基于跨學(xué)科教育的創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究

【摘 要】學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對于國家、個體發(fā)展至關(guān)重要。無論是社會現(xiàn)實的反映，還是科技發(fā)展的前沿，抑或教育發(fā)展的趨勢，無一不強調(diào)跨學(xué)科創(chuàng)新的重要性。筆者及所在團隊以機器人教育為突破口，構(gòu)建了一系列教與學(xué)模式，解決了中小學(xué)機器人教育、創(chuàng)客教育、STEM教育模式單一的問題，為跨學(xué)科教育的深入發(fā)展提供了方法論參考。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新能力 教學(xué)模式 跨學(xué)科教育

一、研究緣起

創(chuàng)新能力也稱創(chuàng)造力、創(chuàng)新性、創(chuàng)造性，是人類心理機能的高級表現(xiàn)，也被視為21世紀(jì)人才的關(guān)鍵特征[1]。當(dāng)今世界對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力給予了前所未有的關(guān)注。

《2020年全球創(chuàng)新指數(shù)報告》[2]的發(fā)布引起了較大的轟動，作為唯一入圍前30名的發(fā)展中國家，中國以第14名的位次排名靠前，并有8個指標(biāo)排名全球第一。其中，排在第一位的指標(biāo)是“閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)PISA量表得分”，這一成就成為我國教育發(fā)展的標(biāo)志性成果。然而，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）于2018年通過對上海、北京、江蘇、浙江四省市學(xué)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國學(xué)生取得優(yōu)異成績的背后所付出的代價是大量的學(xué)習(xí)時間、偏低的學(xué)習(xí)效率及幸福感，意味著應(yīng)試教育下的優(yōu)異成績并不代表創(chuàng)新能力的提升。這一發(fā)現(xiàn)繼而引發(fā)教育界內(nèi)外人士對教育本質(zhì)的思考：我們的教育應(yīng)該提升學(xué)生的成績還是培養(yǎng)學(xué)生的能力？相比于其他各國，中國諾貝爾獎獲獎?wù)吡攘葻o幾，科學(xué)研究水平也遠遠落后。尷尬的社會現(xiàn)實亟待教育重心的偏轉(zhuǎn)，“錢學(xué)森之問”實際上為我們提供了教育改革的方向，即教育須關(guān)注創(chuàng)新能力的培養(yǎng)而非學(xué)科成績的提升，強調(diào)解決真實問題的能力而非解題能力。

在發(fā)展動力亟待轉(zhuǎn)型的新形勢下，創(chuàng)新人才的競爭也成為國家綜合競爭力的關(guān)鍵。國家層面也對創(chuàng)新能力培養(yǎng)給予了高度重視。例如，2018年3月28日，北京師范大學(xué)中國教育創(chuàng)新研究院首次對外發(fā)布《21世紀(jì)核心素養(yǎng)5C模型研究報告（中文版）》，其指出核心素養(yǎng)5C模式中的創(chuàng)新素養(yǎng)包括三個維度：創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實踐[3]。這一報告的發(fā)布從立德樹人層面指出了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性。又如，2019年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，強調(diào)要創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，推行啟發(fā)式、探究式、參與式、合作式等教學(xué)方式以及走班制、選課制等教學(xué)組織模式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力。再如，2020年發(fā)布的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標(biāo)的建議》提出，要激發(fā)人才創(chuàng)新活力，加強創(chuàng)新型、應(yīng)用型、技能型人才培養(yǎng)。

概言之，現(xiàn)階段我國的社會現(xiàn)實、科技發(fā)展、教育趨勢等使創(chuàng)新能力成為我國教育實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也迅速成為教育界內(nèi)外關(guān)注的熱點，但創(chuàng)新能力的具體培養(yǎng)方向卻尚無定論。如今，知識生產(chǎn)已經(jīng)呈現(xiàn)跨學(xué)科發(fā)展態(tài)勢，創(chuàng)新能力培養(yǎng)必須建立在復(fù)雜、多元的知識網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，知識交叉成為打破慣性思維、擴大思維廣度、取得原創(chuàng)性成果的原動力[4]。根據(jù)《自然》雜志的一項研究，其在總結(jié)全球已發(fā)表的8.8萬個高質(zhì)量創(chuàng)新水平的科技論文的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉關(guān)系越來越密切，這亦說明跨學(xué)科創(chuàng)新逐漸成為全球科技發(fā)展的趨勢[5]?；诖?，在跨學(xué)科教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力成為本研究關(guān)注的重點。

