创客学习空间提升自我效能感的效果研究

严大虎，王卫斌，李雨婷

江南大学教育信息化研究中心， 江苏 无锡 214122

1 问题提出

随着创客运动席卷全球，创客与教育结合，萌生了创客教育这一新兴的教育理念，并呈现出良好的发展趋势。创客空间作为创客教育开展的主要学习环境，是培养学习者创新和实践能力的重要场所[1]；《地平线报告》连续三年(2014—2016)提及创客空间及其在教育中的应用[2]，并在2015年高等教育版中明确指出，创客空间将在未来2—3年对高等教育产生重要影响[3]，已有研究也表明，创客空间在高等教育中的建设与应用，能够为学校教育变革创造条件，为高校人才培养提供实践平台，实现高水准的创新创业人才培养[1,4-5]。但已有研究大多从理论层面探讨了创客空间对学生学习兴趣、创新和动手能力等方面的促进作用，忽视了学习过程中学生的主观能动性，只有少部分学者从学习者采纳行为意向方面思考了创客空间的建设与推广方式[6]，并且创客空间的建设需要投入大量的人力资源和软硬件环境资源[7]，如果创客空间使用效果不佳，会造成极大的资源浪费。因此，该研究从自我效能感的角度出发，探讨了创客空间提升学生自我效能感的具体效果与主要因素。

2 相关研究

2.1 创客学习自我效能感的内涵与结构

自我效能感由美国心理学家Bandura最早提出来，是指人们对自身完成某项任务或工作行为能力的信息或信念，是个体对自己是否能够成功地进行某一成就行为的主观判断，其主要影响着个体的行为选择、动机性努力、认知过程和情感过程四个方面[8]。学习自我效能感在此基础上引申而来[9]，作为个体的一个主体因素，边玉芳从Bandura的“三元交互作用论”与自我效能理论出发，认为学习自我效能感的结构包括个体本身的“努力感”“能力感”、个体对环境的“环境感”、以及个体对行为的“控制感”四方面，如图1所示。其中，B是指人类行为，P是指个体因素，E是指环境因素，ASE是指学习自我效能感[10]。谢幼如团队在研究网络学习时，从这四个维度出发，编制了网络学习自我效能感量表，并对网络学习中自我效能感进行了一系列研究[11-12]。因此，该研究认为，在创客学习中学习者的创客学习自我效能感(maker-learning se- lf-efficacy，M-LSE)是指个体对自己能在创客学习活动中取得成功的信念，是个体对自己使用信息化技术工具完成创造、协作、分享等学习任务的能力的一种主观判断。其中，“能力感”是个体对自身完成创客学习所需的能力的认识；“努力感”是个体对自己能否进行努力学习的认识；“环境感”是个体对创客学习环境的感受和把握感；“控制感”是个体能否对创客学习活动和学习行为进行控制的感受。

图1 学习自我效能感结构图

2.2 创客空间的功能与作用

创客空间是创客聚会、活动和合作的场所，是开放交流的实验室、工作室、机械加工室[13]，是创客进行创新创意分享、转化与实现的物理空间载体。与偏重创新、创业的社会化创客不同，学校中的创客空间作为一种特殊的创客空间，在继承社会化创客空间结构功能的基础上，形成了符合学校教育培养需求的独特特征，从环境、资源与技术、交互和评价四个方面支持学生创新学习的实现[1]，为学生参与不同创客学习项目，运用技术和非技术手段发现问题、表征问题、形成解决方案以及实施解决方案提供了一个场所，以培养其自主学习、探究、协作、创新和实践等方面的能力[13]。其建设模式主要有开放实验室、社区整合、图书馆创建、校企合作等四种典型建设模式[14]。

