曹烔烔 陳 蕊 董黎明，2 焦寶聰

( 1.首都師范大學(xué) 教育學(xué)院，北京 100048；2.北京開放大學(xué) 科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100081)

0 引言

創(chuàng)客教育越來越成為教育研究與實(shí)踐者關(guān)注的熱點(diǎn)。創(chuàng)客教育通過培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升創(chuàng)新能力，最終形成具備創(chuàng)新素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才，以助力我國(guó)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)。

目前創(chuàng)客教育的相關(guān)研究已經(jīng)非常多，學(xué)者們從不同角度對(duì)創(chuàng)客教育進(jìn)行了研究。雒亮等[1]從創(chuàng)客教育工具角度提出了可用于創(chuàng)客教育的開源硬件,梳理了可用于創(chuàng)客教育的具體工具；付志勇[2]從創(chuàng)客空間建設(shè)角度，結(jié)合創(chuàng)客實(shí)踐和創(chuàng)客教育的特點(diǎn),探討眾創(chuàng)空間生態(tài)的理念與模式；楊維等[3]從STEM視角分析了STEM教育思想下的創(chuàng)客教育特征, 構(gòu)建了基于中小學(xué)課程整合的創(chuàng)客教育一般模式框架。

可以看出，大多數(shù)研究更關(guān)注空間資源建設(shè)方面，而對(duì)于創(chuàng)新思維及相關(guān)工具的研究卻十分缺乏，而思維恰恰是影響創(chuàng)新的關(guān)鍵，因此有必要從創(chuàng)新思維及其工具方面對(duì)創(chuàng)客教育開展深入研究。

1 關(guān)鍵概念界定

1.1 創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育以融合信息技術(shù)為基礎(chǔ)，建立在體驗(yàn)教育、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY理念等多種教育理念之上[4]。創(chuàng)客教育理念的核心在于通過動(dòng)手實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力[5]。創(chuàng)客教育不僅僅是一種活動(dòng)形式,作為思維、探究和行動(dòng)的獨(dú)特模式,還需要想象力、協(xié)作力和創(chuàng)造性整合資源的能力[6]?；谝陨?，筆者認(rèn)為創(chuàng)客教育是通過“創(chuàng)造”的過程，提升學(xué)生創(chuàng)新能力、探究能力、協(xié)作能力的教育理念。

1.2 綜攝工具

綜攝一詞源于古希臘語synectikos，意思是將看似互不關(guān)聯(lián)的各種東西聯(lián)系在一起。張永聲[7]認(rèn)為綜攝法源自我們對(duì)外部事物的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)過程，常常是在某些帶有啟發(fā)暗示的“指揮下”進(jìn)行的，而這種“指揮”與我們?nèi)粘Ｉ钪械乃娝劽芮邢嚓P(guān)。陳俊紅[8]歸納了綜攝法的兩大思考原則：異質(zhì)同化，即運(yùn)用熟悉的方法和已有的知識(shí)進(jìn)行分析、比較, 提出新設(shè)想，同質(zhì)異化，即從新的角度或運(yùn)用新方法處理一些早已習(xí)慣的熟悉事物, 從而提出新的設(shè)想。本研究創(chuàng)新思維工具中的綜攝工具定義為：創(chuàng)客教育中以熟悉的事物為媒介，利用其某些特征進(jìn)行聯(lián)想，從而產(chǎn)生創(chuàng)意解決問題的方法。

2 創(chuàng)客教育中綜攝工具應(yīng)用

2.1 綜攝工具產(chǎn)生創(chuàng)意，促進(jìn)創(chuàng)客教育實(shí)施

創(chuàng)意的產(chǎn)生的創(chuàng)客教育實(shí)施的首要環(huán)節(jié)。綜攝工具通過聯(lián)想不同已有事物的某些元素產(chǎn)生新的想法，從而激發(fā)創(chuàng)意，為創(chuàng)客教育的實(shí)施開拓路徑。

