創(chuàng)客空間2.0：新技術(shù)、新方法、新時代

楊曉哲 吳俊杰

編者按：教育研究者有的時候有些像“堂吉訶德”，明知不可為而為之，尋找一切的渠道和機會去實現(xiàn)自己理想中的教育。創(chuàng)客空間像一個避風港，一塊試驗田，從創(chuàng)客空間1.0到創(chuàng)客空間2.0的過程中，除了新技術(shù)外，在學習方式、時代特征等方面又會有哪些值得期待的地方？本期，我們邀請到了華東師范大學課程與教學研究所副教授楊曉哲博士和北京師范大學2020級博士生吳俊杰，從教育理論和教育趨勢，談一談創(chuàng)客空間2.0及其對教育可能發(fā)生的多維度影響。

吳俊杰：前四期的對話欄目分別從開源機器人、人工智能和虛擬現(xiàn)實的角度，談了未來創(chuàng)客教育的一些發(fā)展。本期為“創(chuàng)客2.0系列對話”的最后一期，我們將從教育理論和教育趨勢方面，談一談創(chuàng)客空間2.0及其對教育可能發(fā)生的多維度影響。

首先，創(chuàng)客空間2.0確實與教育信息化2.0的提法是相關(guān)的。在創(chuàng)客空間1.0中，常見的技術(shù)應(yīng)用包括3D打印、開源硬件和圖形化編程，這三部分解決的是創(chuàng)意造物和設(shè)計、低成本完成智能作品，以及程序教學問題。所以說，創(chuàng)客空間1.0推動的過程契合了信息技術(shù)學科和信息技術(shù)學科教師的發(fā)展需求。

創(chuàng)客空間2.0則包括三個方向的提升：一是技術(shù)的提升，二是方法的提升，三是路徑的提升。在技術(shù)層面上，開源機器人融合了3D打印、激光切割、開源硬件和圖形化編程，這樣一個綜合的領(lǐng)域繼承了創(chuàng)客空間1.0階段的主要教學內(nèi)容;而在人工智能領(lǐng)域包括圖形化編程和代碼編程，這使教學內(nèi)容與人工智能時代更加契合。此外，人工智能時代還涉及關(guān)于教學環(huán)境和教育信息化整體規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容：虛擬現(xiàn)實技術(shù)與圖形化編程、三維建模相融合。我們發(fā)現(xiàn)這三種新的技術(shù)吸引人們繼續(xù)走向下一個高峰。這也就構(gòu)成了1.0階段到2.0階段的基礎(chǔ)。

楊曉哲：我們來看看教育信息化2.0和創(chuàng)客空間2.0之間是否有一些可比性或關(guān)聯(lián)。吳老師一直都很有創(chuàng)新性和前瞻性，實際上創(chuàng)客空間2.0至少在政府性的教育文件中還沒有這樣明確地提出來。但從創(chuàng)客空間一路走來的這樣一個歷程，促使我們很有必要在一個新的時期提出一種新目標指向，進而讓我們更好發(fā)展，如教育信息化2.0也是有這樣一層含義。

其實，很多教師說教育信息化1.0還沒有完全實現(xiàn)，就要提出教育信息化2.0，是不是過度拔高了？但我認為，并不是要等到1.0全部實現(xiàn)再進行2.0。

教育信息化2.0，它強調(diào)五個方面——強調(diào)以人為中心的體驗，強調(diào)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，強調(diào)學習者之間的協(xié)作與連接，強調(diào)開放共享，強調(diào)智能導向。應(yīng)該說，教育在不斷地向現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，會不斷地追求這樣一種新的智能形態(tài)下的教育。

吳老師所說的創(chuàng)客空間2.0。我也有特別的感受，大概十年前，開始有了新的普及的3D打印技術(shù)。當時，給我們帶來了很大震撼，這樣一個小型的桌面級的3D打印機，就能夠?qū)⒂嬎銠C設(shè)計的三維模型變成實體物件，它能夠讓我們把很多學到的知識進行物化。另外，開源硬件讓我們有能力去做各種各樣的創(chuàng)新事物，圖形化編程讓小朋友在很小的時候就能夠用這樣的一種計算思維的方式去解決問題。這就是當時創(chuàng)客空間里經(jīng)常遇到的技術(shù)方式。