3 研究设计与实施

该研究为了探究创客空间提升学生自我效能感的具体效果与主要因素，采用了准实验研究方法，具体的研究设计与实施过程如下。

3.1 研究设计

3.1.1研究对象该研究选取的研究对象为江南大学教育技术学专业二、三年级选修《教育机器人》课程的共91名学生，实验开展时间为一个学期。

3.1.2实验方案该研究采用单组前测后测时间序列准实验研究，实验方案如下：自变量(X)为创客空间的应用，因变量(Y)为大学生学习自我效能感。整个实验一共进行了三次测量，分别是实验之前对被试进行前测，初步分析大学生学习自我效能感的初始水平，发现存在的问题为创客空间的建设和活动开展提供指导；然后根据前测结果中的问题有针对性地应用创客空间开展活动，以提升大学生学习自我效能感，在实验中期对被试进行一次测量，分析学生自我效能感的变化情况，并对创客空间进行调整；实验结束之后，再进行一次测量，作为后测结果。最后对三次测量数据进行分析，以检验学生自我效能感提升效果。

3.1.3测量工具研究所采用的测量工具，是该研究团队编制的“大学生创客学习自我效能感量表”。该量表是依据边玉芳所编制的学习自我效能感量表和谢幼如团队编制的大学生网络学习自我效能感量表改编而成[10,12]，问卷共有20个项目，包括能力感、努力感、环境感和控制感四个方面。采用李克特式五点量表的形式测量，“非常赞同”记5分，“赞同”记4分，“中立”记3分，“不赞同”记2分，“极不赞同”记1分。之后，随机选取了华东地区高校的268名在校大学生进行试测，根据试测回收的数据，利用SPSS软件对问卷的信度和效度进行了分析。采用Cronbach's Alpha内部一致性信度系数分析法，测得各个维度的Cronb- ach's Alpha系数分别为0.831、0.803、0.842、0.817，均大于0.8，表明量表的内在信度良好；同时整个量表的Cronbach's Alpha系数为0.843>0.8，表明该量表具有较高的可信度。采用因子分析法对该量表的效度进行分析，测得KMO值为0.734>0.7，Bartlett球型检验结果为0.000<0.05，表明该量表具有良好的效度。

3.1.4数据整理和分析采用SPSS 20.0软件进行实验数据的整理和分析，对学生三次问卷测试结果采用配对样本t检验和单因素重复测量方差分析，并对前测和后测2中各维度的得分采用配对样本t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

3.2 研究过程

3.2.1前测在课程开始之前，对课程参与者进行了前测，前测结果如下：学习者M-LSE初始得分为(59.3±4.4)分，最高值和最低值分别为78分和51分。大部分学生的得分分布在51～65分之间，其中超过均值以上人数为37人，占比为40.7%，说明大学生创客学习自我效能感的总体水平不高。有些题项平均得分较低，说明需要加强大学生在某些方面的培养。通过对前测数据的统计分析，总结出大学生M-LSE的现状与存在的问题如下：

①当前大学生M-LSE总体水平偏低，处于平均分以上的人数较少，有待进一步提升学生的创客学习自我效能感水平。

②当前大学生M-LSE存在的问题主要有：学习者对自己能够利用创客学习空间中的资源和工具进行动手创造的信念较低；学习者在创客学习空间中缺少进行创新的意识，习惯于对作品的模仿制作；在创客学习过程中，学习者将自己的作品展示分享给他人的信念较低，缺少对共享精神的体验。

3.2.2实验处理：应用创客学习空间提升创客学习自我效能感的教学针对前测发现的问题，该研究依托学校现有教育机器人实验室资源，从线上线下融合空间、组织创意创客活动、资源转化、提供开源制作工具、社群组建和跨界导师等几个方面入手，进行整合搭建面向机器人教学的创客学习空间。学习者可以方便地在线上线下讨论、交流、展示、分享自己的创意和作品等，利用各种学习资源和开源工具进行创意作品制作。在《教育机器人》课程中，应用创客空间开展了两轮教学行动，如图2所示。

图2 实验处理流程图

3.2.3第一轮应用行动初步应用创客空间，培训学习者在创客空间学习的基本技巧和方法，让学习者熟悉利用创客空间进行课程学习的学习环境和方法，探索创客学习自我效能感的初步提升效果。

