一个从未见过的挑战。	提出如何确定城市中不同功能区域以及各自区域的大小。
	第三步： 建立评价标准	不需要做的 需要做的 花费太多金钱 居住区（方形，1.5cm*1.5cm，容纳4人） 与现实城市太相像 活动区域 刷油漆 工厂和企业区域 贴标签 交通工具   游乐场所   预估城市人口   15英寸乘15英寸大小的城市面积
	第四步：让学生动手试验	学生进行合作交流，制作模型，教师指导监督。通过交流分享不断修正设计的方案，随后进行快速城市的设计与制作。
	第五步：教授指导课程	依据学习需要，教师讲授指导性课程，例如：测量单位的转换，建筑面积大小与容纳人数之间的推理换算等，以此加深学生对知识的认识与理解。
	第六步：学生反思设计重新建立模型	通过自评、互评，修改完善快速城市设计作品。
实践效果	通过近一年的《Math City》学习项目实践，学生思维能力得到了极大地提升，学生在运用数学知识解决实际问题的能力得到了提高。学习后的调查显示，82%的学生学会了向他人学习以及运用数学知识解决问题的方法。

案例二：斯坦福大学《地震》课程项目

设计型学习在STEAM课程中得到了广泛应用。本案例通过斯坦福大学《地震》课程项目来展示设计型学习在STEAM课程中的应用。斯坦福大学创新与技术中心开展了一项关于学习地震的课程项目，学生来自埃塞俄比亚、加利福利亚的5、6年级以及萨尔瓦多的一个混合班。该课程项目旨在帮助学生了解地震的基本知识，提升对地震的认识程度。

 

课程项目采用设计型学习模式，教师给学生提出设计挑战，要求学生四个人为一组，设计和建造抗震结构的建筑物，学生使用的材料包括卡片、磁带、白纸等常见易得的材料。以小组为单位，学生围绕设计进行信息检索、探究、建模、分享、多次的迭代设计、修正完善，设计完成后，教师采用一项创新性的抗震测试工具对设计的产品进行实践检测，该工具来源于Quake Catcher Network（QCN）项目，是斯坦福大学和UC Riverside合作开发的地震检测工具。地震检测工具的应用极大激发学生的兴趣和问题意识，对于应用这种专业、真实的工具测试他们的设计产品均感到非常好奇与激动。

                               

                                   图1   学生合作建造抗震建筑

图2  学生应用QCN 感应器测试抗震效果

在学习阶段，教师要求学生运用手机拍摄照片、视频来记录学习过程，通过记录有助于帮学学生学会观察、为学习改进和反思提供依据，同时学习材料能够作为过程评价的重要素材。在学习过程中，学生非常积极、专注并热情与小组成员展开积极合作，在运用地震感应器检测他们的设计作品后，学生进行了多次的讨论、改进所建造的建筑模型。通过学习，学生对于地震的认识进一步加深，掌握了防震和抗震的相关技能。此外，学生学会从错误中学习、学会与他人平等的讨论与交流，并最终完成他们的设计作品。

五、小结

创客教育落地于教学，无疑是未来几年创客教育进一步发展的重要方向。目前许多已有研究，大多停留在创客教育的概念引入和理论探讨方面，实践层面的探索虽有涉及但仍然相对薄弱。未来设计型学习如何推动创客教育融入教学，具体教学流程，学习策略、学习评价等方面，亦仍需进一步探索与实践，上述问题将是创客教育进学校、进课堂的关键，我们将持续跟踪和介绍设计型学习在创客教育中应用的新进展。

参考文献

[1]    [4]祝智庭,孙妍妍.创客教育:信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育,2015(1): 14-21.

[2]    龚志武,吴迪,陈阳键等.新媒体联盟2015地平线报告高等教育版[J].现代远程教育研究, 2015 (2):3-22.

[3]    郑燕林.美国高校实施创客教育的路径分析[J].开放教育研究, 2015(3):21-29.

[5]    杨刚.创客教育:我国创新教育发展的新路径[J].中国电化教育,2016(3).

[6]    王旭卿.面向STEM教育的创客教育模式研究[J].教育科学文摘,2015(8):92-93.

[7]    杨现民,李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].教育科学文摘,2015(3):94-96.

[8]    傅骞.基于“中国创造”的创客教育支持生态研究[J].中国电化教育,2015(11):6-12.

[9]    Kolodner J L, Crismond D, Gray J, et al. Learning by design from theory to practice[A]. Proceedings of the International Conference of the Learning Sciences[C]. Charlottesville, VA: AACE, 1998:16-22.