面向智能时代“4C能力”培养的创客课程设计与开发——基于STEAM理念的实施路径
本文由《远程教育杂志》授权发布
作者：赵慧勤 王兆雪 张天云
摘要
在智能时代，教育的本质已经由简单的知识传递转向多元化能力的培养，“4C能力”（Critical Thinking，Communication，Collaboration，Creativity），即批判性思维、沟通能力、协作能力、创新创造能力，作为21世纪学生必备的四项能力，为培养未来社会发展所需人才指明了方向。创客教育的内涵与“4C能力”的培养要求不谋而合，成为智能时代“4C能力”培养的重要教育载体。创客课程作为实施创客教育的载体，其设计与开发要借鉴STEAM教育跨学科的理念，引入跨界思维：以跨界知识为主要内容构建主题式课程，实现多学科深度融合，注重批判性思维能力的培养；以群体跨界组织小组合作的形式开展课程活动，实现跨界知识的获取，注重沟通协作能力的培养；以时空跨界为课程实施环境，构建开放式创客空间，提供跨界知识产生的土壤，注重创新创造能力的培养；以多元化的产出为目标进行学习效果评价，注重综合能力的培养。研究表明，基于STEAM理念构建的面向“4C能力”培养的创客课程，是培养智能时代所需人才的有效途径。这也为创客课程的设计与开发，提供了新的思路。
关键词：4C能力；STEAM教育；创客教育；创客课程；跨界思维；跨界知识
一、引言
随着人工智能的飞速发展，其应用层出不穷，IBM推出的实验平台Intu，使创客及开发者能利用Watson软件的深度学习能力；Google推出了一批开放性AI（人工智能）工具；百度能够对学生输入的语音、文字、图像进行识别，并提供相应的反馈。机器代替人类所做的工作越来越多，人类社会已开始迈入了智能时代，人机共存成为时代的典型特征。
据预测，到2030年，全球将会提供30亿个以软件和机器人为基础的工作岗位。然而，研究表明，包含以下三类技能要求的工作，被机器取代的可能性非常小：一是社交能力、协商能力，以及人情练达的艺术；二是同情心以及对他人真心实意的扶助和关切；三是创意和审美。也就是说，在自我意识、抽象思维、情感交流、直觉判断、跨领域推理、创造性思维、艺术设计等领域，人工智能目前是无法模拟的。但面对智能时代的挑战，教育的本质已经由简单的知识传递转向多元化能力的培养。因此，如何培养学生适应未来社会发展的需要？这是摆在教育研究者面前的一个现实课题。
早在2002年，美国国家教育协会（NEA）就已提出21世纪学生必须具备四项学习能力——“4C能力”，即 Critical Thinking（批判性思维）、Communication（沟通能力）、Collaboration（协作能力）、Creativity（创新创造能力），这为培养未来社会发展所需人才指明了方向。创客教育作为一种新型的教育形式，在发展学生的创新创造能力、团队合作能力、批判性思维能力以及对于自我价值实现的诉求方面，都产生了重要作用[1]，这恰与“4C能力”培养的要求相一致。
STEAM教育是探索21世纪人才培养的又一种创新型教育理念与举措，它是一种多元学科文化的融合创新，这种跨学科的教育思路，强调打破学科边界，使学生运用多门学科知识解决真实生活情境中的问题，在此过程中培养学生的综合素养[2]。STEAM教育为创客教育提供了知识和能力方面的基础。创客课程作为创客教育体系的核心要素，则是实施创客教育前提。创客课程是一种有别于传统学科课程的新型课程，是能够承载创客教育的一系列课程的总合[3]。孙建锋首先提出创客课程的概念，他认为“创课”是一项综合创新工程，其核心是将一种新的教学想法转化为教学现实[4-5]。杨现民认为创客课程有广义和狭义之分[6]，广义上是指以培养学生创客素养为导向的各类课程，既包括电子创意类课程，也包括手工、陶艺、绘画等艺术类创意课程；狭义上特指以智能化信息技术应用为显著特征的电子创意类课程。
我国关于创客课程设计与开发的方法，目前尚处于摸索阶段，大部分研究是针对传统课程进行改造或者对创客课程进行教学实践。例如，傅骞等提出基于主题的创客课程设计方法[7]，主要包括四个步骤：从人的情感出发选定主题、从易到难设计课程活动、依据“SCS创客教学法”细化活动、完成综合任务表现主题。杨现民在此方法之上提出创客课程设计的通用流程[8]，主要由四个环节构成：创客课程内容体系建构、创客项目设计、创客活动设计、创客评价设计。吴永和等提出了以“学做创”为导向的创客课程设计模式[9]。张文兰等提出创客课程设计的要素包括四个[10]：课程目标、课程内容、学习活动和学习评价，并详细阐述了四个要素的设计要点。