二、過往的探索

當(dāng)前，人工智能正以超乎人們預(yù)想的速度發(fā)展并迅速進入教育領(lǐng)域，既成為促進教育轉(zhuǎn)型的新工具，亦成為實施創(chuàng)造教育的新陣地。近年來，在國家政策的有力推動下，以編程、機器人、創(chuàng)客等為主題的各類人工智能課程紛紛涌現(xiàn)，我國中小學(xué)機器人教育有了較快發(fā)展，其教育價值已逐步獲得社會認(rèn)可。作為一種創(chuàng)新教育平臺，機器人的設(shè)計和開發(fā)過程常需要涉及多個學(xué)科知識的綜合應(yīng)用。借此，筆者嘗試以機器人教育為切口，推進跨學(xué)科教育中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式與策略研究。

1. 4I教學(xué)模式

長期以來，機器人教育教學(xué)模式單一且側(cè)重模仿驗證實驗，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。具體表現(xiàn)在教師基本沿襲信息技術(shù)課堂慣用的講練結(jié)合或封閉式任務(wù)教學(xué)法[6]，以模擬實驗或模仿再現(xiàn)生產(chǎn)生活中的科技產(chǎn)品作為主要教學(xué)任務(wù)，教師通過講解制作步驟，讓學(xué)生亦步亦趨完成預(yù)定機器人的制作，重在基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握，學(xué)生作品缺少個性化設(shè)計，更談不上創(chuàng)新設(shè)計。針對這一問題，我們構(gòu)建了多元化的4I教學(xué)模式[7]。

所謂4I教學(xué)模式，是指向四種教學(xué)模式的分類框架，因每個模式的第一個英文字母都為I，故簡稱4I教學(xué)模式。從學(xué)生在機器人課程中的學(xué)習(xí)結(jié)果內(nèi)外分類出發(fā)，可以得到機器人教學(xué)模式的兩個分類維度：知識內(nèi)容維度（學(xué)科本位與學(xué)科整合）、物化成果維度（自主控制與聯(lián)機交互）。經(jīng)由兩個分類維度的交叉，可以區(qū)分出四類教學(xué)模式（見圖1）。其中，實驗?zāi)M型教學(xué)（Learning to Imitate via Robot）旨在以機器人相關(guān)技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容的主體，將機器人本身作為學(xué)習(xí)的對象，以掌握機器人本體知識為導(dǎo)向;趣味交互型教學(xué)（Learning to Interact via Robot）旨在以開發(fā)有趣、好玩的機器人聯(lián)機交互系統(tǒng)為主要任務(wù)開展教學(xué);科學(xué)探究型教學(xué)（Learning to Inquire via Robot）旨在以科學(xué)問題為導(dǎo)向，將機器人作為開展科學(xué)探究的載體和工具，為探究性學(xué)習(xí)提供數(shù)據(jù)收集、加工的技術(shù)支持;發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)（Learning to Invent via Robot）旨在以實際需求為基本導(dǎo)向、以項目教學(xué)為基本方法、以創(chuàng)新實踐為核心目標(biāo)的教學(xué)，要求學(xué)生通過教學(xué)能夠制作出具有創(chuàng)新性的智能人造物。

在上述四類教學(xué)模式中，發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)模式對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了重要的理論指導(dǎo)。遺憾的是，囿于較低的專業(yè)知識和實踐能力，“發(fā)明創(chuàng)造”在中小學(xué)教師和學(xué)生中的實踐難度較大，進而導(dǎo)致理論與實踐“脫軌”。這一問題繼而引發(fā)我們的另一思考：針對教育中的不同主體，是否應(yīng)該定位不同水平的創(chuàng)新要求？基于此，我們將創(chuàng)新水平大致分為模仿、微創(chuàng)新、原始創(chuàng)新三種水平[8]。其中，模仿階段強調(diào)用新工具、方法、材料解決一個有成熟解決方案的老問題;微創(chuàng)新階段強調(diào)要素或參數(shù)上的微調(diào)，在此過程中產(chǎn)生新創(chuàng)意、新功能的萌芽;而原始創(chuàng)新階段則要求跨學(xué)科與多元視角的觀點重組，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的變化[9]。大部分中小學(xué)生難以開展原始創(chuàng)新的類創(chuàng)造活動，但能夠適應(yīng)模仿學(xué)習(xí)水平的內(nèi)創(chuàng)造，以及介于兩者之間的微創(chuàng)新活動。當(dāng)然，如果教育活動只是停留于模仿學(xué)習(xí)顯然也是不夠的，因此，將中小學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)定位在微創(chuàng)新水平上比較符合教育發(fā)展的規(guī)律和現(xiàn)實可行性。三種水平的創(chuàng)新，表明學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)從模仿學(xué)習(xí)（即學(xué)會“復(fù)制”）開始，通過模仿操作，在實踐中掌握造物的基礎(chǔ)知識和基本技能，再逐步積累和提升微創(chuàng)新能力，為后續(xù)原始創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

