创客教育促进初中生核心素养形成路径的实证研究

王牧华　商润泽

摘要：创客教育通过创客空间为初中生的核心素养发展提供物质基础和价值引领，并通过促进初中生学习方式的转变，为学生核心素养的形成提供实现路径。基于此研究假设，该文采用问卷调查等实证方法，通过差异分析证实了创客教育在促进初中学生学习方式转变，核心素养形成过程中的显著作用;并通过路径分析证实了创客教育对初中生核心素养形成的影响机制。

关键词：创客教育;学习方式;核心素养;路径分析

中图分类号：G434 文献标识码：A

一、研究背景

党的十九大报告指出：“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”。实施国家创新驱动发展战略，建设创新型国家是我国实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的战略选择。加快教育现代化，建设教育强国，则是实现这一战略选择的重要路径。《教育信息化“十三五”规划》提出要“深化信息技术与教育教学的融合发展，从服务教育教学拓展为服务育人全过程”，要求“有条件的地区积极探索信息技术在‘众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用”。这就要求我们必须以创新为导向，营造创新环境、激发创造精神、鼓励创新思维、培养创新能力、追求创新成果，积极探索创新人才培养的模式创新。创客教育继承项目教学法、做中学、探究学习等以学生为中心的教学思想，借助与信息技术的融合，开拓了创新教育的实践场。中小學创客教育的开展，正是回应深化教育改革创新这一时代需求的前瞻性教育探索，创客教育的开展势必对我国基础教育领域产生积极影响。

二、创客教育促进初中生核心素养形成的理论逻辑与路径分析

（一）创客教育促进初中生核心素养形成的理论逻辑

创客指的是一类具有一定专门领域的知识储备、具有创新、实践和交流意识的人，他们出于自己的兴趣爱好，在一定的技术支持下将创意转变为现实。创客运动被视为一种重塑教育的新方法和新路径，创客教育即创客运动在教育领域的深化。创客教育以创新人才培养为重要目标、以项目学习为主要形式，是一种技术支持的基于创造的学习。创客教育以创客空间为基本载体，将创客空间应用于学习环境的重构过程中，“以建构主义学习理论、基于问题的学习、项目学习法、自主学习等多种教育理念为指导，在创造性实践活动过程中开展教育，助推教师与学生的角色转变”。对于创客教育的重要作用，研究者们从不同角度给予了高度评价，并主张发展具有我国特色的创客教育，祝智庭等人强调创客教育应该“继承创新教育的理念，以培养学生的创新意识、创新思维和创新能力为目标”;杨现民等人提出“可以从两个角度去理解创客教育：一种是‘创客的教育，旨在培养创客人才;另一种是‘创客式教育，旨在应用创客的理念与方式去改造教育，但无论是‘创客的教育还是‘创客式教育，最终的教育目标是一致的，即培养具有创新意识、创新能力和创新思维的创新型人才”;何克抗综合二人观点，认为我国的创客教育应当按照自身的理念与模式，即具有中国特色的理念与模式，而非西方现有的理念与模式，快速、健康地持续发展。

核心素养包括“科学精神”“责任担当”“人文底蕴”“健康生活”“学会学习”和“实践创新”六大素养。创客教育融合杜威“做中学”、项目学习法等教育理念，学生以解决生活实际问题为项目任务，有助于学生学习动机的激发，同时创客教育的学习活动与课程设计有助于学生稳定的学习意志的形成与学生自主学习能力的提升;其次，创客教育要求学生分组合作，根据目标任务，运用跨学科知识，利用综合实践手段完成实际产品作为所学知识的产出，有助于学生协作交流能力、创造能力以及动手实践能力的提高;再次，创客教育强调对学生“工匠精神”与“批判性思维”的培育，其中，工匠精神在创客活动中表现为对作品极致的追求、对细节的打磨探索、对创作的全身心投入和对作品负责任的态度，批判性思维则要求学生有意识地对创客活动进行评判，用审视的眼光看待问题，并能准确把握、合理推断、多角度考察、评定价值、预测后果，有助于学生责任意识的培养与严谨求实科学精神的形成。此外，创客教育以解决与生活密切相关的现实问题为项目任务，帮助学生健康生活。