由上可见，国内目前关于创客课程设计与开发的研究成果还不多，特别是面向21世纪学生“4C能力”培养的创客课程的设计与开发，尚未有相关研究成果。为此，本文旨在将STEAM理念应用于指导“4C能力”培养的创客课程的构建中，引入跨界思维，以跨界知识为课程内容，实现多学科深度融合；以群体跨界为课程活动组织形式，实现跨界知识的获取；以时空跨界为课程实施环境，提供跨界知识产生的土壤，为创客课程的设计与开发提供新的思路和方法，这对于智能时代人才培养，具有重要的理论与实践意义。
二、智能时代“4C能力”培养的价值
（一）“4C 能力”提出的背景、内涵
为了满足21世纪劳动力市场的需求，2002年，美国教育部与部分有社会影响力的企业成立了“21世纪技能联盟（P21）”，对21世纪美国公民应具备的技能，展开了整体而系统的研究，最终制定了基础教育 “21世纪学习框架”（Framework for 21st Century Learning），即美国“21 世纪核心素养”[11]。该框架提出未来人才需要具备的18项要素，如图1所示[12]。然而，人们逐渐意识到“21世纪学习框架”过于复杂，进而指出，“4C核心能力”是21世纪最重要的能力，也是未来人才培养的关键目标。
图1 “21世纪学习框架”中人才培养的要素
1.批判性思维[13]
批判性思维通常被定义为“明确、理性、开放，并以证据为依据的缜密性思考”，是“提高学生决策、批判性判断和自我反思至关重要的认知策略”[14]，是通过使用知识、事实和数据来解决问题的能力。因此，批判性思维和问题解决通常联系在一起。批判性思维能力主要包括[15]：（1）有效的推理与思考能力，即会根据各类情况使用不同类型的推理方法（如，归纳、演绎等）；（2）运用系统化的思维能力，即面对一个复杂的系统，能够分析整体与局部如何相互影响；（3）作出判断和决定的能力，即能将重要信息和参数合成或找出关联，解释信息和阐述基于最佳的分析所得出的结论，并能批判性地学习前人经验和做事方法；（4）解决问题的能力，即用非传统方式和创新方式解决各种不熟悉的问题。促进批判性思维的常用教学策略包括：分析、争论、比较和对比、定义、描述、评估、解释和问题解决[16]。
2.沟通能力[17]
沟通能力指的是人与人合作所需的技能[18]，是使用学术或正式语言、非语言交流、有效写作、言语传递以及使用推理和证据进行有效辩论的相关技能[19]。沟通能力要求主体能够有效地传达包括感受、思想、感知、期望、命令、态度和知识在内的各种类型的信息。良好的沟通能力，能使学生通过高阶认知技能处理问题[20]，助其在工作和生活中取得成功。沟通能力主要包括[21]：（1）有效地利用口头、书面甚至非语言的沟通技巧，来清晰地表达思想和观点；（2）能够有效倾听深层意图，包括知识、价值观、态度和目的等；（3）会使用各种沟通手段，例如，通知、指导、激励和说服等；会使用多种媒体、通信技术，并知道如何评估其影响及有效性；（4）在多种环境（包括跨语言和跨文化）中进行有效沟通。促进沟通的常用教学策略包括：评估信息、主动倾听、阅读、说、写和使用技术进行有效沟通[22]。
3.协作能力[23]
协作指的是共享知识并与同行一起完成所需的学习任务。人们往往需要在信息获取的博与精之间进行取舍，没有人能掌握人类全部的文化与技术成果，所以团队协作至关重要[24]。拥有有效的协作能力，可以促进学生对高阶认知过程和新知识创新的体验。协作能力主要包括[25]：（1）具备有效合作的能力，并能尊重各类差异化的团队；（2）为了完成任务，学会向团队其他人做出必要的妥协，并掌握妥协的灵活性、原则和意愿；（3）能够与团队成员承担共同责任，协同工作，并能珍视每个团队成员的个人贡献。促进合作的常用教学策略包括：头脑风暴、小组决策、委派责任、目标设定、评估、领导、管理时间、解决冲突和团队建设[26]。
4.创新创造能力[27]
