创客空间2.0：新技术、新方法、新时代
杨晓哲 吴俊杰
编者按：教育研究者有的时候有些像“堂吉诃德”，明知不可为而为之，寻找一切的渠道和机会去实现自己理想中的教育。创客空间像一个避风港，一块试验田，从创客空间1.0到创客空间2.0的过程中，除了新技术外，在学习方式、时代特征等方面又会有哪些值得期待的地方？本期，我们邀请到了华东师范大学课程与教学研究所副教授杨晓哲博士和北京师范大学2020级博士生吴俊杰，从教育理论和教育趋势，谈一谈创客空间2.0及其对教育可能发生的多维度影响。
吴俊杰：前四期的对话栏目分别从开源机器人、人工智能和虚拟现实的角度，谈了未来创客教育的一些发展。本期为“创客2.0系列对话”的最后一期，我们将从教育理论和教育趋势方面，谈一谈创客空间2.0及其对教育可能发生的多维度影响。
首先，创客空间2.0确实与教育信息化2.0的提法是相关的。在创客空间1.0中，常见的技术应用包括3D打印、开源硬件和图形化编程，这三部分解决的是创意造物和设计、低成本完成智能作品，以及程序教学问题。所以说，创客空间1.0推动的过程契合了信息技术学科和信息技术学科教师的发展需求。
创客空间2.0则包括三个方向的提升：一是技术的提升，二是方法的提升，三是路径的提升。在技术层面上，开源机器人融合了3D打印、激光切割、开源硬件和图形化编程，这样一个综合的领域继承了创客空间1.0阶段的主要教学内容;而在人工智能领域包括图形化编程和代码编程，这使教学内容与人工智能时代更加契合。此外，人工智能时代还涉及关于教学环境和教育信息化整体规划的相关内容：虚拟现实技术与图形化编程、三维建模相融合。我们发现这三种新的技术吸引人们继续走向下一个高峰。这也就构成了1.0阶段到2.0阶段的基础。
杨晓哲：我们来看看教育信息化2.0和创客空间2.0之间是否有一些可比性或关联。吴老师一直都很有创新性和前瞻性，实际上创客空间2.0至少在政府性的教育文件中还没有这样明确地提出来。但从创客空间一路走来的这样一个历程，促使我们很有必要在一个新的时期提出一种新目标指向，进而让我们更好发展，如教育信息化2.0也是有这样一层含义。
其实，很多教师说教育信息化1.0还没有完全实现，就要提出教育信息化2.0，是不是过度拔高了？但我认为，并不是要等到1.0全部实现再进行2.0。
教育信息化2.0，它强调五个方面——强调以人为中心的体验，强调以数据为基础，强调学习者之间的协作与连接，强调开放共享，强调智能导向。应该说，教育在不断地向现代化的发展过程中，会不断地追求这样一种新的智能形态下的教育。
吴老师所说的创客空间2.0。我也有特别的感受，大概十年前，开始有了新的普及的3D打印技术。当时，给我们带来了很大震撼，这样一个小型的桌面级的3D打印机，就能够将计算机设计的三维模型变成实体物件，它能够让我们把很多学到的知识进行物化。另外，开源硬件让我们有能力去做各种各样的创新事物，图形化编程让小朋友在很小的时候就能够用这样的一种计算思维的方式去解决问题。这就是当时创客空间里经常遇到的技术方式。
很高兴吴老师又找到创客空间2.0的三个新技术。
首先，我认为开源机器人它指向的是一个实体的空间。过去我们感受到的机器人可能是工厂里面的机械臂，它离我们非常远，但现在机器人可能是一种伙伴，有些是学习的伙伴，有些是生活的伙伴，甚至与你“共生”。
其次，虚拟现实其实是一个虚拟世界。从我个人的研究上，我认为特别是沉浸式虚拟现实，它是想再造一个新的世界。当然科幻小说里面也很有趣，说为什么我们没有发现外星人，因为外星人都沉迷于虛拟世界或者都去研究虚拟世界了。外星人没有意愿去对现实产生更多的外太空探索，因为它在虚拟世界中存活了。这当然是一种假设，但也是未来的一个研究领域与生活的某种形态。