3.2.4第二轮应用行动在对前测结果分析的基础上，结合上一轮应用后的效果，从“能力感”“努力感”“环境感”和“控制感”四个方面完善创客空间和教学，提升学生创客学习自我效能感。

3.2.5后测每轮行动研究之后都会对学习者进行一次“创客学习自我效能感”的测试，作为后测结果。

4 研究结果分析

实验结束之后，通过对三次测试的数据统计分析，从总体水平变化情况和各维度变化情况综合分析创客空间提升大学生创客学习自我效能感的效果，具体情况如下：

4.1 总体水平提升效果分析

对三次测试的数据进行统计分析，结果显示：学习者的三次自我效能感测验得分整体呈上升趋势，后两次得分高于前测得分，第三次得分高于第二次得分，如表1所示。后测1与前测、后测1与后测2的检验P值分别为0.019、0.004，均<0.05，前测与后测2之间的检验P值为0.000，<0.01，说明前测与后测1、后测1与后测2、前测与后测2的差异有统计学意义。综上所述，应用MLS能够逐步提升大学生的M-LSE，并且MLS对大学生M-LSE的提升有非常显著的效果。

表1 三次测试结果(n=91)

注：表示P<0.05；”表示P<0.01

4.2 各维度提升效果分析

通过对具体各维度题项得分变化的统计，分析大学生M-LSE各维度提升效果，图3显示的是大学生M-LSE四个维度的三次测量平均分变化情况。

图3 四个维度平均分变化情况

4.2.1能力感提升效果分析图3所示，大学生创客学习自我效能感的“能力感”方面有很大的提升，通过将“能力感”前测成绩与后测2成绩之间进行配对样本t检验，如表2所示。结果显示：前测与后测2之间的检验P值为0.013<0.05，说明前测与后测2的差异有统计学意义，学生创客学习自我效能感的“能力感”得到了显著提升。对各题项平均分进行统计发现，“创客学习对我来说很容易”“我自信通过创客学习能够取得良好的学习效果”“动手制作作品对我来说很容易”和“我经常能够提出一些很好的想法”，这几题的平均得分在两轮的应用行动之后，都从3.5以下提升到了3.5之上。

表2 各维度前测和后测2得分(n=91)

注：表示P<0.05；”表示P<0.01

4.2.2努力感提升效果分析图3显示，大学生创客学习自我效能感的“努力感”方面得分有所提高，“努力感”前测成绩与后测2成绩之间的配对样本t检验结果如表2所示。检验结果的P值为0.032<0.05，说明前测与后测2的差异有统计学意义，通过运用MLS，学生的“努力感”得到了提升。该维度的题项中“我会花时间和精力投入到学习活动当中，解决创客任务”平均得分也由前测的2.80提升到了3.38。已有研究表明激励措施和支持服务可以维持学习者的“努力感”，比如引入竞争和奖励机制等，在该研究中通过采用小组竞赛的创客活动形式，小组内团队协作，小组之间互相竞争，来维持学生的“努力感”。

4.2.3环境感提升效果分析图3显示，大学生创客学习自我效能感的“环境感”方面得分有明显提高，“环境感”前测成绩与后测2成绩的配对样本t检验结果为0.007<0.05，说明前测与后测2的差异有统计学意义，学生的“环境感”得到了显著提升。该维度的题项中“我熟悉整个创客空间的使用环境”“我经常将自己的作品展示分享给其他人”提升的效果非常明显，说明学生通过在创客空间中学习，对创客空间环境的认识和共享意识有了显著的提升。求助他人、帮助他人的意识和团队精神等三个方面也有明显的提升。整体来说，通过运用MLS，学生的“环境感”有了一定的提升，学生能够在创客学习空间中主动与同伴协作交流，与学生之间相互分享交换想法。