创新创造能力是学生产生各自想法或解决方案的过程[28-29]，成为数字时代必不可少的能力[30]，被认为是未来社会所需的至关重要的能力。创新创造能力主要包括[31]：（1）创造性地思考，即会广泛应用的创意方法（如，头脑风暴），创造新的有价值的点子（包括渐进的和激进的），阐述、提炼、分析和评估各类创意，并不断努力改善和提高创造性；（2）与他人创造性地工作，即与他人有效地开发、实施和沟通新想法；（3）保持开放的心态以适应各种新观点；（4）整合团队的各种思路，组合并反馈到下一步的工作中，在工作中展示创意和创造性，面对限制勇于尝试新思路，并认为失败是学习的机会；（5）理解创新是一个长期的、进步和失误频频光顾的周而往复的过程。促进创新创造能力发展的常用教学策略包括：头脑风暴、创造、设计、娱乐、想象、即兴创作、提问和解决问题[32]。
（二）“4C能力”的教育价值
在智能时代，虽然大量可量化的、无需复杂思考的工作都将被人工智能所替代，但是技术突破的核心依然是人的能力的发展。清华大学钱颖一教授认为，“我们经常将教育等同于知识，但却忽视了教育的价值在于它超越知识的另一个维度——能力”[33]；美国著名认知心理学家斯滕博格（Robert J.Sternberg）也将成功智力定义为：“一组经整合而成的能力，它能够帮助我们在现实生活中取得成功”[34]。由此我们可以认识到：知识固然重要，但知识并不等同于教育的全部，“从知识到素养”是课程改革的方向，未来要从根本上改变传统以学科和知识结构为主体的思维模式，将能力的培养放在首位。师曼、刘晟等通过对世界各地29个核心素养框架进行案例分析后，发现批判性思维、沟通与合作、创造性与问题解决都被各国际组织和经济体高度重视[35]。可见，“4C能力”是以未来社会职业需求为价值取向的高级行为能力，它的提出也是为了紧跟时代发展潮流，完成新时代人才的技能锻造，适应未来社会的挑战。
1.批判性思维是智能时代保持思维独立性的前提条件
批判性思维是人类思维发展的高级阶段，能够使人从客观的角度，审视各种理论体系与实践经验：不崇拜、不盲从已有权威理论和研究模式，善于对公众已经接受的结论提出新的质疑和挑战，是未来人才置身于飞速发展的智能时代和纷繁复杂的信息海洋中，保持思维独立性的前提条件和应具备的关键能力。对批判性思维能力的培养，旨在让学生能够用分析性和建设性的方式，对事实和现象提出新的疑问并做出推理和判断，帮助学生在理解的前提下对个人所在领域进行反思与继承。同时，对外来技术文化进行批判性吸收和借鉴，通过不断向外探索、向内自省，以独立的批判模式，促进问题的解决和探究的实现，进而保证结论的新颖性和准确性。批判性思维能力不单针对某门学科知识，而是一种超越学科、适用于所有学科的思维能力，教育需要以批判性思维为基点，达成对学生价值观和人生态度的塑造。
2.沟通能力是智能时代知识交叉与融合的桥梁和纽带
知识不仅包括单一学科、单一领域的知识，也包括跨学科、跨领域的知识。在智能时代，面对复杂问题的解决，知识会被进行常态化的发掘、重新组合与分布式的传递，以形成新的体系结构。人与人之间的高度沟通技能，是促进知识跨越各自场域边界进而充分流转的必要条件，也是职业环境中应具备的核心素养之一。在学科融合和跨学科合作中，学生通过沟通能够清晰地表达自我观点，使他人更好地理解和接受。同时，能够有效地识别和接收外界的信息及其意图，在提高团队整体竞争力中发挥各自积极的作用。沟通不仅指人与人之间的有效沟通，也包括人机沟通——对信息进行获取、加工、存储和处理。在智能时代，需要引导学生提高信息素养，学会利用信息技术创造性地完成任务，保障人机沟通的顺畅。
3.协作能力是智能时代发挥群体智能的重要保障
美国于2016年10月发布的两份报告 《为人工智能的未来做准备》[36]和《美国国家人工智能研究和发展战略计划》[37]中指出，人工智能的发展需要强大的研究团队做支撑；我国于2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》[38]，也明确指出“群体智能的不可替代性”。在智能时代，国际合作与交流日益广泛，跨文化交流已成常态，人们越来越关注团队作为整体所表现出的群体智能。群体智能由认知因素和非认知因素组成，无论是认知因素中由个体知识所形成的集体智能，还是非认知因素中的群体情感，都依赖成员之间的协同合作。协作是提升跨文化能力进而发挥人类群体智能、共创理想世界的重要保障。通过协作，团队成员才能在相互信任的基础上各展所能，建立共同愿景，提高团队的综合竞争力，进而促进团队不断发展和壮大。
4.创新创造能力是智能时代人才核心能力之精髓和综合体现