2.TRIP教學(xué)模式和“燈籠”模型

基于對4I教學(xué)模式的觀察與提煉，我們進一步發(fā)現(xiàn)這些教學(xué)模式主要應(yīng)用了兩種教學(xué)方法：項目教學(xué)法和科學(xué)探究法。項目教學(xué)（又稱基于項目的學(xué)習(xí)，Project-based Learning）強調(diào)以項目活動為依托組織教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為主體開展教學(xué)活動，以可視化和多樣化的學(xué)習(xí)成果評價學(xué)習(xí)的效果[10]。完整的項目教學(xué)通常須經(jīng)歷較長的周期，導(dǎo)致實際課堂無法正常開展全流程的項目教學(xué)。此外，項目包含有核心概念和原理的綜合性或開放性任務(wù)，通常包含了多個復(fù)雜的或劣構(gòu)的真實問題，無論對學(xué)習(xí)者還是教師而言均具有挑戰(zhàn)性。

因此，針對近年來項目式教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)存在的不足，在4I模式的基礎(chǔ)上，我們從機器人教育的目標(biāo)定位出發(fā)，將正向教學(xué)與逆向教學(xué)、作品開發(fā)取向與科學(xué)探究取向兩個維度交叉整合，提出了以逆向工程教學(xué)和糾錯教學(xué)為代表的TRIP四類教學(xué)模式（見圖2）[11]。其中，糾錯教學(xué)法（Trouble Shooting）是指教師人為地設(shè)計糾錯任務(wù)，或是提供業(yè)已用壞或損壞的殘缺作品，讓學(xué)生接受系統(tǒng)的糾錯任務(wù)訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生的根源，復(fù)原作品功能;逆向工程法（Reverse Engineering）旨在以造物為目的，以先進產(chǎn)品的實物、樣件、軟件等作為研究對象，通過現(xiàn)代設(shè)計理論、方法、測量技術(shù)對已有產(chǎn)品進行建模、仿真，最終實現(xiàn)優(yōu)化既有產(chǎn)品和再創(chuàng)造的過程;科學(xué)探究法（Inquiring）旨在以科學(xué)問題為導(dǎo)向，以STEM教育理論指導(dǎo)科學(xué)探究活動的設(shè)計與實施，以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科知識和科學(xué)探究能力為目標(biāo);項目教學(xué)法（Project-based Learning）旨在以項目活動為依托組織教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為主體開展教學(xué)活動，以可視化和多樣化的學(xué)習(xí)成果評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

在TRIP四類教學(xué)模式中，逆向工程法作為一種通過對目標(biāo)產(chǎn)品的逆向分析和研究來實現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化與再創(chuàng)造的模式，在工程類專業(yè)課程的教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。為改變逆向工程法模式單一現(xiàn)象，我們整合了糾錯教學(xué)模式的優(yōu)點和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，從復(fù)原實驗和重構(gòu)實驗兩個層面分別提出了解構(gòu)復(fù)原型、糾錯復(fù)原型、要素增減型、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新型四種逆向工程教學(xué)模式，進而構(gòu)建了“燈籠”模型[12]，對上述教學(xué)模式的各環(huán)節(jié)進行形象化呈現(xiàn)（見圖3）。其中，解構(gòu)復(fù)原型教學(xué)模式側(cè)重以“拆分—復(fù)原”的方式讓學(xué)生掌握目標(biāo)產(chǎn)品的基本構(gòu)成和實現(xiàn)方法;糾錯復(fù)原型教學(xué)模式側(cè)重以“糾錯—復(fù)原”的方式讓學(xué)生掌握目標(biāo)作品的工作機制和實現(xiàn)方法;要素增減型教學(xué)模式側(cè)重以“分解—要素增減”的方式開拓學(xué)生思維;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新型教學(xué)模式側(cè)重以“分解—結(jié)構(gòu)再造”的方式促進學(xué)生實現(xiàn)知識應(yīng)用和創(chuàng)新實踐。上述教學(xué)模式都強調(diào)將學(xué)生代入原產(chǎn)品設(shè)計者的身份意識，均具有“造物”的特征，在應(yīng)用時應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況加以靈活選擇、調(diào)整和組合。