很高興吳老師又找到創(chuàng)客空間2.0的三個新技術(shù)。

首先，我認為開源機器人它指向的是一個實體的空間。過去我們感受到的機器人可能是工廠里面的機械臂，它離我們非常遠，但現(xiàn)在機器人可能是一種伙伴，有些是學習的伙伴，有些是生活的伙伴，甚至與你“共生”。

其次，虛擬現(xiàn)實其實是一個虛擬世界。從我個人的研究上，我認為特別是沉浸式虛擬現(xiàn)實，它是想再造一個新的世界。當然科幻小說里面也很有趣，說為什么我們沒有發(fā)現(xiàn)外星人，因為外星人都沉迷于虛擬世界或者都去研究虛擬世界了。外星人沒有意愿去對現(xiàn)實產(chǎn)生更多的外太空探索，因為它在虛擬世界中存活了。這當然是一種假設(shè)，但也是未來的一個研究領(lǐng)域與生活的某種形態(tài)。

最后，人工智能，我覺得是連接開源機器人和虛擬現(xiàn)實的一個智能層面的探索。因此，我認為三者是有一定區(qū)分度的。開源機器人指向?qū)嶓w空間，虛擬現(xiàn)實再造一個虛擬世界，人工智能則是在智能層面連接起彼此。

創(chuàng)客空間2.0，從技術(shù)層面上，這三個方向都給我們帶來了很多的新想法。每一次的課程修訂，課程改革是需要經(jīng)歷很漫長的10～15年周期，但創(chuàng)客空間為學校教育提供了非常靈活、師生可以共同參與、共同學習的方式與空間。

吳俊杰：很高興楊老師認同創(chuàng)客空間2.0的提法。如果用一個“三駕馬車”模型來描述創(chuàng)客空間承載的教育夢想的話，那么第一駕馬車或者說第一個動力就一定是新技術(shù)，畢竟創(chuàng)客空間是個強技術(shù)的環(huán)境，也可以說是技術(shù)賦能的環(huán)境。第二個動力是來自于新的教學方法，比如線上和線下的融合、項目式學習、基于產(chǎn)品設(shè)計的學習等。第三個動力則是來自于這個新的時代，時代賦予的機會，時代需要面臨的挑戰(zhàn)，如在創(chuàng)客空間2.0中，原有的以信息技術(shù)教師為主體的教學結(jié)構(gòu)，可能會轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W科教師融合的教學結(jié)構(gòu)。以義務(wù)教育和普通高中為主的實施結(jié)構(gòu)，可能會轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)教育和高等教育、工科工程教育一體化的全流程、多角度的實施結(jié)構(gòu)，以競賽為主要出口的評價結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生創(chuàng)客產(chǎn)品眾籌、科學與工程素養(yǎng)的綜合評價等更為豐富的評價方式。校園創(chuàng)客教育也需要推動未來消費者的消費行為的改變，以使其更好地對接工業(yè)4.0和智能制造的時代。我們希望在創(chuàng)客空間2.0的實施過程中，將技術(shù)、方法和時代這“三駕馬車”在動力上匹配好，使其向正確和積極的方向前進。

楊曉哲：第二駕馬車是新方法。這駕馬車可能是教育研究者特別關(guān)注的一個方面。我認為學校教育對學生數(shù)字化學習能力的培養(yǎng)相對來說還是非常薄弱。學生并沒有形成在數(shù)字化環(huán)境下展開學習的能力。所以，創(chuàng)客空間應(yīng)該進一步融合線上線下，采用數(shù)字化學習方式等。

事實上，雖然教師很少采用這種方式，但學生無論學習圖形化編程，或是學習3D打印軟件，或是去尋找更多的資源，或是到會員社區(qū)下載一段開源的代碼、用一個開源的模型，這實際上都是數(shù)字化學習方式。讓學生形成分享的習慣，能夠在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中交到更多的朋友，甚至形成社區(qū)，能夠參與一些外包的項目。實際上就是從教學方式上引導學生形成更強的學習力。

