申靜潔 趙呈領(lǐng)

摘要：創(chuàng)客教育為革新基礎(chǔ)教育教學(xué)理念與教學(xué)方法提供了可能。該文基于學(xué)科整合的視角構(gòu)建以學(xué)科素養(yǎng)、創(chuàng)客素養(yǎng)、綜合素養(yǎng)為核心，以“做中學(xué)”、探究式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為實(shí)施路徑，秉承教與學(xué)的系統(tǒng)性、創(chuàng)新空間開放性、學(xué)習(xí)過程協(xié)作性、創(chuàng)新能力發(fā)展性的原則建構(gòu)融前端設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)于一體的基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)模型。通過質(zhì)性與量化相結(jié)合的分析方法對(duì)學(xué)生五周學(xué)習(xí)結(jié)果分析如下：學(xué)科學(xué)習(xí)層面，學(xué)生知識(shí)記憶與理解、學(xué)科技能與文化顯著提升，形成求真探索、實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng);創(chuàng)客學(xué)習(xí)層面，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維處于較高水平，創(chuàng)新技能存在兩極分化，多數(shù)學(xué)生具有基于技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與基于創(chuàng)新的產(chǎn)品物化的創(chuàng)客素養(yǎng);綜合學(xué)習(xí)層面，學(xué)生在依據(jù)科學(xué)原理創(chuàng)新的綜合能力方面具有顯著性差異，半數(shù)學(xué)生形成根據(jù)知識(shí)原理創(chuàng)新實(shí)踐的綜合素養(yǎng);課程滿意度層面，學(xué)生認(rèn)為依托該教學(xué)模型的學(xué)習(xí)可以有趣地將知識(shí)與練習(xí)相結(jié)合，從而提升知識(shí)原理的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;學(xué)科整合;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)戰(zhàn)略雙重作用下催生的創(chuàng)客教育，為革新基礎(chǔ)教育教學(xué)理念與教學(xué)方法提供可能。創(chuàng)客教育是以培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力的學(xué)科核心素養(yǎng)為中心，強(qiáng)調(diào)在真實(shí)的情境中通過借助技術(shù)工具和平臺(tái)開展基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在對(duì)技術(shù)感知和運(yùn)用過程中形成工程思維、提升創(chuàng)新能力。創(chuàng)客教育以獨(dú)立的課程活動(dòng)形式進(jìn)入教育系統(tǒng)仍處于邊緣性介入，與學(xué)科課程相結(jié)合以解決理論性學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)與實(shí)踐性創(chuàng)客教育學(xué)習(xí)的割裂問題，是其走向教育中心的必由之路?；趯W(xué)科的整合與基于創(chuàng)客項(xiàng)目的整合是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育與學(xué)科課程常態(tài)化融合的兩條路徑?；趯W(xué)科的整合是以學(xué)科知識(shí)與原理為基點(diǎn)，將創(chuàng)客教育以模塊化形式嵌入學(xué)科教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐體驗(yàn)的支持下開展深度學(xué)習(xí);基于創(chuàng)客項(xiàng)目的整合是以解決生活問題而生發(fā)的創(chuàng)客項(xiàng)目為主線，在依據(jù)項(xiàng)目主題遴選相關(guān)學(xué)科內(nèi)容基礎(chǔ)上，重組不同學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，使其成為有機(jī)融合的整體。本研究以基于學(xué)科整合的視角構(gòu)建創(chuàng)客教育融入學(xué)科課程的教學(xué)模型，以科學(xué)課程中橋梁設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目為依托，嵌入創(chuàng)客教育中3D打印的橋梁建模內(nèi)容，開展為期五周的實(shí)踐研究，通過前后測的方式考察學(xué)生對(duì)科學(xué)原理的掌握情況，由課堂觀察法獲取學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)及綜合能力的數(shù)據(jù)，輔以對(duì)訪談內(nèi)容的分析得到學(xué)科學(xué)習(xí)層面，學(xué)生在知識(shí)記憶與理解、學(xué)科技能與文化方面顯著提升，形成求真探索、實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng);創(chuàng)客學(xué)習(xí)層面，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維處于較高水平，創(chuàng)新技能存在兩極分化，多數(shù)同學(xué)具有基于技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與基于創(chuàng)新的產(chǎn)品物化的創(chuàng)客素養(yǎng);綜合學(xué)習(xí)層面，學(xué)生在依據(jù)科學(xué)原理創(chuàng)新的綜合意識(shí)、綜合思維與綜合技能的綜合能力方面具有顯著性差異，半數(shù)學(xué)生形成根據(jù)知識(shí)原理創(chuàng)新實(shí)踐的綜合素養(yǎng);課程滿意度層面，學(xué)生認(rèn)為依托該教學(xué)模型的學(xué)習(xí)可以生趣地將知識(shí)與練習(xí)相結(jié)合，從而強(qiáng)化科學(xué)原理以提升學(xué)習(xí)效果。

一、創(chuàng)客教育與學(xué)科融合理論基礎(chǔ)

教育部《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》提出通過跨學(xué)科教育活動(dòng)整合相關(guān)教育內(nèi)容，提高學(xué)生問題綜合分析能力與解決能力。在此背景下，創(chuàng)客教育立足于通過跨學(xué)科的綜合項(xiàng)目使學(xué)生依據(jù)學(xué)科知識(shí)開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐活動(dòng)，在復(fù)雜問題解決與項(xiàng)目實(shí)施過程中培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)原理的探究與學(xué)習(xí)能力、學(xué)科內(nèi)容與生活經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用能力、創(chuàng)意設(shè)計(jì)與創(chuàng)造體驗(yàn)的創(chuàng)新能力、學(xué)科知識(shí)與創(chuàng)新能力融合的綜合能力。在創(chuàng)客教育與學(xué)科整合的初步探索階段，其課程設(shè)計(jì)與實(shí)施主要分為基于學(xué)科的整合與基于項(xiàng)目的整合兩種取向，且基于學(xué)科整合包含創(chuàng)客教育與STEM教育及創(chuàng)客教育與獨(dú)立學(xué)科整合兩個(gè)視角。研究者認(rèn)為創(chuàng)客教育與STEM教育的整合應(yīng)以工程為綱領(lǐng)，以技術(shù)為中心，以科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等為組成成分的框架結(jié)構(gòu)，但不同學(xué)科參與的凸顯程度與重要程度存在較大差異，在一定程度上違背了STEM教育跨學(xué)科融合的真諦。創(chuàng)客教育與獨(dú)立學(xué)科整合是以創(chuàng)客教育為工具，通過將創(chuàng)客教育的理念融入學(xué)科教學(xué)以輔助學(xué)生課程學(xué)習(xí)，但僅借創(chuàng)客教育之形于學(xué)科教學(xué)活動(dòng)，而忽視創(chuàng)客教育造物的實(shí)質(zhì)，使創(chuàng)客教育與學(xué)科整合處于片面化的理念融合狀態(tài)?；趯W(xué)科整合中的創(chuàng)客教育處于從屬地位，以內(nèi)嵌的方式融入課程教學(xué)，而基于項(xiàng)目的整合以創(chuàng)客項(xiàng)目為貫通相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的主線，通過對(duì)學(xué)科內(nèi)容的重構(gòu)消除學(xué)科壁壘以實(shí)現(xiàn)真正意義上的學(xué)科融合。楊維以學(xué)科主體為項(xiàng)目選擇依據(jù)，根據(jù)項(xiàng)目主題對(duì)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的授課課時(shí)與教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整，其設(shè)計(jì)方案雖具有跨學(xué)科教學(xué)的雛形，卻未能使語文、科學(xué)、美術(shù)、音樂等學(xué)科無縫融合。因此，創(chuàng)客教育與學(xué)科整合存在對(duì)整合方式科學(xué)選擇與正確定位的偏差、對(duì)創(chuàng)客教育融創(chuàng)新與造物于一體的本質(zhì)理解的偏頗等關(guān)鍵問題，是制約創(chuàng)客教育長足發(fā)展的重要因素。