三、新的探索—4C教學(xué)模式

在前期研究中，筆者認(rèn)為“核心素養(yǎng)”的內(nèi)涵可從三個層次來把握：雙基、問題解決與學(xué)科思維（見圖4）。其中，雙基層以基礎(chǔ)知識和基本技能為核心;問題解決層以解決問題過程中所獲得的基本方法為核心;學(xué)科思維層指在系統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)中通過體驗、認(rèn)識及內(nèi)化等過程逐步形成的相對穩(wěn)定的思考問題、解決問題的思維方法和價值觀，實質(zhì)上是初步得到學(xué)科特定的認(rèn)識世界和改造世界的世界觀和方法論[13]。從知識與技能的習(xí)得，到問題解決能力的培養(yǎng)，再到學(xué)科思想和方法的內(nèi)化，是一個完整和連貫的過程[14]。一個獲得學(xué)科思維的人無疑具備了總攬下面兩個層次的能力，也意味著學(xué)習(xí)者習(xí)得了學(xué)科專家深入思考問題時所需要的一種能力，即具備了學(xué)科素養(yǎng)。因此，有學(xué)者指出，素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂轉(zhuǎn)型的重點正是從“教授專家結(jié)論”轉(zhuǎn)向培養(yǎng)以創(chuàng)新為特征的專家思維[15]66。

在新課改的浪潮下，“學(xué)科大概念”成為諸多學(xué)者關(guān)注的熱點。大概念研究可追溯至布魯納（J.S.Bruner）對教育過程的討論。他指出，“無論教師教授哪類學(xué)科，一定要使學(xué)生理解該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生解決課堂內(nèi)外所遇到的各類問題。掌握事物的基本結(jié)構(gòu)，就是以允許許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來的方式去理解它，學(xué)習(xí)這種基本結(jié)構(gòu)就是學(xué)習(xí)事物之間是怎樣相互關(guān)聯(lián)起來的”[16]。事實上，專家的知識正是通過大概念來組織的，其反映專家對學(xué)科的理解深度[17]。因此，“大概念”也被界定為反映專家思維方式的概念、觀念或論題[15]68。大概念又可分為跨學(xué)科大概念和學(xué)科大概念，埃里克森稱之為宏觀概念和微觀概念[18]?？鐚W(xué)科大概念是不同學(xué)科領(lǐng)域、不同學(xué)段學(xué)科核心概念的綜合、聯(lián)結(jié)與再抽象，其層次一般比學(xué)科大概念高，是學(xué)科大概念的上位概念。借此，我們將“雙基”替換為“學(xué)科大概念”，強調(diào)在問題解決過程中通過大概念的聯(lián)結(jié)以獲得學(xué)科思維的內(nèi)化，最終指向?qū)W科素養(yǎng)的習(xí)得。在跨學(xué)科教育中亦是如此，即強調(diào)學(xué)生在問題解決過程中通過跨學(xué)科大概念的聯(lián)結(jié)以獲得跨學(xué)科思維的內(nèi)化，最終指向跨學(xué)科素養(yǎng)的習(xí)得。同時，為解決當(dāng)前創(chuàng)新能力培養(yǎng)中所存在的“窄口徑”問題與“知識提升缺乏層次與結(jié)構(gòu)”的問題，我們引入“聚類教學(xué)”與“深度學(xué)習(xí)”理念，進而建構(gòu)了面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的4C教學(xué)模式。

4C教學(xué)模式是以聚類教學(xué)為起點的一種面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)模式。所謂聚類教學(xué)，就是依據(jù)某種線索組合一系列機器人項目，形成具有內(nèi)在聯(lián)系、具有螺旋上升和發(fā)散結(jié)構(gòu)的教學(xué)單元，循序漸進地開展機器人教學(xué)。根據(jù)團隊之前的研究，大致有三種聚類方式[19]。①以相似的功能聚類：將具有相似功能的技術(shù)工具進行聚類，如將具有變速功能的自動變速風(fēng)扇、遙控風(fēng)扇聚為一類;②以相似的目標(biāo)聚類：將以實現(xiàn)對某一物體控制為目標(biāo)的技術(shù)工具進行聚類，如將以實現(xiàn)對風(fēng)扇控制為目標(biāo)的智能風(fēng)扇、變速風(fēng)扇、創(chuàng)意風(fēng)扇聚為一類;③以相似的技術(shù)思想聚類：將使用相似原理或思想的技術(shù)工具進行聚類，如將使用自動控制思想的自動澆水花盆、自動加濕器聚為一類。