吳老師提到的“基于產(chǎn)品設(shè)計的學習方式”，在新的創(chuàng)客空間2.0中，又會有哪些新變化呢？

吳俊杰：基于產(chǎn)品設(shè)計的學習方式（Product Based Learning，英文簡稱也是PBL）是在師生互創(chuàng)的環(huán)境下共同完成有特定用戶的產(chǎn)品的定位、設(shè)計、發(fā)布的一種反復(fù)迭代的學習過程。其大部分作品可能無法成為真正的可經(jīng)營的產(chǎn)品或者只是作為一個公開的項目案例，但在這個過程中有助于整個團隊提升產(chǎn)品思維和公共品意識，為成為一個可以自由駕馭創(chuàng)意的職業(yè)創(chuàng)客和連續(xù)創(chuàng)業(yè)者做準備。我想這個定義還是能夠描述我對創(chuàng)客空間2.0中相當看好的這個“基于產(chǎn)品設(shè)計的學習”的學習模式的一種期許。

另外，在正在修訂的信息科技課程標準中，我也在幫助搜集一些跨學科項目學習案例。您能再談一談基于項目的學習和基于問題的學習嗎？

楊曉哲：每一門學科都有典型的學習方式。項目式學習是信息技術(shù)學習中一種非常重要的方式。但是，在一線調(diào)研和聽課的過程中，我發(fā)現(xiàn)還是存在了一些問題。例如，教師還是愿意把大多數(shù)時間放在講解知識點上，可能覺得某個觀點或某個技能講授了會更放心，學生或許也能夠更快的掌握和理解。這是當教師都有的慣性，我也有這樣的慣性。但為什么項目式學習很重要，因為它是要讓教師跳出這種慣性，要更充分地設(shè)計學習過程。

其教學設(shè)計是設(shè)計學生學習的過程，即學生學習的過程是否真實發(fā)生;學生在項目學習的過程中，是否掌握了學科探究的方式方法。學生能否基于原有的經(jīng)驗，發(fā)展新的經(jīng)驗，能夠在發(fā)現(xiàn)問題與解決問題中形成核心素養(yǎng)。

與此同時，我們也發(fā)現(xiàn)很多教師在項目式學習的過程中，還非常容易陷入另外一個困局。會把大量技能的教學，從一個大技能切分成很多小技能，甚至切得很細，2～3分鐘就是一個小技能的訓練。當然，這也是很有必要的，但是如果停留在這個層次，學生就很容易僅僅掌握了一些技能，而沒有形成可遷移的能力。然而，教學中，無論從內(nèi)容層面、方法層面還是目標層面，都是師生在共同探索的過程中，教師并沒有比學生領(lǐng)先太多，并不是一個完全自上而下的方式。所以，更有必要用一種項目式學習的方式，讓學生不斷去嘗試，去總結(jié)失敗的經(jīng)驗，去收獲成功的喜悅，去產(chǎn)生自己的認知建構(gòu)。

吳俊杰：是的，義務(wù)教育階段信息科技課程標準制定過程中，一個最大的變化就是信息技術(shù)變成了信息科技，既然有“科”的成分在，在教學當中就更應(yīng)該強調(diào)探究，強調(diào)基于問題學習的這種教學方式。這么多年來，我們一直在尋找信息技術(shù)區(qū)別于其他學科所特有的學習過程和思想方法以及特殊的實驗，在這個過程中我們找到了編程、找到了計算思維、找到了一些關(guān)于通信、關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的實驗。那么，我們在解決項目的工程問題中，是不是也需要一些實驗環(huán)節(jié)？

我們所說的第二駕馬車中的新方法，在基于項目的學習、基于問題的學習和基于產(chǎn)品設(shè)計的學習中，還是有其不同的適用場景的。如果教師更在意科學探索邏輯性、層次感，把信息科學看成一個系統(tǒng)，有獨特的學科方法和思維的方式。那么，在這種教學場景中，基于問題的學習就很重要。

有一些教師比較喜歡帶著學生做項目，甚至在信息技術(shù)的教學過程中，已經(jīng)積累了很多“技術(shù)錦囊”，他們不希望學生單純地學習技術(shù)，而是通過做成一個作品，去查找對應(yīng)的技術(shù)錦囊。在完成項目的過程中，學會與更多的人溝通，積累經(jīng)驗，最后將其分享到網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。像這樣的教師，選擇基于項目的學習的教學方式可能會多一些。