基于學(xué)科整合與基于項(xiàng)目整合是創(chuàng)客教育接軌學(xué)科教學(xué)的兩條路徑，應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容選擇適切的方式接入學(xué)科課程，遵循由單一學(xué)科內(nèi)容生發(fā)項(xiàng)目的基于學(xué)科整合，在理念融合的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)客教育造物過程深化課程學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)思與行統(tǒng)一的原則，及高相關(guān)多學(xué)科內(nèi)容交叉的基于項(xiàng)目整合，通過消除學(xué)科界限使學(xué)生在創(chuàng)作的過程中培養(yǎng)多元視角與跨界思維的要求，根據(jù)對(duì)課程整合方式的定位與特征梳理得到如表1所示結(jié)果。

創(chuàng)客教育與學(xué)科整合應(yīng)依據(jù)具體課程內(nèi)容甄選適切的整合方式，按照表1設(shè)計(jì)原則組織教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生基于理論的創(chuàng)造能力與基于跨界思維的綜合能力?；趯W(xué)科的整合從學(xué)科視角出發(fā)，將理工科教學(xué)內(nèi)容（如橋梁的建設(shè)、動(dòng)力和力、地球的表面等）與工程化文科教學(xué)內(nèi)容（如信箱、趙州橋、果園機(jī)器人等）作為創(chuàng)客項(xiàng)目主題，使學(xué)生在知識(shí)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐過程中培植其基于科學(xué)探究的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與造物能力，形成創(chuàng)客文化與求實(shí)精神、傳統(tǒng)文化相交融的氛圍?；陧?xiàng)目的整合以多學(xué)科融合的工程項(xiàng)目視角重構(gòu)各學(xué)科內(nèi)部知識(shí)結(jié)構(gòu)與外部連結(jié)網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐過程中建立以項(xiàng)目為基點(diǎn)的發(fā)散性跨學(xué)科知識(shí)體系，并在體系構(gòu)建中提升以多元學(xué)科內(nèi)容為基礎(chǔ)的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)與創(chuàng)新能力互助協(xié)調(diào)發(fā)展。盡管兩條路徑在課程定位、學(xué)習(xí)目標(biāo)及教學(xué)設(shè)計(jì)等方面存在差異，但二者相輔相成地對(duì)分解的學(xué)科內(nèi)容擇以最優(yōu)化的整合方式，通過融入學(xué)科教學(xué)推動(dòng)創(chuàng)客教育與教育系統(tǒng)常態(tài)化融合的進(jìn)程。本研究從基于學(xué)科整合的角度出發(fā)設(shè)計(jì)由學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育的教學(xué)模型，通過考試評(píng)測與觀測評(píng)價(jià)的量化分析方法和過程評(píng)價(jià)、作品評(píng)價(jià)與態(tài)度訪談的質(zhì)性分析方法全面考察該模型的可用性與適用性，為培養(yǎng)具有系統(tǒng)知識(shí)、創(chuàng)新能力及融合二者的綜合能力的創(chuàng)新型人才指明方向。

二、創(chuàng)客教育融入學(xué)科課程路徑設(shè)計(jì)

（一）創(chuàng)客教育融入學(xué)科課程理論依據(jù)

1.創(chuàng)新教育

創(chuàng)新教育是在新時(shí)代背景下對(duì)教育目標(biāo)與培養(yǎng)理念重新定位——以創(chuàng)新意識(shí)為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技能為核心，促進(jìn)學(xué)生全面協(xié)調(diào)發(fā)展—一以促進(jìn)教育全局性、結(jié)構(gòu)性的革新。創(chuàng)客教育秉承創(chuàng)新教育的創(chuàng)新人才培養(yǎng)宗旨，通過外部因素相互作用使內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新組合的方式使學(xué)生在實(shí)踐中提升創(chuàng)客素養(yǎng)。創(chuàng)客素養(yǎng)是吸納創(chuàng)新教育之創(chuàng)新素養(yǎng)，依照創(chuàng)客教育創(chuàng)新與造物的本質(zhì)要求加以“本土化”而衍生的，包含求新探真的內(nèi)部心理傾向與積極渴望的內(nèi)部心理體驗(yàn)的創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)特靈活的創(chuàng)意構(gòu)思與理性辯證的分析能力的創(chuàng)新思維、新穎多元的問題解決方式與實(shí)踐體驗(yàn)的創(chuàng)物能力的創(chuàng)新技能，遵循以創(chuàng)新意識(shí)為本原、以創(chuàng)新思維為中心、以創(chuàng)新技能為歸宿的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)架構(gòu)。

2.“做中學(xué)”

“做中學(xué)”是在合適的學(xué)習(xí)環(huán)境中基于學(xué)生主觀認(rèn)知與客觀事物相互作用，使其通過實(shí)踐行動(dòng)掌握具體知識(shí)與使用方法以踐行知行合一的教育理念。創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)通過體驗(yàn)與實(shí)踐的創(chuàng)作過程內(nèi)化學(xué)科知識(shí)與工具使用方法，在升華學(xué)生對(duì)學(xué)科認(rèn)識(shí)與情意態(tài)度的過程中形成創(chuàng)客文化?！白鲋袑W(xué)”以人文課程工程化與理工課程實(shí)驗(yàn)化的方式融于創(chuàng)客教育，形成于求知中創(chuàng)新一在創(chuàng)新中探索一從探索中深化的實(shí)施方略，即將具有工程特征的人文課程內(nèi)容以情感為主線開展項(xiàng)目，使學(xué)生在感知內(nèi)里思想感情基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新造物的過程體味文化魅力;將具有實(shí)操特征的理工課程內(nèi)容以實(shí)驗(yàn)探究為主線開展項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)踐探索中發(fā)掘科學(xué)原理，在項(xiàng)目創(chuàng)作中檢驗(yàn)、運(yùn)用科學(xué)原理，使其在領(lǐng)會(huì)科學(xué)工程真諦的基礎(chǔ)上具備施行能力，成為融科學(xué)知識(shí)、創(chuàng)新能力、情感意志于一體的創(chuàng)新人才。

