基于设计性学习的创客教育：学习样态与实施框架

蒋雄超

【摘   要】创客教育与设计性学习均强调学习过程的情境化、设计性以及成果化。学校创客教育应以设计性学习为依托，构建学习样态与实施框架，其学习样态主要表现为问题解决学习、实践操作学习和团队合作学习;实施框架主要包括学习任务的理解与分析、方案设计的表达与优化、实物作品的创制与改进、量规评价的设计与分析等部分。基于设计性学习的创客教育不仅发展了学生的创新实践能力，培养了学生的创客思维，而且也提高了教师的创客教育能力，为创客教育在普通学校落地提供了有意义的参考。

【关键词】创客教育;设计性学习;样态;实施

“互联网+”背景下，具有开源、开放、共享、合作的理念，以提高学生创新精神与实践能力为目的的创客教育成为教育领域关注的热点。创客教育并非传统的社团小组、综合实践活动，更不是一门学科课程，而是“以创造中学为主要學习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式”，强调实践创造的行为和精神，强调学习成果的物品化。创客教育与设计性学习均强调学习过程的情境化、设计性以及成果化。因此，依托设计性学习开展创客教育，通过设计来达成创客教育的育人目标具有明显的优势和可操作性，能为创客教育融入日常学校教育教学提供有意义的参考模式。

一、创客教育与设计性学习的关系

（一）创客教育与设计性学习具有共通的教育理念

创客教育是基于学生兴趣，通过项目选题、设计和实践的完整过程，培养学生跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。设计性学习的关键是“设计”，即学生在真实问题引领下，通过“设计”创制作品达成学习需求，其本身就是一种创造性解决问题的活动。由于两者均以“设计”作为学习中介，都强调在探究中解决问题等共性理念，因而设计性学习是开展创客教育的前提和基础。

（二）设计性学习为创客教育提供了可借鉴的模式

基于理念上的共性，设计性学习在具体方法和策略上为创客教育提供了参考。在设计性学习中，学生需要经历选题、分析、设计、实践操作等阶段，每个阶段都包含具体的目标与策略方法，凸显了创客教育“问题导向、设计解决”的活动思路和形成创客素养的过程。因此，依托设计性学习来开展创客教育，是推动创客教育“落地”的一条有效途径。

二、基于设计性学习的创客教育学习样态 

基于设计性学习的创客教育强调真实情境问题，强调学生主动探究与相互协作，在问题解决过程中实现多学科知识的综合运用与能力发展，呈现出问题解决学习、实践操作学习和团队合作学习等学习样态。

（一）基于问题解决的学习

基于设计性学习的创客教育，是以学生收集、运用资源的方法解决真实情境下的问题或完成现实任务，注重物化的成果实现。因此，教师要以观察生活、亲近自然、融入社会等维度提出真实的、有意义的、学生感兴趣的问题，进而在设计与创制的过程中，融合科学、技术、工程、数学等学科知识，促进学生发现问题与解决问题能力的发展。

（二）注重实践操作的学习

祝智庭教授指出：“创客教育实质上是一种‘Learning by Doing的升级版，是对已有实践导向、创新导向的各类教育样式的继承与发展。”基于设计性学习的创客教育，倡导学生动手实践，关注直接经验的“创中学”“学中创”，基于问题的设计、探究、创制、改进等环节，使学生在亲身参与中把握技术、流程、工艺等操作方式，体验过程，实现知识的应用与再获取。

（三）强调团队合作的学习

基于设计性学习的创客教育，为学生提供了多方位的实践操作、探究创意的空间与机会，在团队成员相互合作与支持中实现“创”的过程。团队成员在问题的驱动下参与实践，并在与其他成员的创意激荡、交流研讨、设计实践的过程中实现对知识意义的理解和建构，进而不断提升学生的团队合作能力。

三、基于设计性学习的创客教育实施框架

基于设计性学习的创客教育实践，鼓励学生运用已有知识、经验和技能，针对问题设计方案并开展活动，开展基于创造的多种学习，培养学生的解决问题能力、合作能力和创新能力。实施框架主要包括学习任务理解与分析、方案设计表达与优化、实物作品创制与改进、量规评价设计与分析等部分。

（一）学习任务的理解与分析

学习任务是基于设计性学习的创客教育的立足点，即任务设计要以真实情境问题为起点，使学生通过对问题的解构，理解其所蕴含的知识要点并开展方案设计和分析，做到知己知彼，推陈出新。

1.问题引领，理解挑战

设计性学习中的问题以劣构问题为主，旨在激发学生通过多条途径寻找解决问题方案的意识，帮助学生从多角度理解问题。如《电子报警器的设计与制作》一课，教师以“夏天夜间窗户开启导致的安全问题”引发学生思考：怎样帮助居民设计一个报警器呢？接着，教师出示报警器的实物，指导学生认识报警器的组成部分，通过小组研讨，充分认识报警器各部分的设计要点与联系。教师以问题为起点，但又不限于正确答案，通过富有启发性、创造性、真实性的情境问题，帮助学生明确任务挑战。