（二）创客教育促进初中生核心素养形成的理论路径

创客教育采用基于项目的学习方法，与基础教育教学中的“自主学习、合作学习、探究学习”等学习方式具有内在一致性，能够与教育现实相契合，具有较强的现实性。自主学习要求学生自主设定学习目标，自主调节自身认知、动机和行为，合作学习主要强调学生在学习过程中应积极的协作、交流、共享。探究学习则主要指向学生科学探究能力、创新实践能力、建构学习能力的培养。

学会学习核心素养属于自主发展领域，包括乐学善学、勤于反思和信息意识三个基本要点，涉及到学生学习兴趣、学习习惯以及自主学习等内容;实践创新核心素养属于社会参与领域，涉及到提出问题、运用新兴科技解决问题等探究教学的相关内容;科学精神核心素养属于文化基础领域，包括理性思维、批判质疑和勇于探究三个基本要点，涉及到好奇心、想象力、批判意识、理性思维以及探索精神等主要内容。

不难看出，中国学生发展核心素养与创客教育的育人目标在一定程度上不谋而合。由此，我们认为初中阶段创客教育的实施有助于学生的学习方式向自主学习、合作学习和探究学习方向转变，进而积极推动初中生“学会学习”“实践创新”和“科学精神”三大核心素养的发展，提出创客教育促进中生核心素养形成的理论模型（如图1所示）。

为更好地揭示创客教育对促进初中生学习方式转变的实际效果，研究其对初中生核心素养形成的影响作用机制，本研究基于调研数据进行实证研究，分析创客教育对初中生核心素养形成的实际影响与影响作用机制。中小学创客教育“尚未形成成熟完整的课程体系，依旧处于较为松散的新兴科技应用阶段，难以在学校的系统化教学中进行实践”。本研究有助于创客教育与传统初中教育的系统化结合，为初中生的核心素养发展提供物质基础和价值引领。

三、实证研究

（一）研究对象

本研究采用分层随机抽样的方法，以山东省青岛市某区两所生源、师资，学生家庭背景均极为相似的初中学校——C中学与S中学七、八、九年级学生为调查对象，从2所学校共选取475名初中生作为样本，发放问卷进行调查。其中，C中学实施创客教育进课堂，开展创客教学，全面实施创客教育，而S中学则是一所较为典型的传统初中学校，并未引入创客教育，教师教学中规中矩。通过调查班级班主任进行统一发放、当堂填写，因此研究者认为问卷调查结果较为可靠。本次调查共发放问卷475份，回收并剔除无效问卷后共有有效问卷442份，回收率为93.5%。调查对象基本情况包括性别、学校、接受创客教育时间等情况（具体分布如下页表1所示）。

（二）研究方法

本研究主要采用文献法与问卷调查法进行研究。研究者以创客教育、学习方式、核心素養为关键词，搜集相关研究文献，从中选取有用信息，分析创客教育促进初中生核心素养形成的理论逻辑，得到创客教育促进初中生核心素养形成的理论路径模型;研究使用自编问卷，在确定正式问卷后，以青岛市某区S中学、C中学七、八、九年级学生为研究对象，采用分层随机抽样的方法，共发放问卷475份。通过差异分析比较实施创客教育的C中学与未实施创客教育的S中学学生学习方式转变现状与差异，继而通过路径分析探究初中创客教育实施与核心素养形成两者间的具体维度内涵与关联，证明创客教育对于促进初中生学习方式转变，以及助推初中生科学精神、学会学习、实践创新三大核心素养培养的价值效用。

（三）研究工具设计

1.调查问卷结构设计

本调查使用自编问卷，采用李克特5点量表进行量化计分，研究者基于相关文献、理论及已有同类问卷，对部分已有相似问卷或量表进行改编和选用，形成问卷结构框架，之后又调整、修正量表题项的表达，并将意义重复或相近的题项合并，有歧义或不易理解的题项删除或修改，得出具体题项，经过反复讨论，最终形成研究调查问卷。其中，Q6、Q10为逆向题目，用于测试学生问卷填写真实度。其中，“创客教育外部条件”维度下题目，S中学学生无需作答。调查问卷具体如表2所示。