3.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是以現(xiàn)實(shí)環(huán)境中真實(shí)的開放性框架問題為驅(qū)動(dòng)，通過學(xué)生主動(dòng)探索與問題解決過程學(xué)習(xí)知識(shí)技能的一種動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)方法。創(chuàng)客教育以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為貫通創(chuàng)新教育與“做中學(xué)”教育理念的實(shí)踐載體，學(xué)生依據(jù)自定義的學(xué)習(xí)目標(biāo)與作品產(chǎn)出，以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)，在創(chuàng)客項(xiàng)目挑戰(zhàn)過程中深化問題理解、完善體系架構(gòu)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)融于創(chuàng)客教育是以學(xué)科內(nèi)容與真實(shí)世界復(fù)雜問題為項(xiàng)目主題，以開放性的概化項(xiàng)目為抓手，使學(xué)生以多元化創(chuàng)新視角確立項(xiàng)目切入點(diǎn)、細(xì)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，在小組協(xié)作的實(shí)踐體驗(yàn)過程中形成具有個(gè)性特色與應(yīng)用價(jià)值的創(chuàng)客成品。

（二）創(chuàng)客教育融入學(xué)科課程路徑設(shè)計(jì)

創(chuàng)客教育依托技術(shù)工具寓創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維于實(shí)踐行動(dòng)中，以創(chuàng)新性技術(shù)產(chǎn)品為項(xiàng)目目標(biāo)指向，使學(xué)生在遵從本心的創(chuàng)作設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)全人發(fā)展以促進(jìn)創(chuàng)客教育回歸教育之本真。基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)、學(xué)科素養(yǎng)、綜合素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，秉承教與學(xué)的系統(tǒng)性、創(chuàng)新空間開放性、學(xué)習(xí)過程協(xié)作性、創(chuàng)新能力發(fā)展性的原則組織以前端設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、以評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、以過程設(shè)計(jì)為重心的教學(xué)活動(dòng)，輔以各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要義構(gòu)建教學(xué)框架的概要模型（如圖1所示）。

該框架設(shè)計(jì)通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)使創(chuàng)新教育之創(chuàng)與“做中學(xué)”之行在以實(shí)體為思考對(duì)象、以技術(shù)為必要手段的基礎(chǔ)上進(jìn)行融合，作為學(xué)科課程與創(chuàng)客教育整合的基準(zhǔn)。前端設(shè)計(jì)從系統(tǒng)角度統(tǒng)籌學(xué)科內(nèi)容與成品創(chuàng)作的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，通過協(xié)調(diào)目標(biāo)、資源、環(huán)境等影響因素，建立基于學(xué)科課程的創(chuàng)客教育教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架。評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)秉承學(xué)生發(fā)展的全人教育理念，以課程標(biāo)準(zhǔn)為參照依據(jù)，通過考試、觀察、作品、問答、訪談的多樣化方法從學(xué)科知識(shí)技能、創(chuàng)新能力、綜合能力三個(gè)維度全面考察學(xué)生學(xué)習(xí)效果。過程設(shè)計(jì)依從項(xiàng)目開放性與實(shí)踐協(xié)作性原則，使學(xué)生在開放的創(chuàng)新空間中以個(gè)體意愿偏好生成教學(xué)具體內(nèi)容與實(shí)施路徑，通過互助協(xié)商使其在完成自定學(xué)習(xí)目標(biāo)過程中提高創(chuàng)新能力、知識(shí)運(yùn)用能力、綜合的問題解決能力。模型三元素以前端設(shè)計(jì)為過程具化與評(píng)價(jià)擬定的參考依據(jù)，以評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)為過程組織與前端搭建的行動(dòng)指南，以基于前端設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)支撐而開展的過程設(shè)計(jì)為前端修正與評(píng)價(jià)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)來源，通過創(chuàng)客素養(yǎng)、學(xué)科素養(yǎng)、綜合素養(yǎng)的目標(biāo)紐帶使三者互依互連，構(gòu)成基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)系統(tǒng)發(fā)展的共同體。因此，該教學(xué)框架立足于創(chuàng)客教育核心理念，以創(chuàng)新、發(fā)展與體驗(yàn)的視點(diǎn)從教學(xué)設(shè)計(jì)整體觀出發(fā)，將學(xué)科課程設(shè)計(jì)納入創(chuàng)客教育教學(xué)理念與學(xué)習(xí)環(huán)境，圍繞學(xué)科內(nèi)容抉擇項(xiàng)目主題與課程設(shè)計(jì)，使學(xué)科課程與創(chuàng)客教育形成相互包容的有機(jī)統(tǒng)一體。

（三）融合路徑的教學(xué)設(shè)計(jì)

本研究以創(chuàng)新教育理念為設(shè)計(jì)環(huán)境，依照基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)設(shè)計(jì)框架，使學(xué)生以探究的學(xué)習(xí)方式在項(xiàng)目創(chuàng)作過程中建立個(gè)體知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)科課程與創(chuàng)客教育雙重教學(xué)目標(biāo)（如圖2所示）。該模型以教學(xué)分析為基礎(chǔ)，以基于項(xiàng)目的創(chuàng)作為中心，從知識(shí)結(jié)構(gòu)分析、教學(xué)目標(biāo)確立、項(xiàng)目主題選取與資源環(huán)境和支架設(shè)計(jì)的前端分析、情境創(chuàng)設(shè)、課程教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐、成品測試、展示交流的過程設(shè)計(jì)及學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、綜合能力評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行建構(gòu)，使學(xué)生在基于知識(shí)原理的創(chuàng)新體驗(yàn)中提高其學(xué)科思維與實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及“學(xué)科-創(chuàng)客”綜合能力。

1.前端設(shè)計(jì)