4.2.4控制感提升效果分析图3显示，大学生创客学习自我效能感的“控制感”方面得分有很大提高，“控制感”前测成绩与后测2成绩的配对样本t检验结果为0.016<0.05，说明前测与后测2的差异有统计学意义，学生的“控制感”得到了显著提升。在题项“我能够按照任务要求合理的制定学习计划”和“我能够根据自己制定的学习计划，按时完成任务”上，均提高到了3.5以上，说明学习者自身学习的把控能力还是非常强的，这也说明了学生在一个学期的创客学习过程中，已经养成了非常好地学习把控能力，能够非常好地安排学习计划，调整学习行为。总的来说，学生的“控制感”有明显的提升。

通过以上从整体和各维度对结果的分析，我们可以得出以下结论：应用MLS能够提升大学生M-LSE，提升效果非常显著；大学生M-LSE各维度的提升效果有所差异，但都有显著的提升。

5 创客空间提升学习自我效能感因素分析与建议

为了进一步分析创客学习空间提升大学生创客学习自我效能感的效果，发现影响大学生创客学习自我效能感效果提升的主要因素，完善创客空间和教学，在课程最后，每位学习者提交了一份“反思报告”，对整个学期的学习进行了回顾总结。

5.1 提升学习自我效能感因素分析

5.1.1能力感提升效果通过一个学期的学习，学习者在解决问题的自信心、动手实践、团队协作等方面有显著的提升效果。在他们的反思报告中，提到最多的是面对问题时的态度，“通过这学期的学习，锻炼了我们发现问题、分析问题和解决问题的能力，面对各种问题，我们都能非常自信地能够将其合理解决”。提升效果明显的还有团队协作能力，学生这样写到“在连续失败面前，大家的互相鼓励与打气，以及冷静的分析失败原因，在这门课中学到的合作与耐心是真真切切的”“在实践锻炼中提高了自己的团队协作能力和动手能力，其效果比普通的教育方式更为有效”“我们小组的成员在组装的过程中分工明确，查看参考资料、组装硬件等每一个环节都齐心协力，最后作品制作完成的那一刻我们都十分开心”。在创客学习空间中，学习者团队协作共同完成任务，整个学期下来，他们对团队协作有了非常深刻的体会，愉快的团队体验和协作能力的提升也使得他们对团队协作充满自信。

5.1.2努力感提升效果在努力感方面，有学生这样写到“活动过程中，我们自主探索、自主学习，新的学习方式和课堂形式丰富有趣，使我们的学习热情更加高涨；不同组之间的竞争，也在无形中激发了我们的学习斗志”。从学生平时的课堂表现和作品完成的情况也能够看出，学生在课程学习过程中非常努力，课上小组内部以及小组间积极的讨论，测试场地总是布满等待测试的学生，不断地进行测试、修改、测试；课下学生为了进一步完善自己的作品，希望自己的作品能够得到大家更多的赞赏，会在创客学习空间中继续学习。学生每次展示的作品都能够看出质量很高，花费了大量的时间和精力，并且充满创意的想法。有趣的学习体验和成功后的喜悦，让学生乐于为了学习而努力付出。

5.1.3环境感提升效果创客学习空间在这门课程的开展过程中起着非常重要的作用，为学习者提供了进行学习活动的主要场地，大量的创作和学习资源，以及课下沟通交流分享的场所。关于学习者环境感的提升效果，学生在反思报告中写到“一段时间的学习发现其实学习机器人也不是很困难，只要熟悉它的运动过程及代码编写形式，就可以让机器人实现自己设计的路线和动作”“这门课让我懂了一些知识，也让我懂得队友之间的团结是多么重要”“机器人教学以小组形式开始，机器人的学习、竞赛是一种团体学习的过程。需要我们团结协作，包容其他成员的缺点和不足，能够与他人进行有效的交流沟通，自己再亲手去纠正错误”等。学生在对整个创客空间的感受、求助他人的意识、帮助他人的意识以及团队精神等方面都有了显著的提升。