2.数据的收集与基本特征

本研究从C中学随机抽取200名初中生进行现场调查，对数据进行整理，剔除无效问卷，并对测谎题目进行逆向处理。基于样本数据进行信度检验，之后随机抽取其中120份样本数据，进行探索性因子分析，剩余80份样本数据，进行验证性因子分析。

（1）信度检验

为保证问题是同质且具备可回答性，对回收的调查数据进行信度分析。对本文数据做标准化处理之后，得到的问卷整体信度结果如表3所示，总体Cronbaeh系数为0.874，创客教育外部条件、自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力、创客教育实施效果各维度Cronbaeh系数分别为0.698、0.897、0.936、0.936、0.865，表明量表信度较好。

（2）探索性因素分析

进行探索性因素分析前，应先进行KMO与Bartlett球形检验。结果显示，量表的KMO值为0.847>0.8，球形检验的显著值为0.000。设定因子旋转办法为最大方差法，对于32个问题项，共产生32个因子，抽取特征值大于1的公因子，对得到的因子进行旋转，旋转在18次迭代后收敛，共聚合出5个公因子。“创客教育外部条件”解释变异量为10.970%，“自主学习能力”解释变异量为17.564%，“合作学习能力”解释变异量为23.346%，“探究学习能力”解释变异量为16.554%，“创客实施效果”解释变异量为15.174%，累计解释总方差变异量为83.608%，且正交旋转后的因素负荷量介于0.415至0.950之间。

（3）验证性因素分析

采用验证性因素分析对本研究测量模型的结构效度进行验证。在构建好测量模型后，利用极大似然估计法对模型的参数进行估计。得到五因子模型的路径图模型与数据的契合度较高，表明模型的整体拟合度较好（如表4和下页图2所示）。

从路径图2可以看出，各潜变量对其各测量指标的路径系数均较大，表明各测量指标对其潜在变量具有较高重要性。以“合作学习能力→Q15”为例，其标准化的回归系数值为0.77，表明潜变量“合作学习能力”对测量指标015的直接效果值为0.77。五因子模型的各项指标均在检验标准范围之内，达到较理想水平，模型与数据的契合度较高，表明量表的结构效度良好。综上所述，结合预调查数据的效度分析结果可知，该量表为测量有效工具，可作为正式测量量表。

（四）研究结果

1.创客教育对学生学习方式转变的差异分析

差异分析包括独立样本t检验与单因素方差分析两部分，其中，通过独立样本t检验，比较有无实施创客教育的两所中学学生在自主、合作、探究学习能力提升、核心素养形成方面的差异;通过单因素方差分析比较接受创客教育时间不同的C中学学生在上述四方面的差异。

（1）独立样本t检验

为了比较两个学校学生在自主学习能力，合作学习能力，探究学习能力以及核心素养形成程度方面的差异性，进行独立样本t检验（如表5所示）。

由表5可知，实施创客教育的C中学与未实施创客教育的S中学学生在自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力、核心素养四方面均存在显著性差异。进一步比较其均值，发现在核心素养方面，C中学均值为3.27，S中学均值为2.97，认为C中学学生在核心素养方面表现显著优7：S中学学生;同理，在自主学能力、合作学习能力、探究学习能力三方面，C中学均值分别为2.29、3.95、3.57，S中学均值分别为2.14、3.80、3.47，认为C中学学生在合作、探究学习能力方面表现显著优于S中学学生。由此，通过独立样本t检验发现，C中学学生在自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力与核心素养四方面的表现均显著优于S中学学生，表明接受创客教育的C中学学生自主、合作、探究型学习能力提升，核心素养形成现状显著优于未接受创客教育的S中学学生。由此，本文认为创客教育实施有助于初中生自主、合作、探究型学习能力提升，学习方式转变，核心素养形成。