2.2 綜攝工具操作簡(jiǎn)便，節(jié)約創(chuàng)客教育成本

綜攝工具各環(huán)節(jié)操作簡(jiǎn)單，對(duì)教師提出了更低的要求。綜攝工具使用的關(guān)鍵在于聯(lián)想與遷移，而不需要更為復(fù)雜的物化工具，為創(chuàng)客教育開展節(jié)約成本。同時(shí)，相對(duì)于其它思維工具，例如奧斯本檢核工具、仿生工具、六何工具，綜攝工具環(huán)節(jié)更加簡(jiǎn)單，耗時(shí)更少。

2.3 促進(jìn)團(tuán)體創(chuàng)造力的培養(yǎng)

綜攝工具作為一種培養(yǎng)團(tuán)體創(chuàng)新力的方法與工具，與創(chuàng)客教育中的“協(xié)作”理念是一致的。戈登發(fā)現(xiàn), “一個(gè)合適的工作小組比個(gè)人更優(yōu)越。綜攝法小組可以把那種半意識(shí)的思想活動(dòng)濃縮于幾小時(shí)中, 而單個(gè)人卻可能要醞釀好幾個(gè)月”[9]。創(chuàng)客教育中，通過團(tuán)隊(duì)的合作交流、思維碰撞，提升學(xué)生的創(chuàng)造力、動(dòng)手能力、問題解決能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力[10]。

圖1 綜攝工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用

3 創(chuàng)客教育中綜攝工具應(yīng)用

3.1 創(chuàng)意階段

綜攝工具模糊了具體問題，將具體問題抽象成一個(gè)主題，學(xué)生可盡情發(fā)散其思維，形成創(chuàng)意。因此，綜攝工具在創(chuàng)客教育應(yīng)用中最大的價(jià)值在創(chuàng)意階段。綜攝工具在創(chuàng)意階段的開展共分為五個(gè)環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)一：異質(zhì)同化即變陌生為熟悉。教師不提出具體問題，而是拋出與問題相關(guān)的抽象主題或概念；環(huán)節(jié)二：自由聯(lián)想。學(xué)生就抽象主題進(jìn)行不受限制的想象，任何與之相關(guān)的概念都可以被提出。環(huán)節(jié)三：同質(zhì)異化即變熟悉為陌生。在學(xué)生就主題相關(guān)的概念討論過程中，教師將具體問題拋出，以環(huán)節(jié)二討論的結(jié)果來討論環(huán)節(jié)三引入的具體問題；環(huán)節(jié)四：結(jié)合。從環(huán)節(jié)三中得到的啟示結(jié)合實(shí)際情景，形成新穎解決方案；環(huán)節(jié)五：教師評(píng)估。教師對(duì)學(xué)生的方案進(jìn)行可行性分析，學(xué)生根據(jù)評(píng)估建議對(duì)方案進(jìn)行修改完善。

3.2 創(chuàng)圖階段

本階段學(xué)生將創(chuàng)意階段中所形成的創(chuàng)意進(jìn)行圖示化，包括粗略手工繪圖和精確軟件制圖形成創(chuàng)意對(duì)象的模型。在手工繪圖環(huán)節(jié)，學(xué)生依據(jù)粗略創(chuàng)物形象，在草紙上畫出整體效果圖和結(jié)構(gòu)功能分解圖。在軟件制圖環(huán)節(jié)可采用SolidWorks機(jī)械設(shè)計(jì)軟件、3D-ONE建模軟件等設(shè)計(jì)軟件建立數(shù)字化模型。SolidWorks綜合功能強(qiáng)大，但對(duì)學(xué)習(xí)能力要求也更高，適合高校學(xué)生繪圖使用，而3D-ONE建模型軟件具備簡(jiǎn)單易用的程序環(huán)境，可進(jìn)行豐富實(shí)用的3D實(shí)體設(shè)計(jì)，適合中小學(xué)教育。

綜攝工具在創(chuàng)圖階段可以使用兩種類比方法:

方法1：擬人類比。將創(chuàng)造對(duì)象的某一部件與人體某一部位或某一動(dòng)作進(jìn)行類比，從而形成創(chuàng)新制品外觀的創(chuàng)意。例如將所做物品的支撐部位與人的腿類比，將承重部位與人體骨骼作類比等。