4C教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)是從一類問題情境（情境化）開始，經(jīng)歷概念提取和關(guān)聯(lián)內(nèi)化（去情境化），再通過遷移應(yīng)用回到具體問題情境（情境化）的一個循環(huán)往復(fù)的學(xué)習(xí)階梯，鑒于每個階段均有以C開頭的英文單詞，故統(tǒng)稱為4C模式。其主要包含四個教學(xué)階段。

（1）聚類教學(xué)（Clustering）：教師在學(xué)科大概念的視角下，根據(jù)學(xué)科理論體系，整理出包括基本概念、定理、理論和應(yīng)用在內(nèi)的情境案例或問題，將其進行歸類整理后呈現(xiàn)給學(xué)生。以相似的功能聚類為例，教師可將自動變速風(fēng)扇、遙控風(fēng)扇聚為一類，讓學(xué)生分別設(shè)計出具有變速功能的風(fēng)扇產(chǎn)品。

（2）概念提取（Conceptualizing）：學(xué)生在經(jīng)歷了一系列相似問題的解決過程后，需要在教師的指導(dǎo)下歸納這一類事物的普遍特征和一般規(guī)律，進行概念提取，從而真正實現(xiàn)從若干“個”的學(xué)習(xí)遷移到“類”的學(xué)習(xí)。例如，學(xué)生在設(shè)計自動變速風(fēng)扇、遙控風(fēng)扇的過程中，逐漸提取“變速功能”的設(shè)計原理。

（3）關(guān)聯(lián)內(nèi)化（Correlating）：當(dāng)不斷提取出新概念時，教師需要通過概念地圖等工具幫助學(xué)生建立新舊概念之間的聯(lián)系，鼓勵學(xué)生深入探究知識背后的思想方法，通過討論和辯論修正概念，對概念的取舍作出合理判斷，從而將抽象的概念賦予自己的認(rèn)知與意義，達到深度理解，從而實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化和內(nèi)化。例如，學(xué)生將變速風(fēng)扇的原理與遙控臺燈形成關(guān)聯(lián)并理解其實際價值。

（4）遷移應(yīng)用（Changing）：此處遷移應(yīng)用主要指遠遷移，即學(xué)生需要將習(xí)得的概念性知識遷移至與原學(xué)習(xí)情境極不相似的其他具體情境中，利用自身所提取的概念性、抽象性知識解釋和解決生活中的實際問題，達到遷移創(chuàng)新的目的。例如，學(xué)生在習(xí)得變速功能的原理與技能后，將其遷移至智能門鎖的作品開發(fā)。

四、總結(jié)與展望

當(dāng)前，機器人教育存在目標(biāo)與手段脫節(jié)的問題，具體表現(xiàn)為教學(xué)中充斥著大量重復(fù)性實驗、機械性模仿的學(xué)習(xí)活動。如果此類教學(xué)長期持續(xù)，機器人教育的核心目標(biāo)不可避免地將演變?yōu)閷C器人技術(shù)原理的理解和簡單技能的操作，從而讓創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)流于表面。為推動跨學(xué)科教育中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，本團隊創(chuàng)造性地構(gòu)建了一系列創(chuàng)新教育模式：首先，針對當(dāng)前機器人教育教學(xué)模式單一問題，我們構(gòu)建了多元化的4I教學(xué)模式;其次，針對近年來項目式教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)存在的不足，在4I模式的基礎(chǔ)上，我們提出了以逆向工程教學(xué)和糾錯教學(xué)為代表的TRIP四類教學(xué)模式和“燈籠”模型;此外，針對當(dāng)前創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中存在的“窄口徑”與“知識提升缺乏層次與結(jié)構(gòu)”的問題，我們引入“聚類教學(xué)”與“深度學(xué)習(xí)”理念，進而建構(gòu)了面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的4C教學(xué)模式。系列教與學(xué)模式的提出為跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了重要的理論指導(dǎo)。