（2）单因素方差分析

为了进一步验证C中学学生自主、合作、探究学习能力提升，学习方式转变，核心素养形成确与创客教育的实施相关而非其他因素所导致，以接受创客教育时间长短为标准，将C中学学生划分为接受创客教育一年以内、接受创客教育一到两年，接受创客教育两年以上三组学生，进行单因素方差分析：比较接受创客教育不同时间学生在自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力、核心素养四个维度上是否存在显著性差异（如表6所示）。

方差分析结果显示，学生自主、合作、探究学习能力提升，核心素养形成与创客教育实施呈显著相关关系，且接受创客教育时间长短与学生自主、合作、探究学习能力提升，核心素养形成成正比。以核心素养维度为例，在显著性水平为0.01下，接受创客教育一年以内、一到两年、两年以上的三组学生均值分别为3.35、3.49、3.54，呈上升趋势，认为初中生核心素养随着接受创客教育时间的增加而形成且提升。同理，自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力三维度均值亦均呈上升趋势，表明初中生自主、合作、探究学习能力亦随接受创客教育时间的增加而提升。即接受创客教育时间越长，初中生自主、合作、探究学习能力与核心素养表现越好。

综上所述，根据差异分析结果可知，创客教育实施有助于初中生自主、合作、探究学习能力的提升，学习方式转变，核心素养形成。

2.初中创客教育实施助推学生核心素养形成的路径分析

创客教育是实现创新能力提升和创新人才培养的有效途徑，这一观点在本研究的差异分析中，进一步得以验证。由差异分析结果可知，创客教育实施有助于初中生自主、合作、探究型学习能力提升，学习方式转变，核心素养形成。但是，创客教育对初中生核心素养形成的影响作用机制如何？为进一步探究创客教育推动初中生核心素养形成的作用机制，本研究基于文献分析，尝试通过梳理创客教育实施外部条件，初中生学习方式转变现状与学生核心素养三维度间理论逻辑关系，建立创客教育助推初中生核心素养形成的理论模型：创客教育实施助推初中生自主、合作、探究学习能力地提升，进而助推初中生核心素养的形成，通过路径分析验证模型的合理性。

（1）假设模型路径分析

根据初中创客教育实施助推学生核心素养形成模型的假设，利用AMOS20.0分析初中创客教育助推学生核心素养形成的路径（如图3所示）。

根据假设模型的输出结果，本假设模型中的路径系数均达显著，且假设模型与样本数据可契合，因而不考虑路径系数增减。由此，认为创客教育实施有助于初中生自主、合作、探究学习能力提升，学习方式转变，进而助推初中生核心素养形成的目的。

（2）创客教育实施对初中生核心素养形成的影响效果

从图3路径模型中，可以发现：（1）“自主学习能力”“合作学习能力”“探究学习能力”三个层面均对学生核心素养形成具有直接影响。以“自主学习能力”层面为例，初中生自主学习能力提升对初中生核心素养形成的影响效果值为0.18;其他两个层面，学生“合作学习能力”“探究学习能力”对初中生核心素养形成的效果值分另0为0.24、0.16。（2）就创客教育外部条件对学生自主、合作、探究学习能力的影响来说，“创客教育外部条件→自主学习能力”“创客教育外部条件→合作学习能力”“创客教育外部条件→探究学习能力”三路径系数分别为0.15、0.17、0.21。由此认为创客教育实施，对学生“自主、合作、探究学习能力提升”，学习方式转变具有重大的助推意义，而创客教育实施过程中，有助于创客教育实施的外部条件，即创客空间的建设是不可或缺的。

综上所述，初中创客教育实施，有助于初中生自主、合作、探究学习能力提升，学习方式转变，进而对初中生核心素养的形成产生显著地影响力。由此，得出“创客教育实施促进初中生核心素养形成”的具体作用机制：创客教育实施，助推初中生自主、合作、探究学习能力的提升，学习方式转变，进而促进初中生核心素养形成。