創(chuàng)客教育的學(xué)科綜合性特質(zhì)要求教學(xué)設(shè)計(jì)者在剖析學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)與創(chuàng)客工具應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以全局意識(shí)遴選能夠在創(chuàng)客空間中踐行課程原理或思想主旨的創(chuàng)客項(xiàng)目，根據(jù)該項(xiàng)目主題構(gòu)建教學(xué)框架，為環(huán)境設(shè)計(jì)、資源設(shè)計(jì)與支架設(shè)計(jì)提供方向支持。知識(shí)結(jié)構(gòu)分析應(yīng)本著為創(chuàng)新實(shí)踐提供理論支撐的原則審查知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)點(diǎn)，重構(gòu)以創(chuàng)客項(xiàng)目為中心、以工程思維為脈絡(luò)的知識(shí)體系架構(gòu)，使創(chuàng)客教育與學(xué)科課程成為有機(jī)整體。教學(xué)目標(biāo)制定應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維與基于知識(shí)的實(shí)踐能力基礎(chǔ)上，關(guān)注學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、創(chuàng)客素養(yǎng)與綜合素養(yǎng)的全面發(fā)展。項(xiàng)目主題擇選應(yīng)秉承源于生活的真實(shí)性、創(chuàng)新空間的開放性、知識(shí)覆蓋的完整性準(zhǔn)則，在能夠統(tǒng)籌知識(shí)結(jié)構(gòu)與教學(xué)目標(biāo)的前提下，使之相互補(bǔ)充以共同組建基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)設(shè)計(jì)的框架雛形。環(huán)境設(shè)計(jì)是在滿足課程實(shí)施所依存的物理環(huán)境需求基礎(chǔ)上，依據(jù)創(chuàng)新、協(xié)作、開放的發(fā)展教育理念構(gòu)造空間布局以融入培養(yǎng)文化精神所必要的環(huán)境元素，為學(xué)生知識(shí)、能力、素養(yǎng)提升提供保障。資源設(shè)計(jì)是傳遞教學(xué)內(nèi)容與思想理念的載體，應(yīng)以啟發(fā)性、形象性、易懂性原則篩選、組織、制作教學(xué)材料，以簡短性、提示性、具體性規(guī)則設(shè)計(jì)開發(fā)學(xué)習(xí)資料，以必要性、多樣性、易用性準(zhǔn)則籌備創(chuàng)作原料，為基于項(xiàng)目的教與學(xué)提供全方位支持。支架設(shè)計(jì)需以開放的問題為支點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)新空間中探求創(chuàng)意的立足點(diǎn)與困境的突破點(diǎn)，使其在自我探究的過程中獲取基礎(chǔ)知識(shí)、提升創(chuàng)新能力、培養(yǎng)綜合素養(yǎng)。前端設(shè)計(jì)以分析單元結(jié)構(gòu)為發(fā)端，以創(chuàng)客項(xiàng)目為中心，在聯(lián)合教學(xué)目標(biāo)構(gòu)建教學(xué)框架的基礎(chǔ)上為環(huán)境設(shè)計(jì)、資源設(shè)計(jì)、支架設(shè)計(jì)提供明晰的方向和內(nèi)容支持。

2.過程設(shè)計(jì)

（1）真實(shí)開放的情境創(chuàng)設(shè)?；趯W(xué)科課程整合創(chuàng)客教育的情境設(shè)計(jì)應(yīng)以依托學(xué)科內(nèi)容衍生的創(chuàng)客項(xiàng)目為軸心，以趣味性生活化的教學(xué)理念為指向，遵循學(xué)生中心性、空間開放性、內(nèi)容全面性、文化融合性原則，通過劣構(gòu)性多元化創(chuàng)設(shè)方法營造具有文化底蘊(yùn)、開放發(fā)散的教學(xué)情境。首先，依據(jù)學(xué)生意志偏好從生活實(shí)際出發(fā)，探求具備趣味、新穎、真實(shí)、難度等驅(qū)動(dòng)因素的可塑情境;其次，創(chuàng)新是連接知識(shí)與實(shí)踐的樞紐，根植于開放的發(fā)展空間，因此，課程情境應(yīng)承襲創(chuàng)新的目標(biāo)理念，遴選、設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新培植土壤的開放空間。再者，情境是承載課程教學(xué)的軟環(huán)境，在引出教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上需統(tǒng)領(lǐng)教與學(xué)的全過程，全面覆蓋項(xiàng)目學(xué)習(xí)與創(chuàng)新體驗(yàn)所依附的知識(shí)技能;最后，將樂于創(chuàng)新、踐行創(chuàng)新的創(chuàng)客文化與科學(xué)求真、協(xié)作進(jìn)取的學(xué)科文化融合，無縫滲入學(xué)生創(chuàng)作過程以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、創(chuàng)客素養(yǎng)與綜合素養(yǎng)。

（2）基于問題的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)。課程教學(xué)是在學(xué)生知曉學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，以問題探究的方式檢驗(yàn)假設(shè)、探索真理，通過對(duì)研究結(jié)果陳述與分析進(jìn)行意義建構(gòu)的學(xué)習(xí)過程。由情境引出的學(xué)習(xí)主題不僅要激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，也需使學(xué)生將學(xué)科知識(shí)與創(chuàng)客實(shí)踐自然地建立聯(lián)系。目標(biāo)解讀從整體的視角將其分為不同難度梯度，以簡明語言分別闡述學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容、創(chuàng)客創(chuàng)作內(nèi)容、實(shí)踐內(nèi)容要求，使學(xué)生依據(jù)個(gè)體能力水平定位相應(yīng)目標(biāo)層級(jí)，針對(duì)性地開展學(xué)與創(chuàng)的課程活動(dòng)。學(xué)科課程內(nèi)容由教師以情境化拋錨的方法提出問題，學(xué)生以自我主導(dǎo)、動(dòng)手實(shí)踐的方式在教師追問與指導(dǎo)下，通過實(shí)驗(yàn)探究對(duì)問題假設(shè)提供科學(xué)論據(jù)，完成目標(biāo)內(nèi)容學(xué)習(xí)與知識(shí)體系建構(gòu)。知識(shí)梳理是在教師提供線索框架的基礎(chǔ)上，由學(xué)生自述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與發(fā)掘結(jié)果，通過總結(jié)歸納內(nèi)化為創(chuàng)新行動(dòng)的理論指南。

（3）基于項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐設(shè)計(jì)。創(chuàng)新項(xiàng)目開發(fā)包含依據(jù)科學(xué)原理的創(chuàng)作工具學(xué)習(xí)、由情境生發(fā)與原理支持的創(chuàng)新項(xiàng)目開發(fā)、基于資源反饋的深入創(chuàng)作三個(gè)環(huán)節(jié)。基于學(xué)科知識(shí)創(chuàng)新的工具學(xué)習(xí)以依托教學(xué)情境的課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，由學(xué)生確定學(xué)習(xí)創(chuàng)作工具所依據(jù)的子項(xiàng)目主題以設(shè)計(jì)作品框架雛形，通過集體擬定項(xiàng)目實(shí)施方案與講演模仿的實(shí)操練習(xí)的迭代循環(huán)過程，使學(xué)生掌握基于知識(shí)創(chuàng)作的實(shí)踐技能，經(jīng)提煉知識(shí)原理與項(xiàng)目創(chuàng)作的對(duì)應(yīng)關(guān)系和將創(chuàng)意構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)產(chǎn)品的工具運(yùn)用方法，強(qiáng)化學(xué)生根據(jù)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行項(xiàng)目創(chuàng)作的意識(shí)和能力。在領(lǐng)會(huì)課程內(nèi)容與創(chuàng)作技能的基礎(chǔ)上，使學(xué)生從項(xiàng)目主題所在的教學(xué)情境擇選適合其最近發(fā)展區(qū)的子項(xiàng)目內(nèi)容，由理念創(chuàng)新、功能創(chuàng)新、設(shè)計(jì)創(chuàng)新等方面以輻條發(fā)散的思維方式通過協(xié)作會(huì)話預(yù)制作品原形。線上虛擬創(chuàng)客空間是課堂教學(xué)與創(chuàng)新活動(dòng)的拓展與延伸，學(xué)生基于線上空間的學(xué)習(xí)資源，按照科學(xué)原理優(yōu)化原形或創(chuàng)作新品，通過非實(shí)時(shí)師生與生生作品交流反饋，引導(dǎo)其修正完善以形成具有科學(xué)理論支撐的創(chuàng)客成品。