但還有一類教師，他可能會選擇基于產(chǎn)品的學習，因為信息技術(shù)背景的教師或者創(chuàng)客空間背景的教師，很多都很享受這種從原材料到一個更有價值的產(chǎn)品的升值過程。例如，可能一個40元錢的木板加工成門牌，就可以產(chǎn)生200元錢的產(chǎn)值。這樣的升值過程是很多學生想要的，至少自己的零花錢變多了，這也是一種好的教育。而基于產(chǎn)品的學習，則需要明確產(chǎn)品和公共品的區(qū)別，以及數(shù)字設(shè)計和數(shù)字制造之間的聯(lián)系，線上和線下銷售渠道的機會和風險等，這些則是產(chǎn)品學習的魅力和生命力。

總之，線上線下融合已經(jīng)毫無疑問地成為創(chuàng)客空間2.0階段在教學方法層面上的基礎(chǔ)，而基于問題、基于項目和基于產(chǎn)品的3PBL模式，則能夠幫助不同的教師選擇適合自己的教學方式，其適用領(lǐng)域包括信息科學、信息技術(shù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等不同場景。新技術(shù)賦予了創(chuàng)客空間2.0新的動力，新方法則更新了駕駛員的操作意識。

楊曉哲：是的，線上線下融合，基于項目式的學習，基于產(chǎn)品的學習三者是未來更進一步的發(fā)展方向，還需深入實踐。

吳俊杰：接下來，說一說第三駕馬車——新時代。新時代既是一種發(fā)展背景，又是一條發(fā)展路徑。它核心解決的是創(chuàng)客教育走向何方的問題。時代主題一方面是中國與世界的問題，另一方面是人類走向工業(yè)4.0和人工智能高度融合的智能社會的問題。我覺得對于這兩個問題，中國的教育學者和實踐者是有自己的答案的。前一個問題需要培養(yǎng)跨學科學習的創(chuàng)新人才，需要倡導學科融合。后一個問題則是需要提升所有人的科學技術(shù)素養(yǎng)，使其成為一個能夠參與到智能制造和分配型社會的合格的“未來消費者”。

楊曉哲：我們一直在說的STEAM教育，它就是一個關(guān)注跨學科，關(guān)注學科融合的方向?，F(xiàn)實中，我們會發(fā)現(xiàn)面對真實世界的真實問題，甚至學生隨口向教師提到的一個問題，很難由單一學科的單一知識去解決。而我們的學習在很長的一段時間里，學習鏈條非常長，很多學生學習完K12教育，甚至到了大學教育，都不知道學的這些零碎化的知識在現(xiàn)實生活中有什么用。如果他在畢業(yè)后沒有從事相關(guān)的專業(yè)，就很難再次用到這些非常專業(yè)的知識。這就會造成整個人的需要與發(fā)展脫節(jié)，素養(yǎng)的形成被割裂。

所以，現(xiàn)在我們更加關(guān)注真實情境下的真實問題，讓學生可以跳出學科的某些限制，真正去面對這些真實情境，真實問題，用跨學科的方式展開探究，去解決問題。即使在過程中很難完美地解決問題，但可以留下探索的種子。我覺得，這是創(chuàng)客空間2.0中需要去探索的一方面。

吳俊杰：是的，同時還有一個出口的問題。我國的政策希望職業(yè)教育和普通高中教育，工程應(yīng)用類大學和學術(shù)研究型大學這兩方面能夠更加平衡，能夠形成更好的服務(wù)于社會發(fā)展的從高中階段到大學階段的一個升學體系。所以說在這樣一個背景中，創(chuàng)客空間2.0也可以提供職業(yè)教育的一些相關(guān)認證，對接職業(yè)高中和應(yīng)用型本科的一些需求。新時代的勞動教育，特別是數(shù)字化背景下的勞動教育是創(chuàng)客空間2.0發(fā)展中值得研究的一個方向。且培養(yǎng)所有人的數(shù)字設(shè)計和生產(chǎn)能力，也是一個非常重要的時代命題。