最后，人工智能，我觉得是连接开源机器人和虚拟现实的一个智能层面的探索。因此，我认为三者是有一定区分度的。开源机器人指向实体空间，虚拟现实再造一个虚拟世界，人工智能则是在智能层面连接起彼此。
创客空间2.0，从技术层面上，这三个方向都给我们带来了很多的新想法。每一次的课程修订，课程改革是需要经历很漫长的10～15年周期，但创客空间为学校教育提供了非常灵活、师生可以共同参与、共同学习的方式与空间。
吴俊杰：很高兴杨老师认同创客空间2.0的提法。如果用一个“三驾马车”模型来描述创客空间承载的教育梦想的话，那么第一驾马车或者说第一个动力就一定是新技术，毕竟创客空间是个强技术的环境，也可以说是技术赋能的环境。第二个动力是来自于新的教学方法，比如线上和线下的融合、项目式学习、基于产品设计的学习等。第三个动力则是来自于这个新的时代，时代赋予的机会，时代需要面临的挑战，如在创客空间2.0中，原有的以信息技术教师为主体的教学结构，可能会转变为多学科教师融合的教学结构。以义务教育和普通高中为主的实施结构，可能会转变为职业教育和高等教育、工科工程教育一体化的全流程、多角度的实施结构，以竞赛为主要出口的评价结构，转变为学生创客产品众筹、科学与工程素养的综合评价等更为丰富的评价方式。校园创客教育也需要推动未来消费者的消费行为的改变，以使其更好地对接工业4.0和智能制造的时代。我们希望在创客空间2.0的实施过程中，将技术、方法和时代这“三驾马车”在动力上匹配好，使其向正确和积极的方向前进。
杨晓哲：第二驾马车是新方法。这驾马车可能是教育研究者特别关注的一个方面。我认为学校教育对学生数字化学习能力的培养相对来说还是非常薄弱。学生并没有形成在数字化环境下展开学习的能力。所以，创客空间应该进一步融合线上线下，采用数字化学习方式等。
事实上，虽然教师很少采用这种方式，但学生无论学习图形化编程，或是学习3D打印软件，或是去寻找更多的资源，或是到会员社区下载一段开源的代码、用一个开源的模型，这实际上都是数字化学习方式。让学生形成分享的习惯，能够在网络的环境中交到更多的朋友，甚至形成社区，能够参与一些外包的项目。实际上就是从教学方式上引导学生形成更强的学习力。
吴老师提到的“基于产品设计的学习方式”，在新的创客空间2.0中，又会有哪些新变化呢？
吴俊杰：基于产品设计的学习方式（Product Based Learning，英文简称也是PBL）是在师生互创的环境下共同完成有特定用户的产品的定位、设计、发布的一种反复迭代的学习过程。其大部分作品可能无法成为真正的可经营的产品或者只是作为一个公开的项目案例，但在这个过程中有助于整个团队提升产品思维和公共品意识，为成为一个可以自由驾驭创意的职业创客和连续创业者做准备。我想这个定义还是能够描述我对创客空间2.0中相当看好的这个“基于产品设计的学习”的学习模式的一种期许。
另外，在正在修订的信息科技课程标准中，我也在帮助搜集一些跨学科项目学习案例。您能再谈一谈基于项目的学习和基于问题的学习吗？
杨晓哲：每一门学科都有典型的学习方式。项目式学习是信息技术学习中一种非常重要的方式。但是，在一线调研和听课的过程中，我发现还是存在了一些问题。例如，教师还是愿意把大多数时间放在讲解知识点上，可能觉得某个观点或某个技能讲授了会更放心，学生或许也能够更快的掌握和理解。这是当教师都有的惯性，我也有这样的惯性。但为什么项目式学习很重要，因为它是要让教师跳出这种惯性，要更充分地设计学习过程。
其教学设计是设计学生学习的过程，即学生学习的过程是否真实发生;学生在项目学习的过程中，是否掌握了学科探究的方式方法。学生能否基于原有的经验，发展新的经验，能够在发现问题与解决问题中形成核心素养。