（4）成品測試與展示交流?；趯W(xué)科知識(shí)創(chuàng)作的技術(shù)成品測試應(yīng)依從科學(xué)性、應(yīng)用性、適切性三個(gè)基本原則，以設(shè)計(jì)立意表述、制作過程自述、“原理一產(chǎn)品”解說的方式呈現(xiàn)學(xué)生作品，根據(jù)產(chǎn)品測試結(jié)果與設(shè)計(jì)者闡述使學(xué)生以頭腦風(fēng)暴的形式從學(xué)科知識(shí)原理角度出發(fā)分析現(xiàn)象產(chǎn)生原因，協(xié)商修正方案的可用性、合理性、最簡性，從而讓學(xué)生在項(xiàng)目陳述與討論交流中深化依據(jù)學(xué)科內(nèi)容創(chuàng)新的意識(shí)、依照學(xué)科知識(shí)設(shè)計(jì)的思維、憑據(jù)科學(xué)原理創(chuàng)作的能力，形成創(chuàng)有所依、學(xué)以致用綜合素養(yǎng)。

3.評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，應(yīng)秉成以學(xué)習(xí)結(jié)果為主導(dǎo)的過程性評(píng)價(jià)理念與基于評(píng)價(jià)量表的以觀察、交流、訪談等多樣化途徑對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)、創(chuàng)作過程、技術(shù)作品的多元化評(píng)價(jià)原則，從學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、綜合學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)三個(gè)維度對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行全面考察。學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)以學(xué)科素養(yǎng)為核心，從知識(shí)學(xué)習(xí)、技能練習(xí)與態(tài)度培養(yǎng)三方面考量學(xué)生知、行、意的課程學(xué)習(xí)狀態(tài)水平。創(chuàng)客學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)圍繞以工匠精神為核心的創(chuàng)客素養(yǎng)從創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技能三個(gè)層面對(duì)學(xué)生內(nèi)隱與外顯的創(chuàng)新品質(zhì)通過言、行、物進(jìn)行挖掘以客觀評(píng)測其創(chuàng)新能力水平。綜合學(xué)習(xí)是指學(xué)生能夠依據(jù)學(xué)科知識(shí)技能實(shí)施創(chuàng)新活動(dòng)以培養(yǎng)其跨界綜合的創(chuàng)新精神與能力，形成綜合素養(yǎng)的高階學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此，綜合學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)以綜合素養(yǎng)為中心，從融合意識(shí)、融合思維、融合技能評(píng)估學(xué)生綜合學(xué)習(xí)狀態(tài)水平。

在基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育模型設(shè)計(jì)中，盡管授課形式保留學(xué)科界限，使創(chuàng)客教育以外接模塊的方式嵌入課程教學(xué)，但學(xué)科課程與創(chuàng)客教育是相輔相成的整體，而非相互割裂的獨(dú)立個(gè)體。從表現(xiàn)形式上看，前端設(shè)計(jì)是在對(duì)學(xué)科內(nèi)容與創(chuàng)客教育綜合分析基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)客素養(yǎng)與綜合素養(yǎng)構(gòu)建教學(xué)框架;過程設(shè)計(jì)是以學(xué)科課程為基點(diǎn)，從創(chuàng)客教育視角將知識(shí)運(yùn)用與創(chuàng)新實(shí)踐相連接，即形成知識(shí)講授與過程演練、原理應(yīng)用與產(chǎn)品開發(fā)的交叉遞進(jìn)的螺旋結(jié)構(gòu)。從內(nèi)在本質(zhì)上看，基于該模型的課程教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)科學(xué)原理開發(fā)創(chuàng)造的能力與融合學(xué)科一創(chuàng)客的綜合素養(yǎng)為根本目標(biāo)，通過使學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中實(shí)踐、在實(shí)踐中創(chuàng)新的教學(xué)鏈條將學(xué)科課程與創(chuàng)客教育從內(nèi)里貫通，形成互為基礎(chǔ)手段的整合態(tài)勢(shì)。

三、創(chuàng)客教育融入學(xué)科課程實(shí)踐

（一）實(shí)踐背景

以武漢市某小學(xué)3D打印的創(chuàng)客課程為基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育模型應(yīng)用的教學(xué)環(huán)境，以科學(xué)教育出版社六年級(jí)上冊(cè)科學(xué)課程中形狀與結(jié)構(gòu)單元的橋梁建造為課程項(xiàng)目主題，按照?qǐng)D1所示的融合路徑與圖2所示的教學(xué)模型設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，開展為期五周的科學(xué)課程與創(chuàng)客教育的整合課。本文以該校五年級(jí)各班選修3D打印課程的21名學(xué)生為研究對(duì)象，在O2O創(chuàng)客空間中主要以合作探究、協(xié)作創(chuàng)造、成果自述與會(huì)話協(xié)商的方式展開學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過迭代修正使學(xué)生做出具有理論依據(jù)的創(chuàng)新作品。

（二）研究方法與數(shù)據(jù)收集

本研究以“臺(tái)燈”項(xiàng)目與“橋梁”項(xiàng)目分別作為前后測觀察數(shù)據(jù)來源，根據(jù)評(píng)價(jià)量表記錄課堂觀察法采集的學(xué)生課堂言行、創(chuàng)作過程、物化作品、線上交流等數(shù)據(jù)，通過前后測試卷考察學(xué)生橋梁相關(guān)知識(shí)的掌握情況，項(xiàng)目結(jié)束后以訪談法深入探析學(xué)生自我感知的學(xué)習(xí)結(jié)果及對(duì)該教學(xué)方法所持態(tài)度，結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析法、內(nèi)容分析法與數(shù)據(jù)挖掘法，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入剖析。統(tǒng)計(jì)分析法用于以班級(jí)為單位的整體視角，對(duì)橋梁知識(shí)前后測試卷結(jié)果與基于評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)與綜合學(xué)習(xí)的量表觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。內(nèi)容分析法是以個(gè)體為單位的局部視角分析學(xué)生對(duì)基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)模型的學(xué)習(xí)效果與滿意度的訪談內(nèi)容，通過以小見大的方式透視課程教學(xué)成果與潛在問題。數(shù)據(jù)挖掘法既從宏觀視角發(fā)掘產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的內(nèi)部影響因素，也從微觀角度揭示影響學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)效果的內(nèi)在機(jī)制，形成具有科學(xué)依據(jù)的教學(xué)策略，輔助基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)模型的有效實(shí)施。

