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創客教育的課程設計模式解析

傳統的教育框架下,我們已經習慣了分科式教學模式,例如將知識分為物理、化學等學科進行循序漸進的學習,進而演變為文理分科等更高層次范疇。這種分科模式在經歷了至少100年以上的演化之后,在國際上已經發展得相當成熟,已成為當代教育課程的主要模式。

然而,世界的本來面目并不是這樣的。任何一個問題的解決,一定是多種學科知識的共同應用,知識教完了之后是用來干什么的——只有一個目標,那就是解決現實世界中的真實問題。如果沒有達到這個目標,毫無疑問,知識的教學就沒有達到合格的目的和要求。

創客教育課程設計的三種模式

所以,我們需要在掌握分科教育的知識之后,或在教學過程中隨時,進行適當的合科教學,即將知識的各個學科、各個方面融合在一起,進行解決問題的過程訓練。創客教育課程正好是實現合科教育的有效載體之一。

那么,我們怎么實現創客教育課程與分學科式教育的相互銜接呢?下面,我們給出3種基本課程設計模式。

(一)單一學科內的綜合性問題的創客實踐教學模式 

在一段時間的知識教學之后,設計1個或多個可以包容所學知識、可以統整和綜合應用這些知識的案例,在造物建構的方式下,通過案例中的造物實現目標,反過來讓學生圍繞目標,梳理所學的知識、創設目標的解決思路和方案,然后按照方案進行造物建構。

這一過程中,案例必須具有一定的復雜性和綜合性,然后一定是映射在1個或數個造物目標之上的。可以發現,按照這種創客教學模式,可以大大實現知識教學的深化和延展,加強知識的真正掌握并促進知識創新應用的潛意識發展。

例如,在物理課程中學過動力學相關知識后,可以設計造物“動力學小車”,讓學生自己設想怎樣利用有關的動力學知識設計方案并完成造物。繼而在造物中實現多種方案、多種思路,甚至完成具有創新性的小車的作品。

(二)2個或3個學科的高階造物性課題的創客實踐教學模式 

在常規分科教學模式下,由數個學科的教師一起協作,創設可以包容數個學科的當前已學知識的造物目標,按照創客教育的過程模式開展教學,其時間周期可以稍拉長(替代原有的分科教學的部分復習時間)。

學生經由這樣的造物過程,可以將多個學科的知識嘗試應用在所造物體之中,在反過來驅動知識深度掌握和應用的方式下,甚至可以實現知識的創新性理解和拓展。這樣的過程中,學生已經自然地能夠將多學科知識自然融合,或者體會到知識融合后會怎么樣,以及體會到解決現實問題究竟會有什么概念和方法。這樣的過程越多,學生實際上所達成的應用知識的能力越強。

(三)不指明的多學科知識的創設目標造物的創客實踐教學模式 

按照造物的難易程度和其中所包含的知識復雜程度,創設與生活中直接相關的某種工程建構物,明確其中需要解決的問題和目標,先是不帶有創新要求的,然后是帶有創新要求的,讓學生按照創客造物的過程進行學習并造物的過程。

在這樣的驅動下,學生所學的知識只要能夠為造物目標服務,就可以發生在造物的學習過程中,然后可以牽扯進更多的相關知識,實現知識的橫向拓展和縱向深化。最關鍵的是,現在學生的知識學習和掌握變成了問題驅動下的主動學習,知識的學科邊界劃分和難度層次已經變得更具模糊性,自然將原本學科化的知識演變成了根據解決問題選擇知識,加上方法、方法論和動手實踐的綜合推力,學生的知識學習就變得有目標、有方向、有拓展和有深化,融會貫通由此達成,一定比原有的分科教育單一深化模式更有效果,一定比原有的單純知識理解實現了更好的知識升華應用,甚至可以具備創新的可能了。

當然,上述三種模式實現起來具有較高的難度,需要經過較長時間的專門訓練和嘗試積累,一般的教師才能掌握其中的方法和技巧。而且,如果為了實現更好的知識包容和造物技能,案例體現知識包集的同時,必須結合使用現代的各種技術,包括電子、機械、光學、工程、計算機、自動控制、編程算法、人工智能等,特別是在較高階的造物中,沒有這些幾乎是不可能的。所以,創客教育與學科的銜接有方法,但也有難度。不過,我們要迎難而上,堅定采用創客教育的方向。因為,這不正是時代給予我們創客教育的機會么?這不正是時代的知識必須用時代的教學方法和手段實現的要求么?

(中國科學院上海光學精密機械研究所研究員  向世清)

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