5.1.4控制感提升效果在创客学习空间中学习活动的开展，主要以学习者为主体，自主协作探究解决问题，将更多的学习主动权转交给学习者，教师在整个过程中起着指导和帮助的作用。对于这种与传统教授式课堂不一样的教学方式，有学生在反思报告中写到“课程学习中自己掌握着主动权，教师只是在适当时提供帮助和指导，这是对我们自我管理学习能力的一种锻炼，我们就是在不断出错、不断改正的过程中逐步成长”。“我们小组在协作过程中分工明确，一个人负责调试程序与测试机器人，一个人负责组装机器人，另一个人负责编写程序，大家按计划认真完成每一个任务”。这种将学习主动权交给学习者的教学方式，让学习者自己对自身的学习做出安排，对自我进行管控，是对学习者自我控制能力的培养。通过该次课程的学习，学习者觉得自我把控能力、抗干扰能力有了很大的提升，觉得自己有能力合理地安排自己的学习，并按照计划进行自我学习。

5.2 提升大学生创客学习自我效能感的建议

根据该研究中学习者创客学习自我效能感提升效果和创客空间使用情况，对利用创客空间开展创客教学活动，提升大学生创客学习自我效能感提出了如下建议：

5.2.1教师发挥引导作用，提升学生的社会存在感和能力感在创客学习空间中，学习者是主要的参与者和使用者，教师起引导和帮助的作用。在方法上，教师要引导学习者先熟悉基本操作，明白实验步骤，再开始动手操作。盲目的操作不仅会浪费时间，导致实验失败，就算凑巧成功，也是糊里糊涂，一知半解；提前熟悉学习资料，掌握理论知识，不仅能加快实践，也能够在遇到问题时更好地解决。在态度上，要鼓励学生坚持尝试勇于创新，在完成布置的任务基础上，能够自主创新，尝试自己提出问题，并设计实验解答。

5.2.2进一步完善创客空间功能，有力支持学习者创客学习创客空间是学习者进行创客学习活动的主要场地，其功能的完善程度和学习活动的开展实施有着直接的联系。在大家的反思中，许多人提到了机器人电量消耗严重影响了调试效果，例如：吴学生在反思中提到“我们的机器人在试验过程中电量大量损耗，只能不断地调整参数，才能够完成正常的实验”。还有许多人提到由于实验器材长期使用，导致机器人硬件受到损坏，传感器灵敏度降低，感应能力变差。定期检查硬件设备，及时更新，解决创客空间中硬件设备问题，以保证创客学习活动的顺利开展。

5.2.3注重个体的自我个性发挥，在实践中体会自我成就感每个人都有属于自己的不同个性，这些个性会体现在生活的方方面面。在创客学习过程中，不同学习者的个性会在作品中体现。智能机器人课程给予了学习者无限的想象力，学习者可以按照自己的个性发挥创新创造能力，将自己的想法融入到作品中，在动手实践的过程中体会自我成就感。李学生在反思中写到“要搭建完成一个机器人，需要经过反复的实践，花大量时间动手操作，但是当看到融入了自己创意想法的作品完成，并达到了预想中的效果时，就会特别有成就感。在不断成功实践过程中，自信心得到了极大的鼓励”。该研究从创客空间促进学生自我效能感的角度出发，采用准实验研究，在《教育机器人》课程教学中设计和运用创客空间，探究创客空间提升学生自我效能感的具体效果与主要因素。研究结果表明，应用MLS能够提升大学生M-LSE；各维度的提升效果虽有所差异，但都有显著的提升。通过分析“反思报告”，从学生自我感受的角度发现学生解决问题、团队协作、动手实践、自主学习、适应环境的能力，分享交流、互帮互助、创造创新的意识等方面的提升，对学生创客学习自我效能感的提升具有明显的促进作用。文章最后结合创客学习自我效能感提升效果和创客空间使用情况，从学习者、教师和创客空间三个方面提出了相应的建议，以期为创客活动的开展提供借鉴。