（三）整體視角實(shí)踐效果分析

從科學(xué)期末考試試卷與教材內(nèi)容中篩選橋梁測試點(diǎn)構(gòu)成的前后測試卷總分均為33分，以圖2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)維度的末級(jí)指標(biāo)數(shù)為總分，依據(jù)課堂觀察法獲取科學(xué)學(xué)習(xí)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)與綜合學(xué)習(xí)的成績，通過SPSS 20.0軟件對(duì)學(xué)生橋梁知識(shí)前后測數(shù)據(jù)及學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、綜合學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的前后觀測數(shù)據(jù)，運(yùn)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)方法得到如表2所示的學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果統(tǒng)計(jì)量。

1.考試成績分析

當(dāng)學(xué)生未學(xué)習(xí)橋梁建設(shè)相關(guān)內(nèi)容時(shí)，其測試成績平均為12.95分（SD=4.092），學(xué)習(xí)結(jié)束后測試相同知識(shí)點(diǎn)的不同題目，學(xué)生平均成績?yōu)?3.24分（SD=3.649），這個(gè)差異是顯著的（t=-10.746，df=20，P=0.000< 0.05）?；趯?duì)教與學(xué)的過程分析，推測產(chǎn)生這一結(jié)果的原因主要由以下兩方面：意識(shí)層面上，使學(xué)生以橋梁工程師的身份思考橋梁建設(shè)整體流程及各方面影響因素，讓其從思想上接受3D打印不僅是運(yùn)用技術(shù)工具制作產(chǎn)品，而且是基于科學(xué)原理與生活實(shí)際創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有應(yīng)用價(jià)值的新穎作品，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性。教學(xué)環(huán)節(jié)上，通過學(xué)生自我總結(jié)的方式使其梳理科學(xué)知識(shí)與“操作-原理”對(duì)應(yīng)關(guān)系，深化其對(duì)學(xué)科內(nèi)容的理解。這一測試結(jié)果表明基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)模型能夠顯著促進(jìn)學(xué)生學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)，并在一定程度上表明使用該教學(xué)模型進(jìn)行學(xué)科學(xué)習(xí)可能是有效的。

2.學(xué)科學(xué)習(xí)觀測結(jié)果分析

學(xué)生以獨(dú)立的創(chuàng)客課程形式制作臺(tái)燈時(shí)，其學(xué)科學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為0.33（SD=0.730），以基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育的課程形式建造橋梁時(shí)，其學(xué)科學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為2.29（SD=1.271），前后學(xué)習(xí)結(jié)果具有顯著性差異（t=-7.192，df=20，P=0.000<0.05）。促進(jìn)這一轉(zhuǎn)變的因素有以下三方面：一是學(xué)習(xí)方式上，以學(xué)生為主體的探究式學(xué)習(xí)，通過小組協(xié)作開展實(shí)驗(yàn)探究、記錄數(shù)據(jù)、挖掘原理、陳述結(jié)論的學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的樂趣中自主構(gòu)建知識(shí)框架以促進(jìn)知識(shí)的長時(shí)記憶;二是教師引導(dǎo)上，在學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)過程中，教師通過提供腳手架使學(xué)生基于已有知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)述說橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，通過對(duì)知識(shí)的提取、再認(rèn)與組建加深對(duì)知識(shí)理解與再生;三是教學(xué)技巧上，在學(xué)科學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)作過程中有意識(shí)地使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析現(xiàn)實(shí)橋梁建設(shè)依據(jù)的原理，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用創(chuàng)新工具進(jìn)行再創(chuàng)造以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的記憶、領(lǐng)悟與運(yùn)用。

3.創(chuàng)客學(xué)習(xí)觀測結(jié)果分析

在臺(tái)燈項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中，針對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的創(chuàng)客學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為4.52（SD=2.272），在橋梁建設(shè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，學(xué)生創(chuàng)客學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為5.29（SD=2.217），學(xué)生在兩個(gè)項(xiàng)目中的表現(xiàn)差異不顯著（t=-1.504，df=20，P=0.148> 0.05）。通過對(duì)個(gè)體數(shù)據(jù)逐個(gè)篩查，發(fā)現(xiàn)編號(hào)為17號(hào)學(xué)生后測成績明顯低于前測，在刪除該學(xué)生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析，得出學(xué)生在臺(tái)燈項(xiàng)目中創(chuàng)客學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為4.40（SD=2.257），在橋梁建設(shè)項(xiàng)目中學(xué)生創(chuàng)客學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為5.40（SD=2.210），這一結(jié)果具有顯著差異性（t=-2.127，df=19，P=0.047<0.05），造成這一結(jié)果的原因主要有以下兩點(diǎn)：一方面在本研究開展之前已采用“基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)模型”中“基于項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐”的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行半學(xué)期的創(chuàng)客課程教學(xué)，學(xué)生在一定程度上已具備了創(chuàng)新能力基礎(chǔ)，進(jìn)而通過五周的綜合學(xué)習(xí)與創(chuàng)新體驗(yàn)未能使學(xué)生創(chuàng)新能力在此基礎(chǔ)上得到較大提升;另一方面受學(xué)生個(gè)體主觀因素影響，使對(duì)班級(jí)整體學(xué)習(xí)效果的數(shù)據(jù)分析因少數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、個(gè)體偏好、創(chuàng)新意愿等因素產(chǎn)生偏差，從而出現(xiàn)上述兩組相對(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4.綜合學(xué)習(xí)觀測結(jié)果分析