与此同时，我们也发现很多教师在项目式学习的过程中，还非常容易陷入另外一个困局。会把大量技能的教学，从一个大技能切分成很多小技能，甚至切得很细，2～3分钟就是一个小技能的训练。当然，这也是很有必要的，但是如果停留在这个层次，学生就很容易仅仅掌握了一些技能，而没有形成可迁移的能力。然而，教学中，无论从内容层面、方法层面还是目标层面，都是师生在共同探索的过程中，教师并没有比学生领先太多，并不是一个完全自上而下的方式。所以，更有必要用一种项目式学习的方式，让学生不断去尝试，去总结失败的经验，去收获成功的喜悦，去产生自己的认知建构。
吴俊杰：是的，义务教育阶段信息科技课程标准制定过程中，一个最大的变化就是信息技术变成了信息科技，既然有“科”的成分在，在教学当中就更应该强调探究，强调基于问题学习的这种教学方式。这么多年来，我们一直在寻找信息技术区别于其他学科所特有的学习过程和思想方法以及特殊的实验，在这个过程中我们找到了编程、找到了计算思维、找到了一些关于通信、关于物联网的实验。那么，我们在解决项目的工程问题中，是不是也需要一些实验环节？
我们所说的第二驾马车中的新方法，在基于项目的学习、基于问题的学习和基于产品设计的学习中，还是有其不同的适用场景的。如果教师更在意科学探索逻辑性、层次感，把信息科学看成一个系统，有独特的学科方法和思维的方式。那么，在这种教学场景中，基于问题的学习就很重要。
有一些教师比较喜欢带着学生做项目，甚至在信息技术的教学过程中，已经积累了很多“技术锦囊”，他们不希望学生单纯地学习技术，而是通过做成一个作品，去查找对应的技术锦囊。在完成项目的过程中，学会与更多的人沟通，积累经验，最后将其分享到网络社区。像这样的教师，选择基于项目的学习的教学方式可能会多一些。
但还有一类教师，他可能会选择基于产品的学习，因为信息技术背景的教师或者创客空间背景的教师，很多都很享受这种从原材料到一个更有价值的产品的升值过程。例如，可能一个40元钱的木板加工成门牌，就可以产生200元钱的产值。这样的升值过程是很多学生想要的，至少自己的零花钱变多了，这也是一种好的教育。而基于产品的学习，则需要明确产品和公共品的区别，以及数字设计和数字制造之间的联系，线上和线下销售渠道的机会和风险等，这些则是产品学习的魅力和生命力。
总之，线上线下融合已经毫无疑问地成为创客空间2.0阶段在教学方法层面上的基础，而基于问题、基于项目和基于产品的3PBL模式，则能够帮助不同的教师选择适合自己的教学方式，其适用领域包括信息科学、信息技术、创新创业等不同场景。新技术赋予了创客空间2.0新的动力，新方法则更新了驾驶员的操作意识。
杨晓哲：是的，线上线下融合，基于项目式的学习，基于产品的学习三者是未来更进一步的发展方向，还需深入实践。
吴俊杰：接下来，说一说第三驾马车——新时代。新时代既是一种发展背景，又是一条发展路径。它核心解决的是创客教育走向何方的问题。时代主题一方面是中国与世界的问题，另一方面是人类走向工业4.0和人工智能高度融合的智能社会的问题。我觉得对于这两个问题，中国的教育学者和实践者是有自己的答案的。前一个问题需要培养跨学科学习的创新人才，需要倡导学科融合。后一个问题则是需要提升所有人的科学技术素养，使其成为一个能够参与到智能制造和分配型社会的合格的“未来消费者”。
杨晓哲：我们一直在说的steam教育，它就是一个关注跨学科，关注学科融合的方向。现实中，我们会发现面对真实世界的真实问题，甚至学生随口向教师提到的一个问题，很难由单一学科的单一知识去解决。而我们的学习在很长的一段时间里，学习链条非常长，很多学生学习完K12教育，甚至到了大学教育，都不知道学的这些零碎化的知识在现实生活中有什么用。如果他在毕业后没有从事相关的专业，就很难再次用到这些非常专业的知识。这就会造成整个人的需要与发展脱节，素养的形成被割裂。
所以，现在我们更加关注真实情境下的真实问题，让学生可以跳出学科的某些限制，真正去面对这些真实情境，真实问题，用跨学科的方式展开探究，去解决问题。即使在过程中很难完美地解决问题，但可以留下探索的种子。我觉得，这是创客空间2.0中需要去探索的一方面。