创新创造能力是在实践活动中，不断提供新思想、新理论、新方法和新发明，并获得较好效果的能力，具备创新创造能力的人才能够突破常规，在不同的学科领域、组织机构等的交叉融合中探索新的知识，能够从自身认知图式之外去寻求新的开拓点，发现新规律，发明新产品，运用新方法，解决新问题。在智能时代，创新意识、创新方法和创新创造能力的培养，将成为决定一个国家发展命运的关键因素。习近平总书记明确提出：“要把创新作为引领发展的第一动力，把人才作为支撑发展的第一资源，把创新摆在国家发展全局的核心位置”[39]。可见，创新创造能力是一种高综合性、涵盖性的核心能力，其过程性需求将批判思维能力、协作与沟通能力统摄在内，是人才核心能力最集中的体现，是人类文明真正的财富。
（三）“4C能力”与STEAM 教育、创客教育的关联
近年来，STEAM教育与创客教育成为国内外教育领域研究与实践的热点，它们均指向培养适应21世纪发展所需创新人才这一共同目标。一些文献[40-42]对STEAM教育与创客教育进行了分析和比较，STEAM教育强调跨学科，通过跨学科知识去解决真实问题，关注培养学生综合素质；创客教育则强调“做中学”，倡导造物，鼓励分享，关注培养学生的创新思维和实践创造能力。祝智庭教授在关于创客教育的阐述中提出[43]，创客教育不强调基础知识的传授，但在“创客”的过程中，会运用到数学、物理、化学，甚至艺术等多学科知识。张茂聪认为[44]，创客教育是一个教育理念，其内涵是创新、实践、合作、共享，这与“4C核心能力”的培养要求不谋而合，成为智能时代“4C能力”培养的重要教育载体。创客教育相比STEAM教育起步晚，目前还处于初级阶段，没有完善的课程体系，缺乏体系化的培养模式，迫切需要借鉴STEAM教育的精髓，即加强跨学科的整合，因为学生接受跨学科教育，将有助于提升改变未来的能力，创造我们尚且无法预估的未来[45-46]。我们认为，创客教育是STEAM教育实施的有效手段，STEAM教育是创客教育的重要基础。“4C能力”、STEAM教育、创客教育的关联，如图2所示。
图2 “4C能力”、STEAM教育、创客教育的关联
创客课程是落实创客教育的重要前提，“4C能力”培养的关键，在于能力与课程之间的契合度。我国目前创客课程设计与开发，存在定位不明确、资源稀缺、教育模式不完善、教学设计未体现跨学科等问题[47]。而面向“4C能力”的创课，要将STEAM理念应用于指导创客课程的开发，弥补现阶段创客教育中定位不清晰、基础知识不足和不同学科知识融合不够等弊端，这对于推进“4C能力”的培养、促进创客教育的健康发展，具有重要的现实意义。
三、基于“4C能力”培养的创客课程目标定位
可见，基于“4C能力”培养的创客课程，是在科学、技术、工程、艺术和数学等学科知识之上，以跨学科知识融合为基础，以跨界思维为核心，以跨界知识为课程内容，以群体跨界为课程活动组织形式，以时空跨界为课程实施的环境，以培养学生批判性思维、沟通能力、协作能力、创新创造能力为目标的一系列课程的集合，其目标定位如图3所示。
图3 基于“4C能力”培养的创客课程目标定位
由上可知，基于“4C能力”培养的创客课程，具备了六大特征。（1）融合性：以STEAM教育理念为指导，打破学科界限，强调跨学科知识的融合；（2）实践性：以现实生活的真实问题为导向，设置课程主题，强调“做中学”的直接体验；（3）探究性：以培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力为目标，设计课程活动，强调在复杂情境中获取有价值信息的敏锐度和洞察力；（4）协同性：以团队协作、人机协作活动为核心，设计课程任务，强调师生多方参与协同完成；（5）创新性：以激发学生学习兴趣为出发点，组织课程内容，强调创意与成果的作品化，在实践中勇于创新；（6）分享性：以提高学生的自我效能感为目标，设计课程目标，强调以作品展示和语言表达来分享快乐。
（一）创客课程应以跨界知识[48]为主要内容，实现多学科深度融合
知识是创新的核心要素，但是单一学科、单一领域的知识，已无法满足智能时代解决复杂问题的需求，跨界知识作为知识供给的新形态，是指不同场域中的知识，跨越学科领域、个体领域、组织机构、时间空间与媒体介质的边界，在交叉融合中产生的新知识，它是实现创新教育内涵式发展的新途径[49]。跨学科领域的知识创新是最常见的跨界知识形态，创客课程应以跨界知识为主要内容，超越不同学科知识体系进行重构，既受学科课程内容指导，同时，又是独立于学科课程，它是以培养学生批判性思维、问题解决、协作沟通、创新创造能力为主的综合性应用。