采用以創(chuàng)客教育融入學(xué)科教學(xué)的授課方式之前，學(xué)生在臺(tái)燈項(xiàng)目制作中的綜合學(xué)習(xí)觀測結(jié)果的均值為0.29（SD=0.717），運(yùn)用基于學(xué)科整合創(chuàng)客教育的教學(xué)方式后，學(xué)生在橋梁設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的綜合學(xué)習(xí)觀測結(jié)果均值為1.10（SD=1.300），后者顯著高于前者（t=-3.302，df=20，P=0.004< 0.05）。該結(jié)果有賴于在目標(biāo)導(dǎo)向、教學(xué)策略與教學(xué)指導(dǎo)合力強(qiáng)化學(xué)生綜合意識(shí)的基礎(chǔ)上提升綜合素養(yǎng)。一是目標(biāo)導(dǎo)向?qū)用妫涸谀繕?biāo)解讀環(huán)節(jié)向?qū)W生闡明創(chuàng)作要求為基于橋梁建造的科學(xué)原理，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新元素與應(yīng)用價(jià)值的橋梁，使學(xué)生有目標(biāo)、有抓手地開展學(xué)習(xí)活動(dòng);二是教學(xué)策略層面：在學(xué)生開始具體設(shè)計(jì)與創(chuàng)作之前，使其思考這些原理以何種途徑融于橋梁建設(shè)，并在實(shí)踐過程中使學(xué)生闡述設(shè)計(jì)依據(jù)，多角度、深層次強(qiáng)化“知識(shí)學(xué)習(xí)一創(chuàng)新體驗(yàn)一知識(shí)深化/再生”的學(xué)習(xí)意識(shí)與能力。教學(xué)指導(dǎo)層面，以“建造何類橋梁-運(yùn)用哪些原理-從哪些方面創(chuàng)新-運(yùn)用哪些工具-是否符合原理與實(shí)際-如何進(jìn)行修正和完善”的指引框架為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，促進(jìn)學(xué)生在其已有的基礎(chǔ)上得到提升。

（四）基于個(gè)體視角的實(shí)踐數(shù)據(jù)挖掘

以學(xué)生個(gè)體為分析單元對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述得到如下頁圖3所示個(gè)體學(xué)習(xí)結(jié)果。由圖可知學(xué)生在考試成績、學(xué)科成績、創(chuàng)客學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)四個(gè)維度均有所提升，其中學(xué)科學(xué)習(xí)提升顯著，創(chuàng)客學(xué)習(xí)相互交融，綜合學(xué)習(xí)有待深化。

1.學(xué)科學(xué)習(xí)：知、行、意的全面發(fā)展

由圖3可知學(xué)生在科學(xué)知識(shí)記憶與理解層面、科學(xué)原理探究與應(yīng)用層面均有較大幅度的提升。究其原因可知，“做中學(xué)”符合學(xué)生喜好動(dòng)手操作的天性，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)材料協(xié)作探究是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望與探索精神的重要手段，學(xué)生在知識(shí)挖掘過程中深入交流與結(jié)論解釋是促使其掌握科學(xué)知識(shí)技能與原理應(yīng)用、領(lǐng)悟科學(xué)文化與學(xué)科內(nèi)涵以培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)的有效途徑。以編號(hào)為1號(hào)、11號(hào)和19號(hào)為代表的高階成績水平的學(xué)生不僅能夠辨別運(yùn)用所學(xué)知識(shí)原理，而且在意識(shí)思想層面對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)由記憶考試轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q實(shí)際問題以改善生活，形成較高的科學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。以編號(hào)為9號(hào)和14號(hào)為代表的低階成績水平的學(xué)生缺乏踏實(shí)堅(jiān)毅、虛心求解的學(xué)習(xí)態(tài)度，在實(shí)驗(yàn)探究與產(chǎn)品物化過程中常旁觀評(píng)說他人行為而鮮少付諸行動(dòng)，以致對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容僅停留于知道層次，未能很好地掌握知識(shí)運(yùn)用的方法。

2.創(chuàng)客學(xué)習(xí)：“創(chuàng)”中“造”的技能提升

創(chuàng)客學(xué)習(xí)效果從創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技能三維度十層次對(duì)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)作、物化產(chǎn)品進(jìn)行全方位考評(píng)。由圖3可知有13名同學(xué)兩次評(píng)測成績?cè)趦煞种畠?nèi)上下浮動(dòng)，以11號(hào)為代表的6名同學(xué)后測成績比前測成績高3分及以上，以17號(hào)為代表的2名同學(xué)后測成績比前測成績低3分及以上，11號(hào)及17號(hào)同學(xué)前后測作品（臺(tái)燈為前測作品，橋梁為后測作品）如圖4所示。11號(hào)同學(xué)臺(tái)燈作品在較大程度是對(duì)家用臺(tái)燈的再現(xiàn)，對(duì)部分組件進(jìn)行一定創(chuàng)新設(shè)計(jì);橋梁設(shè)計(jì)則是將“年年有余”的寓意與東湖風(fēng)景區(qū)建設(shè)格調(diào)相結(jié)合，以“魚”喻“余”表達(dá)出對(duì)游客的美好祝愿。在與該同學(xué)交談過程中知曉培養(yǎng)發(fā)散性思維與創(chuàng)新技能以提升綜合創(chuàng)新能力是其選修3D打印課程的初衷，在這一目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下該同學(xué)積極與教師討論如何設(shè)計(jì)更具新穎性的創(chuàng)新作品，并積極探索創(chuàng)新工具使用方法，從而取得較大進(jìn)步。17號(hào)同學(xué)臺(tái)燈作品突破傳統(tǒng)造型設(shè)計(jì)，以開放的花朵為設(shè)計(jì)元素融入“陽光”的理念，并運(yùn)用工具物化為產(chǎn)品，表現(xiàn)出較高的創(chuàng)新能力水平;橋梁設(shè)計(jì)試圖制作吊橋卻似木橋，不僅未添加創(chuàng)新元素，而且不符合實(shí)際橋梁建造原理。為探究該同學(xué)出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因，基于課堂觀察收集的證據(jù)輔以訪談證明其學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)源于是否對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容感興趣，而對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣依賴于能否運(yùn)用其擅長的工具進(jìn)行“惡搞”，該學(xué)生雖在思想上具備運(yùn)用學(xué)科視角構(gòu)思設(shè)計(jì)、解決創(chuàng)作問題，但在行動(dòng)上因畏難而不愿挑戰(zhàn)突破自己現(xiàn)有水平，從而造成其創(chuàng)客學(xué)習(xí)結(jié)果的反復(fù)變化。

3.綜合學(xué)習(xí)：以學(xué)導(dǎo)行的素養(yǎng)形成

綜合學(xué)習(xí)是建立在具備學(xué)科能力與學(xué)科素養(yǎng)、創(chuàng)客能力與創(chuàng)客素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⒍咦匀坏責(zé)o縫融合，創(chuàng)作出融理論基礎(chǔ)與創(chuàng)新突破于一體的綜合性產(chǎn)品。由圖3綜合學(xué)習(xí)結(jié)果可知，學(xué)生綜合素養(yǎng)存在兩極分化，半數(shù)學(xué)生雖掌握橋梁建設(shè)的基本科學(xué)知識(shí)，卻未能以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)其創(chuàng)新橋梁設(shè)計(jì)，其余同學(xué)則在不同程度上具備基于學(xué)科的綜合創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技能，初步在創(chuàng)客文化與科學(xué)文化交融的文化環(huán)境中形成綜合素養(yǎng)。1號(hào)、3號(hào)、19號(hào)同學(xué)將拱橋設(shè)計(jì)理念與吊橋相結(jié)合（如圖5所示），既承接拱橋受力大特點(diǎn)，又繼承吊橋設(shè)計(jì)元素，對(duì)橋塔及相關(guān)組件予以創(chuàng)新設(shè)計(jì)以凸顯基于科學(xué)知識(shí)的綜合創(chuàng)新能力。21號(hào)同學(xué)以吊橋?yàn)榱⒄撘罁?jù)，以橋塔構(gòu)造的創(chuàng)新立意與構(gòu)造為突破點(diǎn)，設(shè)計(jì)以環(huán)保理念為出發(fā)點(diǎn)的大跨度東湖吊橋。四位同學(xué)在學(xué)科學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較大的求知欲與科學(xué)探索的欲望，在實(shí)踐創(chuàng)作過程中向教師詢問其設(shè)計(jì)方案是否符合科學(xué)原理以期達(dá)到較高創(chuàng)新目標(biāo)，并依據(jù)教師提供的修改建議反復(fù)修繕，創(chuàng)作出打破個(gè)體原有能力水平且有理所依、致力創(chuàng)新的綜合性橋梁。