楊曉哲：那么，從學校課程的角度上來說，盡可能地提供可選擇性技能訓練，包括技能掌握，也是很重要的一方面。但同時也要避免落入到純粹的技能訓練中，學校應(yīng)提供不同的課程，供學生選擇。我突然想到一個隱藏的話題，信息科技越來越走向?qū)τ谌巳姘l(fā)展的關(guān)注，我們越討論越會發(fā)現(xiàn)要培養(yǎng)核心素養(yǎng)的范疇其實非常廣泛。從一門科學學科的角度出發(fā)，如何更懂得進行邏輯推理，用觀察的方式，用實驗的方式，用信息科技的數(shù)據(jù)、算法、算力的整合方式。如果學生能形成這樣的一種科學思維方式，也可以應(yīng)用到其他的領(lǐng)域中。

吳俊杰：現(xiàn)在很多人都很關(guān)心“錢學森之問”：我們?yōu)槭裁磁囵B(yǎng)不出來頂尖的人才？其實錢老自己給出了答案，就是培養(yǎng)融通大成的學習者。錢老曾設(shè)想在學生19歲左右的時候，沒有更多的生活壓力的時候，他對各個學科的東西都有涉獵的同時，能夠?qū)⑵淙诤显谝黄?，并且通過現(xiàn)代化的手段，迅速地對一個新的領(lǐng)域，具備從本質(zhì)上駕馭和學習的能力。錢老在上世紀90年代的這種想法，從現(xiàn)在來看就可以看作是培養(yǎng)創(chuàng)客空間中駕馭數(shù)字化學習與創(chuàng)新的“大成工科碩士”。

這樣總結(jié)下來，創(chuàng)客空間2.0是在創(chuàng)客空間1.0階段在技術(shù)、方法和發(fā)展途徑上的一次全面升級，其核心特征包括：①在普及3D打印、圖形化編程和開源硬件應(yīng)用的基礎(chǔ)上，引入開源機器人、虛擬現(xiàn)實和人工智能的虛實融合、人機融合的新的技術(shù)學習和應(yīng)用場景。②通過應(yīng)用和選擇線上線下融合的基于項目、基于問題和基于產(chǎn)品的學習方式，大范圍提升學生的科學探究和技術(shù)探索的能力、駕馭新技術(shù)解決真實問題的能力、產(chǎn)品設(shè)計和營銷能力，鼓勵其為創(chuàng)新型社會提供更多的公共創(chuàng)意方案，并主動對接社會發(fā)展的各種需求。③通過跨學科的項目學習主題和選擇性的技能清單，讓學生愛上解決問題、愛上動手實踐、愛上勞動創(chuàng)造財富的過程，實現(xiàn)社會智力資源的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和創(chuàng)新教育水平的大幅度提升。創(chuàng)客空間2.0也是創(chuàng)客教育主動適應(yīng)新時代的發(fā)展要求的一種必然的選擇。

本期，我們明確了一系列的概念、特征和發(fā)展路徑。在新技術(shù)、新方法、新時代的共同驅(qū)動下，創(chuàng)客空間2.0時代，創(chuàng)客教育的三駕馬車已經(jīng)快速地奔跑起來了，我們期待有一天三駕馬車像圣誕老人的雪橇一樣飛上天空，這可能需要整合教學內(nèi)容，卸下不必要的負擔，在知識的海洋中自由地馳騁，在創(chuàng)意的天空下驕傲地飛翔。特別期待創(chuàng)客空間2.0時代的創(chuàng)客教育能夠帶來全新的體驗，帶動一批學校、一批“教育創(chuàng)客”走出一片新的天地。

后記：在創(chuàng)客空間1.0的推動過程中，信息技術(shù)教師承擔了很多相關(guān)的工作，實現(xiàn)了一場“邊緣革命”，但是與此同時，我們也希望創(chuàng)客空間2.0中，不單是信息技術(shù)教師在參與，而是各學科的教師都可以參與進來。有時，我們說創(chuàng)客空間更像是“校中?！保鲗W科教師在這里運用各種各樣的教學模式，不同的學生可以選擇自己的成長路徑，這不是一種理想的教育形態(tài)的嘗試嗎？二十年前，有人曾經(jīng)很理想化地表態(tài)，“教育問題到了互聯(lián)網(wǎng)的時代都會解決”，那么到了人工智能時代的今天，又會有人把教育問題押寶到人工智能上。但真正做事的人，不會有誰在當下得出一個過于理想化的結(jié)論，但至少創(chuàng)客教育在近十年的實踐中給了人們想象的空間，所以才會有1.0到2.0的發(fā)展過程。積蓄力量，再次出發(fā)。