2.资料查找，设计分析

设计分析，是指清晰表达任务设想的过程，也是指借助信息的搜集与处理，阐述解决问题的步骤、要求、方法等的过程，是学生富有创造性的活动。

仍以《电子报警器的设计与制作》为例，在线下，学生围绕“夏天窗户开启的隐患”的问题，采用问卷、访谈等传统方式对学生、家长等群体开展调查研究;在线上，学生收集与活动相关的作品视频、图片等资料，了解相关部件的作用及工作原理;最后，学生借助信息化工具与传统方式查找到的资料，通过线上线下的融合学习，与同伴共同开展协作分析并分享设计信息。

（二）方案设计的表达与优化

方案设计的表达与优化是基于设计性学习的创客教育的关键部分，也是最具挑战性的环节。当学生明确了任务目标和限制条件后，就可以开始着手制订设计方案，获取相关反馈和建议，对设计方案进行修正完善。

1.创意构思，设计表达

设计表达是学生从需要实现的作品结构、功能、材料利用等方面出发，进行创意构思并尝试设计，提出解决问题的多个设想，制订符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案。

如在《环保小台灯》的设计中，学生先要根据前期的调查，了解用户需求，明确设计方向，如台灯的设计要体现环保与节能，可采用哪些技术与外观;其次，既要发挥团队中的个人特长，又要分工协作、相互启发，提出小台灯的多种创意构思并设计、绘制成草图;最后，根据可实现性、美观性、创造性和安全性等评估标准对小台灯的初步设计方案进行分析、比较，选出小组最佳创意方案。

2.协同对比，设计优化

“设计”是创客教育中的一项创造性活动，旨在通过设计对比与优化，促使学生个人与小组、新知与旧识、创新与改进等过程交叉融合，不断循环往复。

例如《LED小夜灯》一课中的设计，学生通过组间比较发现：将小夜灯的底座、支架、灯罩合为一体，整体效果更好;采用磨砂或半透明的灯罩可以使光线更柔和;选用低亮度LED灯能使灯光比较温馨等。于是，学生在小组最佳创意方案的基础上不断进行细化设计，确定了设计方案并进行全班展示，同时听取其他小组的建议，进行多次改进，不断完善，形成最终的设计。

（三）实物作品的创制与改进

基于设计性学习的创客教育应重视“设计”中的实践操作，应用多学科知识，创制出可视化的物品，并在不断改进中深化理解知识。

1.选择资源，分工制作

选择合适的工具、材料，以合作的形式开展学习是创客教育的重要保障。实物作品创制可采用学生机床、激光雕刻机、3D打印机、传统工具等的实践操作，使传统工具与现代工具紧密结合，实现学习成果的可视化，体现了工艺多样化、材料低成本、制作高效率的特点;同时，通过小组分工、同伴合作实现学习过程任务化，使学生在解决现实问题的过程中得到充分体验，提升学生的创造力和动手能力。

以LED小夜灯制作为例，学生使用3D打印机打印灯座，以发光二极管为光源，以运动检测传感器作为控制开关，用焊接及热熔胶等方式进行连接组装。在制作过程中，学生根据需要选择不同的材料、了解不同工具的性能和使用方法，结合软件与硬件设备，将习得的知识应用于具体操作中，在合作中实现作品创作。

2.测试改进，优化作品

通过测试可以检验学生所设计的作品在造型、结构和工艺等方面的科学性、合理性，发现存在的问题，有利于团队针对问题进行讨论，提出多种解决方案进行改进，直至形成最优设计与制作，提升学生应用知识解决问题的能力。

例如学生制作完成空气动力车后，从车轴长度、轮子数量、喷气管长度和方向、出气口大小、车身重量等方面进行测试，以了解设计的达成度并分析造成达成度低下的原因，借此理解技术对于创意与设计的影响。通过评估问题，学生再次回到设计，以小组讨论的方式更新设计或做出其他选择，再次制作后重新进行测试，在循环改进中不断优化作品。

（四）量规评价的设计与分析

基于设计性学习的创客教育其本质是面向真实世界的问题解决，其学习评价并不适合采用标准测试这一传统方法，而要结合过程性评价和总结性评价，综合运用多种方法进行评价。其中，量规评价的方式更适合创客教育中对学生的学习行为和表现的评价。

良好的评价量规，既包括反映各项标准的具体内容和活动概念生成的部分，也包括某些无形的方面。教师可以结合成果展示，开发设计创客学习评价表、问题解决评价表、创客作品评价表等量规评价工具，将学习目标的各个达成程度进行细化。通过量规评价帮助学生理解、分析个人在整个活动中的学习情况，帮助教师发现指导中存在的问题并进行后续改进。

以设计性学习为依托，构建学校创客教育的学习样态与实施框架，转变了教师“教”与学生“学”的方式，促使学生自主发現问题，并对问题开展设计分析与实践，发展了学生的创新实践能力，培养了学生的创客思维，提高了教师的创客教育能力，也为创客教育在普通学校落地提供了有意义的参考。

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（浙江省嘉兴市南湖区余新镇中心小学 314009）