4.訪談分析：過程結(jié)果的良好體驗(yàn)

訪談提綱圍繞評(píng)價(jià)準(zhǔn)則及對(duì)基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育教學(xué)方法的滿意度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以學(xué)習(xí)者個(gè)體的主觀視角評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)滿意度及教學(xué)效果，通過對(duì)訪談的11名同學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)得到如圖6所示結(jié)果。由圖可知學(xué)生認(rèn)為其在學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效果較好，并對(duì)基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育的教學(xué)方法滿意度較高。學(xué)科學(xué)習(xí)層面，學(xué)生在掌握拱橋、吊橋、木橋基本原理及構(gòu)造的基礎(chǔ)上能夠運(yùn)用相關(guān)知識(shí)構(gòu)思、設(shè)計(jì)橋梁，并在動(dòng)手實(shí)踐過程中形成科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，是解決生活問題的認(rèn)識(shí)觀念。創(chuàng)客學(xué)習(xí)層面，學(xué)生創(chuàng)作動(dòng)機(jī)分為兩類，即喜歡3D打印與自我提升，學(xué)生創(chuàng)意來源包含頓悟、網(wǎng)上圖片、真實(shí)橋梁再現(xiàn)、課堂學(xué)習(xí)四種，在創(chuàng)作過程中積極探索新工具使用方法和已學(xué)工具的新的使用方法，靈活解決制作過程中出現(xiàn)的問題。綜合學(xué)習(xí)層面，學(xué)生能夠有意識(shí)地在考量知識(shí)原理運(yùn)用途徑的前提下融入創(chuàng)新元素，通過各種工具的組合使用，將“原理+創(chuàng)新”的橋梁設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為綜合性的應(yīng)用產(chǎn)品。教學(xué)方式滿意度層面，學(xué)生認(rèn)為基于該教學(xué)模型的學(xué)習(xí)可以將知識(shí)與練習(xí)相結(jié)合，以“創(chuàng)”促“學(xué)”是其橋梁知識(shí)掌握比傳統(tǒng)分科教學(xué)學(xué)習(xí)效果好的原因。盡管所有學(xué)生都認(rèn)可該教學(xué)方法，但8名學(xué)生相較于傳統(tǒng)分科教學(xué)更偏愛基于學(xué)科整合創(chuàng)客的教學(xué)方式，認(rèn)為該方法可以使枯燥的知識(shí)在創(chuàng)的過程中活起來;另外3名同學(xué)認(rèn)為該教學(xué)方法的教學(xué)效果與分科教學(xué)效果相同，但認(rèn)同該教學(xué)方法使學(xué)習(xí)充滿活力。因此，以學(xué)習(xí)者個(gè)體角度審視基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育模型的應(yīng)用效果，結(jié)合學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客學(xué)習(xí)、綜合學(xué)習(xí)、教學(xué)滿意度四個(gè)維度的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在一定程度上印證了該教學(xué)模型的有效性，為其使用價(jià)值提供理論基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

基于學(xué)科課程整合創(chuàng)客教育模型強(qiáng)調(diào)通過踐行教與學(xué)的系統(tǒng)性、創(chuàng)新空間開放性、學(xué)習(xí)過程協(xié)作性、創(chuàng)新能力發(fā)展性的教學(xué)原則，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、創(chuàng)客素養(yǎng)、綜合素養(yǎng)的高階教育目標(biāo)。在根據(jù)采集數(shù)據(jù)以整體與個(gè)體角度從科學(xué)課程學(xué)習(xí)、創(chuàng)客橋梁設(shè)計(jì)、科學(xué)一創(chuàng)客綜合能力及學(xué)習(xí)滿意度四個(gè)方面分析模型實(shí)踐效果基礎(chǔ)上，通過反思學(xué)生言行表現(xiàn)與策略實(shí)施效果得出以下三點(diǎn)教學(xué)建議：第一，在同一原理統(tǒng)籌下依據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)水平設(shè)置并行項(xiàng)目主題（如“形狀與結(jié)構(gòu)”相關(guān)理論框架下高塔與橋梁設(shè)計(jì)）以觸動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容興趣點(diǎn)而積極從事創(chuàng)新活動(dòng);第二，由圖片、視頻、實(shí)物、言語等形式呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)支架在具有一致性基礎(chǔ)上，應(yīng)秉成啟發(fā)性的設(shè)計(jì)原則以強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)機(jī)與綜合能力;第三，以配對(duì)助學(xué)的方式由能力基礎(chǔ)較強(qiáng)的學(xué)生充當(dāng)教師角色指導(dǎo)能力較差的學(xué)生，幫助有創(chuàng)意缺技能的學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我提升。該模型致力于破解創(chuàng)客教育與學(xué)科課程割裂分離的困境，但僅聚焦于以學(xué)科視角審視創(chuàng)客教育融入課程教學(xué)路徑設(shè)計(jì)，缺乏從基于創(chuàng)客項(xiàng)目整合的角度考量創(chuàng)客教育與學(xué)科課程融合的有效策略，因此，該模型適用于以創(chuàng)客教育為手段，在促進(jìn)學(xué)科學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)以理創(chuàng)新、學(xué)以致用的綜合能力的整合課設(shè)計(jì)，而對(duì)以創(chuàng)客教育為中心重組學(xué)科知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，以提高學(xué)生多學(xué)科跨界綜合的創(chuàng)新能力的教學(xué)組織的可行性與有效性有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。

作者簡介：

申靜潔：在讀碩士，研究方向?yàn)閯?chuàng)客教育、教學(xué)設(shè)計(jì)、教育技術(shù)理論與實(shí)踐（sjingjie@mails.ccnu.edu.cn）。

趙呈領(lǐng)：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)理論與實(shí)踐應(yīng)用、信息技術(shù)與課程整合、教師專業(yè)發(fā)展研究（zhcling@mail.ccnu.edu.cn）.