（二）创客课程应以群体跨界为课程活动组织形式，实现跨界知识的获取
不同个体、群体之间在基于问题或项目进行协作时，会构建出多样化的学习共同体，不断促进知识在个体、群体之间进行流转，形成跨越群体的集体智慧。个体参与知识共享的过程，就是获取跨界知识主动建构的过程。创客课程应以群体跨界作为课程活动开展的组织形式，基础教育阶段鼓励学生以不同班级、不同年级构建合作小组，高等教育阶段鼓励学生以不同专业、不同年级、不同学院构建合作小组，在问题解决过程中跨个体、群体获取跨界知识，这有助于培养学生的沟通和协作能力。
（三）创客课程应以时空跨界为实施环境，提供跨界知识产生的土壤
时间和空间会导致知识的碎片化，但是，时空的边界又是产生跨界知识的土壤[50]。创客课程应以时空跨界为实施环境，充分利用虚拟现实技术、增强现实技术、物联网技术、移动技术等，构建跨越时空的虚实融合的新型创客空间，不断创新时空边界条件，为孕育跨界知识提供可能。
四、基于“4C能力”培养的创客课程开发与实施路径
（一）基于“4C能力”培养的创客课程设计思路
“4C能力”的培养要以创客课程的实施为基础，根据前面关于创客课程的定位我们可知，创客课程的设计，应以“批判性思维、沟通能力、协作能力、创新创造能力”四个能力的培养为目标；从内容体系的构建、学习活动主体的组织、实践环境的搭建、学习效果的评价四个方面同步进行。主要涉及四个要素：创客内容、创客主体、创客空间、创客评价。设计框架如图4所示，具体阐述如下：
图4 基于“4C能力”培养的创客课程设计框架
1.以多学科深度融合的跨界知识为主要内容构建主题式课程，注重批判性思维的培养
以多学科深度融合的跨界知识为基础，选取真实生活问题设计主题式创客课程，让学生多接触与主题相关领域的跨界知识。在获得跨界知识的同时，突出训练“发现问题、创意假设、实践求证、力求解决”的批判性思维模式，从而使学生对所学内容进行内化与个性化的建构。
2.通过群体跨界构建小组合作的形式开展学习活动，注重沟通协作能力的培养
创客教育提倡多方参与，以个体、群体跨界模式构建合作小组，突出“沟通优化、行动生成”的创客实践准则。学习活动的开展要遵循 “从经验中积累知识，从实际操作中学习”的理念，将交流、沟通贯穿学习活动始终，让学生深入到发现问题、解决问题的思考当中；使学生在实践探究与小组合作中训练并提高信息获取的能力、沟通协作能力、综合运用知识解决问题的能力。
3.通过时空跨界构建灵活多样的开放式创客空间，注重创新创造能力的培养
创客空间是创客课程得以实施的环境因素，它突破传统的教室，包含博物馆、科技馆、图书馆、美术馆、动植物园等社会性教育资源，甚至包括通过虚拟现实技术、增强现实技术、物联网技术、移动技术等构建的跨越时空的虚拟环境。创客教育是杜威“做中学”理论在现实中的运用，“做中学”也就是“从活动中学”，“从经验中学”，通过情境创设，让学生对实际问题进行思考，在连续不断的观察、研究、协作、分享等过程中，培养起创新意识、创新创造能力以及解决实践问题的能力。
4.以多元化的产出为目标进行学习效果评价，注重综合能力的培养
以产品作为学习结果，突出“立足能力、重视过程”的评价原则。在评价内容上，不仅要关注学生对跨界知识的深度理解、科学性解释及其迁移运用，还要关注学生的批判性思维、创新意识、沟通交流、团队协作等核心能力的评价；在评价方式上，采用作品评价、学生自评与小组互评，学生在展示作品、分享成果过程中，促进自身勤于反思、批判质疑能力的提升；在评价目标上，注重个体差异，不仅关注学生创造所完成的成果，而且关注学生在学习中的角色价值、探究态度、思考热情、沟通协作等方面；在评价主体上，包括教师、学生和学习伙伴，教师重在评价学生的总体学习状态，学生重在自我评价在学习过程中的自我成长，学习伙伴重在评价在学习过程中的协作沟通能力。
（二）基于“4C能力”培养的创客课程开发
1.创客课程开发流程
我们认为，基于“4C能力”培养的创客课程，不是由一门课程组成，而是由一系列从低阶到高阶的课程组成课程体系。一般来说，课程体系主要由课程观、课程目标、课程结构、课程内容、课程活动以及课程评价等方面构成[51]，开发流程如图5所示。
图5 基于“4C能力”培养的创客课程开发流程