未來，本團隊還須緊跟發(fā)展前沿，首先，要開發(fā)出更為豐富的機器人教育課程、資源，尤其需要加強對基地學(xué)校的引導(dǎo)，鼓勵他們基于學(xué)校和區(qū)域特點，開發(fā)個性化的校本和區(qū)本教材，使機器人教育更有鮮活的生命力;其次，在教育評價方面尚缺少專門的探索，亟須設(shè)計出更有針對性和綜合性、覆蓋學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的縱向評價方案，以及包含計算思維、科技素養(yǎng)、合作能力和創(chuàng)新能力的全要素橫向評價方案;最后，目前已有的教學(xué)實驗區(qū)還處于散點式發(fā)展?fàn)顟B(tài)，仍須借助更大的平臺擴大在全省乃至全國的影響與輻射作用。

參考文獻

[1] 褚宏啟.學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的整體設(shè)計與策略組合[J].教育研究，2017，38（10）：21-28+58.

[2] 蘇米特拉·杜塔，布呂諾·朗萬，薩沙·溫施·樊尚. 2020年全球創(chuàng)新指數(shù)[EB/OL]. [2020-05-10]. https：//www.wipo.int/global_innovation_index/zh/2020/.

[3] 甘秋玲，白新文，劉堅，等. 創(chuàng)新素養(yǎng)：21世紀(jì)核心素養(yǎng)5C模型之三[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2020，38（2）：57-70.

[4] 王牧華，全曉潔.美國研究型大學(xué)本科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)及啟示[J].教育研究，2014，35（12）：149-155.

[5] Alexander J. Gates，Qing Ke，Onur Varol & Albert-László Barabási.Natures reach： narrow work has broad impact[EB/OL].（2019-11-06）[2021-05-10]. https：//www.nature.com/articles/d41586-019-03308-7.

[6] 王小根，胡兵華，何少莎. 基于“任務(wù)驅(qū)動”的小學(xué)機器人教育校本課程開發(fā)[J].電化教育研究，2010（6）：100-102+106.

[7] 鐘柏昌. 中小學(xué)機器人教育的核心理論研究—機器人教學(xué)模式的新分類[J].電化教育研究，2016，37（12）：87-92.

[8] 鐘柏昌.創(chuàng)客教育究竟是什么—從政策文本、學(xué)術(shù)觀點到狹義創(chuàng)客教育定義[J].電化教育研究，2019，40（5）：5-11.

[9] 鐘柏昌.創(chuàng)客教育的內(nèi)涵式發(fā)展：微創(chuàng)新與跨學(xué)科是怎樣“煉”成的[N].中國教育報，2018-09-29（3）.

[10] 劉景福，鐘志賢.基于項目的學(xué)習(xí)（PBL）模式研究[J].外國教育研究，2002（11）：18-22.

[11] 夏莉穎，鐘柏昌.試論STEM教育的兩種取向與四種方法[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2018（9）：8-11.

[12] 康斯雅，鐘柏昌.機器人教育中結(jié)構(gòu)創(chuàng)新型教學(xué)模式的案例設(shè)計與實施[J].課程教學(xué)研究，2020（1）：75-81.

[13] 李藝，鐘柏昌.談“核心素養(yǎng)”[J].教育研究，2015，36（9）：17-23+63.

[14] 鐘柏昌，李藝.核心素養(yǎng)如何落地：從橫向分類到水平分層的轉(zhuǎn)向[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2018，36（1）：55-63+161-162.

[15] 劉徽.“大概念”視角下的單元整體教學(xué)構(gòu)型—兼論素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂變革[J].教育研究，2020，41（6）：64-77.

[16] Jerome Bruner. The Process of Education[M]. Cambridge，MA：Harvard University Press，1960：11-21.

[17] 約翰·D. 布蘭思福特，等.人是如何學(xué)習(xí)的—大腦、心理、經(jīng)驗及學(xué)校（擴展版）[M].程可拉，孫亞玲，王旭卿，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2013：27-33.

[18] 林恩·埃里克森，洛伊斯·蘭寧.以概念為本的課程與教學(xué)：培養(yǎng)核心素養(yǎng)的絕佳實踐[M].魯效孔，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2018：26.

[19] 鐘柏昌，李藝.信息技術(shù)課程內(nèi)容組織的三層架構(gòu)[J].電化教育研究，2012，33（5）：17-21+35.

本文系2021年度華南師范大學(xué)哲學(xué)社會科學(xué)重大培育項目“促進學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的跨學(xué)科教育模式研究”（項目編號：ZDPY2104）階段性研究成果。

（作者系華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師）

責(zé)任編輯：孫昕

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