四、讨论与分析

（一）初中生核心素养发展离不开创客空间的重要平台

创客空间具有DIY导向、工具可及、开放共享、属性多样的特点，是创客教育开展的重要外部条件，是学生核心素养发展的重要平台，它为学生核心素养的发展提供了物质保障和创新文化导向。创客空间是创新活动的空间载体，它拥有丰富的创新资源，具有良好的创新环境，具备较强的创新能力，产生大量的创新成果，建立起科学的制度机制，是一种重要的开放式创新平台。近期，国家文件对于创客空间建设提出了新的要求：“创新创业资源共享平台更加完善，市场化、专业化众创空间功能不断拓展，创新创业服务平台能力显著提升”。这一方面对广大中小学的创客空间建设提出了新的要求，另一方面也为中小学的创客空间建设提供了良好的政策支持，为中小学创客教育的开展提供了新机遇。

关于创客空间的建设，祝智庭指出“创客空间不仅是实践者开展创客项目的实体空间，还应包含为实体空间的实践提供服务支撑的虚体”。王德宇等提出“国内创客空间运行的不同模式：兴趣团体、项目孵化与加速、技能培训、专业工艺、社交空间、企业家资源导入、学校支撑”。在建设学校创客空间过程中，其实应多方共同发力，学校可向企业寻求投资，设立创客奖项，为创客空间建设奠定坚实物质基础;同时可与社会创客团体合作，聘请专业创客，与学校优秀教师合作教学，为创客空间建设配备强大师资力量;此外在配备开源软硬件制作工具的同时，亦应加强线上创客空间的建设，构建线上线下互联互通的融合空间。

（二）初中生核心素养形成需要创客教育与传统课堂的有机融合

本研究证实了创客教育可以为中国学生发展核心素养在初中教育领域的落地提供强有力的“抓手”和“路徑”，分析了创客教育促进初中生核心素养形成的实现路径。研究者根据实证研究所得结果，发现创客教育有助于提升学生自主、合作、探究学习能力，促进初中生核心素养形成。这是由于创客教育作为一种问题导向式的教育，不同于传统教育中教师通过课堂教学、知识灌输、布置习题的方式帮助学生掌握单一学科知识点，而是给学生提供了一种基于创造的学习机会，让学生在不断地问题解决过程中，提升学生学习能力，促使学生“学会学习”、并促进了学生“实践创新”和“科学精神”的培养。

那么，如何将创客教育与传统课堂有机融合，以促进初中生核心素养形成？在课堂建设方面，相关学者探讨了学校创客教育开展的有效实现路径，对现有的教室环境进行改造，通过提供必备的创造工具和设备，使创客走进课堂;在教学方式方面，有学者指出：“创客教育倡导学生实践创新、科学精神等学生核心素养培养，为STEAM教育的变革提供了方向引领，创客教育与STEAM教育的有效融合，以创新能力为引领，开展创客式教学，有助于学生核心素养全面发展”;此外，有学者认为应以创客教育环境为基础，以提升学生学习与创新能力为核心，从师生活动视角出发构建面向创客教育的设计型学习模式。研究者认为，欲推动创客教育与传统课堂的有机融合，首先应基于对传统课堂资源的整合，构建学生接受创客教育与实践学习的场所，其次应帮助教师完成由“传输者”向“引导者”的角色抓变，教师在教学过程中切忌盲目重视创客教育而忽视科学的教育设计，学科知识在创客教育实施过程中的融合注入尤为重要。同时我们亦应注意到，虽然创客教育是时代发展和教育变革的产物，对我国传统教育变革有着有至关重要的作用，但其并不是“万能良方”，不能解决所有教育问题。教育是一项的复杂的系统工程，只有将多种先进教育理念有机整合，与时俱进方可真正实现教育的全面革新。

五、结语

何克抗指出《教育信息化2.0行动计划》的贯彻落实离不开中国特色创客教育体系的实施与青少年核心素养的有效培养。在本研究中，我们仅确认了创客教育与“学会学习”“实践创新”和“科学精神”三个核心素养的内在联系，并没有发现它与“人文底蕴”“责任担当”和“健康生活”等核心素养之间的逻辑关联。加之创客教育作为一种新的教育形态，正处于不断地发展完善之中，它的发展并不是要取代现有的传统课堂形式，而是需要与传统课堂有机融合，形成完整的教育生态，共同为初中生核心素养的发展提供教育支持。