基于“4C能力”培养的创客课程，作为实施创客教育的重要载体，其在课程观、课程目标定位、课程结构的组织、课程内容的选择、课程活动的开展、课程效果的评价方式等方面，与传统课程都存在显著差异。它是对传统课程体系的重构，需采用自上而下的开发方法，在新课程观的指导下，提供时空跨界的创客空间供课程开展实施。即从智能时代需要学生掌握的“4C核心能力”出发，提出课程目标；围绕解决真实问题的原则，以主题形式构建课程结构，模块作为其基本组织单位，由一系列的跨界知识点构成，成为课程内容的来源；课程活动以群体跨界的组织形式开展实践探究与小组协作活动，将知识点的综合运用贯穿活动的始终；最终要对开发的课程进行动态评价，进一步改进和完善。
2.创客课程开发方法
（1）课程观。基于“4C能力”培养的创客课程观，更关注学生能力的发展，强调跨学科、跨领域、跨时空、跨群体等跨界思维的引入，突出跨界知识的产生、跨界知识的获取、跨界知识的综合运用。
（2）课程目标。课程目标更注重真实问题的解决，学生在解决问题的过程中，实现批判性思维、沟通能力、协作能力、创新创造能力等的培养。以批判性思维为指引，帮助学生养成质疑的学习习惯，善于在纷繁复杂的环境下发现问题和提出问题；以准确表达对问题的分析为目的，帮助学生养成有效沟通的习惯；以团队合作为活动组织形式，指导学生一起解决问题，帮助学生养成协同工作的习惯；以创新方案和产品的生成作为解决问题的最终成果，培养学生创新意识、创新精神和创新能力。
（3）课程结构。传统课程结构一般基于线性思维模式，注重知识的体系化、递进性和逻辑关联性，难以解决跨学科的实际问题。创客课程则采用“基于问题”的组织方式，问题的选择源于社会生活与社会实践，以现实生活中的真实问题为主。例如，管雪[52]提出创客课程体系主要为三大类：基础课程、拓展课程、创新课程，其中，基础课程以趣味编程以及3D打印等内容为主，拓展课程以智能控制、传感器等为主要内容，创新课程以智能机器为主要内容；温州中学开设了包括电子控制类、3D打印类、创意电子DIY、家庭作坊中的化学制作等在内的创客教育课程群[53]；深圳市第二中学先后开设了3D打印、智能物联、阿蒂诺入门、机械搭建等创客课程[54]；常州虹景小学的创客课程体系包含普适课程、特长课程、精英课程，其中，普适课程包括一年级的趣味游戏、二年级的趣味学习、三年级的数字故事创作、四年级的趣味游戏设计、五六年级的Scratch创意编程[55]；宁夏银川市二十一小学围绕小学生创新素养培养，将国家规定的8门课程，分为“健康类、社会类、艺术类、科学类、阅读类”五大类，又在此基础上，分成“基础型课程、拓展型课程、探究型课程”三大领域，以主题引领方式开发学生的创新潜能[56]；郑州市二七区淮河东路小学根据本校创客培养目标，构建了“学科拓展类、动手实践类、活力艺体类、科技创新类和生态发展类”五大类特色课程[57]。
从上述已有研究与实践可以看出，以主题构建课程结构已成为创客课程开发的主要模式，目前国内创客课程的主题类别大多以电子、计算机、材料等学科为主。基于“4C能力”培养的创客课程是对传统课程体系的重构，是基于跨界知识而构建的跨界课程。我们认为，应该采用主题形式进行课程结构的构建，每一类主题下的课程难度由低到高分为 “基础类、拓展类、探究类”三个层次，主题范围不局限于传统类别，应增加人文素养、科学探究等方面的主题。建议中小学阶段创客课程的主题包括以下几类：机械制造类、电子设计类、程序开发类、电子器材类、工艺创作类、人文艺术类、科学探究类，如表1所示。
表1 创客课程主题类型表
（4）课程内容。同一主题下的课程内容被分割成若干个相对独立的模块，这些模块共同解决某一问题，其中，每一个模块又是由多个跨界知识点构成。学习内容的情境化、生活化与趣味化是创客课程内容选择的标准，创客课程内容的来源渠道多样，包括中小学学科课程、互联网、学习社区、真实生活问题等，甚至可以通过 SGC（Student-generated Content）的方式创建更贴近学生需求的课程内容。创课课程的内容要与学生的知识经验、社会生活紧密关联，建立“知识—经验—生活”多维度联结的内容管道。
（5）课程活动。课程活动是对跨界知识点的学习与运用，由一系列有序执行步骤构成。参与课程活动的成员来自不同领域、专业、年级、班级等，构成跨界群体，一般以实践探究与小组合作学习为主，基本流程包括：知识学习提出创意、初步探究提出方案、原型设计制作产品、成果展示分享快乐四个过程。在课程活动过程中，学生是主体，进行自主学习与主动探究，教师是辅导者、帮助者、监督者、评价者，为学生提供学习资源和策略支持。