方法2：直接類比。將創(chuàng)造對(duì)象某一部件與自然界已經(jīng)存在的事物或研究成果作類比，從已有成果上獲得啟發(fā)或者在已有成果的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，這相對(duì)于憑空想象多了借鑒物，更加容易實(shí)施。

3.3 創(chuàng)物階段

創(chuàng)物是指根據(jù)創(chuàng)圖階段建立的數(shù)字化模型進(jìn)行加工制作，使創(chuàng)意形成實(shí)物。這一階段主要包含零件加工，結(jié)構(gòu)組裝，創(chuàng)意美化等環(huán)節(jié)。在整個(gè)創(chuàng)物階段，教師要確保學(xué)生明晰安全知識(shí)，掌握工具使用規(guī)范。

在零件加工環(huán)節(jié)，學(xué)生使用3D打印機(jī)、激光切割機(jī)等工具將數(shù)字化模型進(jìn)行實(shí)體呈現(xiàn)；在結(jié)構(gòu)組裝環(huán)節(jié)，學(xué)生使用螺絲螺母、膠水等工具將各零件進(jìn)行組裝，在這一環(huán)節(jié)實(shí)物模型已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)；最后學(xué)生可根據(jù)需要對(duì)作品進(jìn)行美化，例如繪畫、彩噴、增加裝飾等。

3.4 創(chuàng)編階段

此階段要求學(xué)生為創(chuàng)新對(duì)象增添一個(gè)背景，這個(gè)背景可以是真實(shí)發(fā)生的事情亦可以是一個(gè)幻想的故事。一個(gè)生動(dòng)情境下的作品，總是比一個(gè)冰冷的物品更能引起他人的同理心，因此創(chuàng)編階段是創(chuàng)客教育中不可或缺的環(huán)節(jié)。

綜攝工具在創(chuàng)編階段可以使用的兩種類比方法:

方法1：象征類比。所謂象征,是指借用某種具體的形象來表達(dá)抽象的概念或某種思想情感。在創(chuàng)客教育中，象征類比是指賦予創(chuàng)造對(duì)象一定的象征性,使它們具有獨(dú)特的意義

方法2：想象類比。創(chuàng)客教育中，想象類比是指從記憶里存在的形象或經(jīng)驗(yàn)中獲得靈感，編造創(chuàng)意背景故事。

3.5 創(chuàng)演階段

創(chuàng)演階段是指利用演示工具和演講技巧，對(duì)自己創(chuàng)新過程和創(chuàng)新作品進(jìn)行生動(dòng)形象地演示。成長(zhǎng)型思維極為重要的一點(diǎn)就是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)習(xí)過程而不是結(jié)果，而在創(chuàng)客教育中，學(xué)生的創(chuàng)意最終依靠創(chuàng)新作品呈現(xiàn)。因此在創(chuàng)演階段，對(duì)創(chuàng)新過程和創(chuàng)新作品的演示同等重要。

4 創(chuàng)客教育中綜攝工具應(yīng)用案例

本研究以“制作一款幫助睡眠的光影燈”為案例，介紹綜攝工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用模式。

4.1 創(chuàng)意階段

4.1.1 師生活動(dòng)

異質(zhì)同化：教師拋出較為抽象的概念“睡眠”；自由聯(lián)想：學(xué)生根據(jù)“睡眠”進(jìn)行自由聯(lián)想，聯(lián)想到微風(fēng)、星光、舒緩的音樂、柔軟、光影朦朧等概念；同質(zhì)異化：教師拋出具體問題：制作一款幫助睡眠的光影燈；強(qiáng)行結(jié)合：學(xué)生將微風(fēng)、光影朦朧、星光、舒緩的音樂等概念與助睡眠的光影燈進(jìn)行結(jié)合聯(lián)想，形成創(chuàng)意“燈影風(fēng)車”即利用風(fēng)車風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)使彩燈產(chǎn)生眩暈效果促進(jìn)睡眠；教師評(píng)估：教師對(duì)學(xué)生創(chuàng)意給予反饋，學(xué)生根據(jù)反饋改進(jìn)方案。