吴俊杰：是的，同时还有一个出口的问题。我国的政策希望职业教育和普通高中教育，工程应用类大学和学术研究型大学这两方面能够更加平衡，能够形成更好的服务于社会发展的从高中阶段到大学阶段的一个升学体系。所以說在这样一个背景中，创客空间2.0也可以提供职业教育的一些相关认证，对接职业高中和应用型本科的一些需求。新时代的劳动教育，特别是数字化背景下的劳动教育是创客空间2.0发展中值得研究的一个方向。且培养所有人的数字设计和生产能力，也是一个非常重要的时代命题。
杨晓哲：那么，从学校课程的角度上来说，尽可能地提供可选择性技能训练，包括技能掌握，也是很重要的一方面。但同时也要避免落入到纯粹的技能训练中，学校应提供不同的课程，供学生选择。我突然想到一个隐藏的话题，信息科技越来越走向对于人全面发展的关注，我们越讨论越会发现要培养核心素养的范畴其实非常广泛。从一门科学学科的角度出发，如何更懂得进行逻辑推理，用观察的方式，用实验的方式，用信息科技的数据、算法、算力的整合方式。如果学生能形成这样的一种科学思维方式，也可以应用到其他的领域中。
吴俊杰：现在很多人都很关心“钱学森之问”：我们为什么培养不出来顶尖的人才？其实钱老自己给出了答案，就是培养融通大成的学习者。钱老曾设想在学生19岁左右的时候，没有更多的生活压力的时候，他对各个学科的东西都有涉猎的同时，能够将其融合在一起，并且通过现代化的手段，迅速地对一个新的领域，具备从本质上驾驭和学习的能力。钱老在上世纪90年代的这种想法，从現在来看就可以看作是培养创客空间中驾驭数字化学习与创新的“大成工科硕士”。
这样总结下来，创客空间2.0是在创客空间1.0阶段在技术、方法和发展途径上的一次全面升级，其核心特征包括：①在普及3D打印、图形化编程和开源硬件应用的基础上，引入开源机器人、虚拟现实和人工智能的虚实融合、人机融合的新的技术学习和应用场景。②通过应用和选择线上线下融合的基于项目、基于问题和基于产品的学习方式，大范围提升学生的科学探究和技术探索的能力、驾驭新技术解决真实问题的能力、产品设计和营销能力，鼓励其为创新型社会提供更多的公共创意方案，并主动对接社会发展的各种需求。③通过跨学科的项目学习主题和选择性的技能清单，让学生爱上解决问题、爱上动手实践、爱上劳动创造财富的过程，实现社会智力资源的培养结构的优化和创新教育水平的大幅度提升。创客空间2.0也是创客教育主动适应新时代的发展要求的一种必然的选择。
本期，我们明确了一系列的概念、特征和发展路径。在新技术、新方法、新时代的共同驱动下，创客空间2.0时代，创客教育的三驾马车已经快速地奔跑起来了，我们期待有一天三驾马车像圣诞老人的雪橇一样飞上天空，这可能需要整合教学内容，卸下不必要的负担，在知识的海洋中自由地驰骋，在创意的天空下骄傲地飞翔。特别期待创客空间2.0时代的创客教育能够带来全新的体验，带动一批学校、一批“教育创客”走出一片新的天地。
后记：在创客空间1.0的推动过程中，信息技术教师承担了很多相关的工作，实现了一场“边缘革命”，但是与此同时，我们也希望创客空间2.0中，不单是信息技术教师在参与，而是各学科的教师都可以参与进来。有时，我们说创客空间更像是“校中校”，各学科教师在这里运用各种各样的教学模式，不同的学生可以选择自己的成长路径，这不是一种理想的教育形态的尝试吗？二十年前，有人曾经很理想化地表态，“教育问题到了互联网的时代都会解决”，那么到了人工智能时代的今天，又会有人把教育问题押宝到人工智能上。但真正做事的人，不会有谁在当下得出一个过于理想化的结论，但至少创客教育在近十年的实践中给了人们想象的空间，所以才会有1.0到2.0的发展过程。积蓄力量，再次出发。