（6）课程评价。课程评价应采取多元化的评价体系，在评价内容上，不仅要关注学生对跨界知识的理解和运用，还要关注学生的批判性思维、沟通能力、协作能力、创新创造能力的提升；在评价方式上，采用学生自评与互评相结合的方式；在评价目标上，不仅注重学生完成的结果，而且关注学生在学习过程中的态度、参与程度、沟通交流、团队协作等；在评价主体上，不仅包括教师，还包括学生和学习伙伴。
五、结语与展望
本文借鉴STEAM教育跨学科理念，引入跨界思维，探讨了以智能时代所需“4C能力”为培养目标的创客课程的设计与开发，研究结论如下：
第一，在智能时代，“4C能力”的教育价值在于：批判性思维能力是智能时代保持思维独立性的前提条件；沟通能力是智能时代知识交叉与融合的桥梁和纽带；协作能力是智能时代发挥群体智能的重要保障；创新创造能力是智能时代人才核心能力的精髓和综合体现。
第二，“4C能力”作为21世纪学生必备的能力，为培养未来社会发展所需人才指明了方向，创客教育恰是培养“4C能力”的最佳教育载体。
第三，创客教育的目标是实现学生“4C能力”的培养，需要借鉴STEAM教育的理念，即加强跨学科的整合，STEAM教育也是创客教育的重要基础。同时，创客教育是STEAM教育实施的有效手段，需要运用跨学科的知识理念。
第四，创客课程作为创客教育体系的核心要素，是实施创客教育的基础。将跨界思维应用于指导创客课程的设计与开发，是一种新的思路与方法：以跨界知识为主要内容构建主题式课程，实现多学科深度融合，注重批判性思维能力的培养；以群体跨界组织小组合作的形式开展课程活动，实现跨界知识的获取，注重沟通协作能力的培养；以时空跨界为课程实施环境，构建开放式创客空间，提供跨界知识产生的土壤，注重创新能力的培养；以多元化的产出为目标进行学习效果评价，注重综合能力的培养。
当前，创客课程的设计与开发尚处于摸索阶段，其研究与实践将是今后教育研究的热点，本研究仅是一个起点。未来研究将从以下两个方面进一步开展：一是进行创客课程的开发研究，即探讨在跨界思维指导下，如何从课程目标、课程结构、课程内容、课程活动、课程评价等方面构建出体系化的创客课程；二是创客课程的实施与培养模式研究，即基于已开发的创客课程进行实施，探究实施效果和有效培养模式。
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Design and Development of the Maker Course for the “4C Ability” Training in the Intelligent Era：Implementation Path based on STEAM Concept
Zhao Huiqin1，Wang Zhaoxue2&Zhang Tianyun1
（1.College of Education Science and Technology，Datong University of Shanxi，Datong Shanxi 037009；2.College of Information Science and Technology，Northeast Normal University，Changchun Jilin 130117）
【Abstract】 In the intelligent era， the essence of education has changed from simple knowledge transfer to the cultivation of diversified abilities. “4C ability”named Critical Thinking，Communication，Collaboration and Creativity are the four essential abilities of students in the 21st century，which points out the direction for training talents needed for future social development.The connotation of