4.1.2 階段成果

學(xué)生形成創(chuàng)意方案：利用風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)打散燈光，形成眩暈效果幫助睡眠，將外觀裝飾為機(jī)械風(fēng)格，其外觀和燈光效果都能作為居家裝飾。

4.2 創(chuàng)圖階段

4.2.1 師生活動(dòng)

手工繪圖：學(xué)生將“燈光風(fēng)車”主結(jié)構(gòu)與小鏡子和鬧鐘類比，采用“兩板雙腳”結(jié)構(gòu)控制站立，齒輪傳動(dòng)類比機(jī)械表結(jié)構(gòu)，固定件類比帽子，燈罩類比白熾燈，風(fēng)葉類比風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)以上想法畫出手稿，并標(biāo)注各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)功能；軟件制圖：學(xué)生建立各個(gè)零件的數(shù)字化模型。

4.2.2 階段成果

結(jié)構(gòu)功能圖；整體效果圖；數(shù)字模型圖見圖2。

圖2 數(shù)字模型圖

4.3 創(chuàng)物階段

4.3.1 師生活動(dòng)

零件加工：學(xué)生把模型圖導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，使用3D打印機(jī)和激光切割機(jī)將零件加工出來；結(jié)構(gòu)組裝：使用螺絲螺母、碳管、膠水等將各零件進(jìn)行組裝；創(chuàng)意美化：使用白色膠帶覆蓋中心裸露的黑色碳管。

4.3.2 階段成果

實(shí)物作品見圖3。

圖3 實(shí)物作品圖

4.4 創(chuàng)編階段

4.4.1 師生活動(dòng)

背景增添：學(xué)生依據(jù)想象類比方式，為作品編制出個(gè)性的名字和故事背景。

4.4.2 階段成果

作品名稱：清風(fēng)明月。

4.5 創(chuàng)演階段

4.5.1 師生活動(dòng)

學(xué)生使用Powerpoint演示自己的創(chuàng)新過程，講述作品的背景故事等。

4.5.2 階段成果

演講PPT。

5 綜攝工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用原則

5.1 學(xué)生主體原則

在創(chuàng)造過程中，教師要充分尊重學(xué)生的創(chuàng)造主體身份，做好引導(dǎo)和安全工作。在整個(gè)活動(dòng)過程中，教師主要充當(dāng)“主持人”工作，為學(xué)生拋出問題，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)想并做評(píng)估。

5.2 包容性原則

綜攝工具的特殊性要求學(xué)生將客觀世界及想象世界與實(shí)際問題強(qiáng)行聯(lián)系，因此，學(xué)生可能會(huì)提出很多想法。教師必須接受學(xué)生所有的回答, 必要的情況下, 還要鼓勵(lì)非理性的、奇怪的甚至是荒謬的想法[11]。

5.3 遷移性原則

綜攝工具為創(chuàng)客教育提供了眾多類比方式，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過類比將已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)遷移至實(shí)際問題中，建立起新舊知識(shí)之間的聯(lián)系。

5.4 過程結(jié)果并重原則

創(chuàng)造的成果不應(yīng)只是實(shí)物作品，還包含學(xué)生在創(chuàng)造過程中創(chuàng)新的想法、新奇的思路、努力的品質(zhì)等。教師要引導(dǎo)學(xué)生享受創(chuàng)造的過程，培養(yǎng)創(chuàng)新的思維習(xí)慣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

6 結(jié)語

本文構(gòu)建了綜攝工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用模式,并通過案例介紹了綜攝工具的應(yīng)用實(shí)踐過程，以期為創(chuàng)新思維工具在創(chuàng)客教育中的應(yīng)有研究推進(jìn)提供借鑒與參考。本文提出的應(yīng)用模式僅僅是綜攝工具應(yīng)用在創(chuàng)客教育中的一個(gè)框架，在適用于其它創(chuàng)新思維工具時(shí)，可能會(huì)根據(jù)需要進(jìn)行適度變動(dòng)和調(diào)整。