maker education coincides with the requirement of “4C ability”， and it has become an important educational mode of “4C ability” training in the intelligent era.As the carrier for the implemention of maker education， the design and development of the maker course draws on interdisciplinary concept of STEAM education.The cross-border thinking is introduced in this paper.The theme-based course is constructed with the cross-border knowledge as main content of course to realize the deep integration of multidisciplinary and cultivate the critical thinking ability.The curriculum activity is carried out in the form of group cooperation with the cross-border group to acquire cross-border knowledge and cultivate the communication and collaboration abilities.The open maker space is constructed with the cross-border time and space as the environment of curriculum implementation to provide condition for cross-border knowledge generation and cultivate the creativity ability.The evaluation of learning effects is carried out with the goal of diversified output to cultivate comprehensive ability of student.The research shows that the maker course based on STEAM concept for “4C ability” training is an effective way to cultivate the talents needed in the intelligent era.The new ideas and methods are provided for the design and development of the maker course in this paper.
【Keywords】 4C Ability；STEAM Education；Maker Education；Maker Course；Cross-border Thinking；Cross-border Knowledge
基金项目：本文系2017年度全国教育科学规划教育部重点课题 “以核心素养培养为纽带的一体化的馆校合作学习活动研究”（项目编号：DCA170301）的研究成果之一。
作者简介：赵慧勤，山西大同大学教育科学与技术学院院长，教育技术研究所所长，教授，教育技术学博士，硕士生导师，研究方向：数字化学习环境与资源、计算机教育应用、文化数字化传承、智慧学习等；王兆雪，东北师范大学信息科学与技术学院教育技术学本科生，研究方向：数字化学习环境与资源、智慧学习等；张天云，山西大同大学教育科学与技术学院讲师，硕士，研究方向：数字化学习环境与资源、信息技术教育应用、虚拟现实技术等。
转载自：《远程教育杂志》2019年第1期 总第250期
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