6844浏览
查看: 6844|回复: 10

云端巨神聊创客教育之一,斯坦福大学创客教育研究院报告

[复制链接]
本帖最后由 苦海 于 2016-2-16 20:48 编辑

创客运动和创客教室:经验、科技和研究

如需转载请注明出处,谢谢。

作者简介:

paulo_blikstein-010-cropped.png


Paulo Blikstein
(中文译名: 保罗。布利克斯坦)
是斯坦福大学的一名副教授
任职斯坦福大学高等计算机与教育学院
创新教育技术实验室主任


译者介绍:
傅嘉文
南加州大学Univeristy of Southern California


郭昊乐
上海蘑菇云创客空间 总教练
(上海浦东新区薄云路111号B1层)
Lee.guo@dfrobot.com


1. 简介

每过几十年,都会有一套新的技能和脑力活动成为工作、交际和生活的必需品。比如在70年代早期,电脑编程成为了这样的一个基础技能。然而那个年代的电脑是巨大而笨重的机器,把它们用在12年教育体制里很不现实,因为编程对于儿童太难,并且与其它科目太过脱节。

Logo编程语言改变了这种思维。近期,一些容易学习的编程工具,比如Scratch(译者注:MIT Media Lab推出的可视化编程软件,在我国很多学校已经开始使用)、Alice、NetLogo,达到了前所未有的普及度,并使大量学生和老师可以接触编程。它们也使学校扩展了科目种类来包含新的技能,例如工程学、设计学和电脑编程。整个世界都认识到计算工具是数学、工程、科技的各种想法的载体。




在把这些想法和用来表达的媒体带给学生的过程中,数字制作和“创造”是一个新的主篇章。这与之前的编程是对应的:科技变得更好、更容易使用,而技能变得更被看重。Logo对编程做的贡献是把复杂的数学带给小学生,而创客教室同样可以把设计和工程带给他们。

1.1 从科技“技能”到普及知识

在传统的学校政策中,工程和科技是作为“工作技能”加入在学校课程里。然而在1999年,国家研究委员会发布了一个报告称,科技变化得太快,以至于这种以“技能”为导向的教育并不高效,并提出以“流利性”为导向。他们建议科技教育包含适应性、基础性的科技和计算技能,尤其是“控制工具以达到想要的效果的能力,以及处理未料到的问题的能力”。

随后的一些报告也印证了“电脑技能”导向的衰退,并让人认识到我们损失了好几十年来教学生这些。这样的观点提出应该从“电脑技能”转移到“计算流利性或普及知识”,并让“科技普及知识”进一步包括基本工程知识,工程设计过程的本质和限制,以及科技研发和制作的各种权衡考虑的思考能力。

报告同时提出了一个重要的区分,这与Papert和diSessa的观点相呼应:认识到“科技普及知识”(笼统的、面向所有公民的一套知识)和“科技能力”(专业工程师和科学家工作中需要知道的深度知识)的区别。流利性知识的定义不再是那些职业技能或职工培训,而是对每个公民都有价值的知识。其他的一些研究、科技和政策的发展也支持了这个观点。曾经让孩子进行电脑编程并不被看好,而现在受到了欢迎,并让人们看到学生进行曾是仅限专业人员的深度学术研究的可能性,例如机器人、环境探测、数据分析、高等科学、工程设计等。因此,这不是一个突发的革命,现在广为接受的教育中的“创造”和数字制造是以之前的那些发展为基础的。

1.2 数字创客教室:实践课程的重新知识化

虽然科学和工程的教育有很多自然重叠的内容,但它们是完全不同的。一个科学探索往往是为了找到一个规则来解释很多自然现象,而一个科技探索往往会对一个问题找到很多解决方案。通常学校的科学实验室是用来严格、有纪律、教条化地引导学生重新探索被发现过的规则。学校的科学实验室的设计使得这个过程最高效化,但是这些地方用来做工程和设计是否合适?

尽管工程师的工作依赖于一些基本的科学知识,他们的思维方式比科学思维更早出现。早在科学思维出现之前,人类就已经学会了制造工具和改变环境。事实上,工程师内在的发明家和工匠性质,直到50和60年代还存活于12年制和大学教育之中。在这之后,有一个显著的对于分析和数学的推广,以及对实践课程的弱化,这在20世纪的上一半尤为明显。20世纪上半世纪的“专业工程师”成为了下半世纪的“科学工程师”,其中一部分原因是阿波罗时代(译者注: 美国国家航天总署NASA在上世纪中曾一度占用美国全部国家经费的1/3来进行阿波罗登月和其他类型的航天计划,故称阿波罗时代)的资金供给结束了,使得更便宜的理论课代替了工程和设计课程。长久下来,这让大学和12年制教育移除了工程设计的体验。实践课程成为了“职业教育”,理论上用来给不能研究“严肃的”数学和科学的人。

有两个独立的过程开始改变这种趋势。第一,在80年代左右,教师和雇主感到缺少设计教育的工程学生没有足够的能力来做真正的工程设计工作,这一点正变得越来越重要。第二,在2000年代早期,制作原型的设备,如激光切割机和3D打印机,价格大幅下降,并且开源硬件使它们更加大众化。很快,公司的产品研发变得更像一个工作室,其中工程师和工业设计师可以在几天内完成产品原型。产品工程的本质也因此被大幅改变。在2002年,MIT的“草根发明群体”和“比特和原子中心”合作把数字制造带给了大众。Mikhak、Gershenfeld等人最先把这些仪器包装在一个标准低成本实验室并发放到世界各地的社区中心和大学,创客教室就这样诞生了。最早的创客教室地点在哥斯达黎加和印度。Mikhak在教育和建造方面的知识还在很大程度上影响了最早的实施。例如,他的小组建造了名为“塔”的单板机,不但可以成为很多项目的大脑,还可以控制实验室中一些机器。在此后10年,一个创客教室组成的网络遍布了五个大洲,并带起了全世界的创客运动。然而在最早几年之后,创客教室的12年制教育(译者注:小学,和初高中)部分转而专注在创业者和大学生上面。

2005年,一个专注于DIY爱好者和工匠的月刊杂志MAKE发布了。不就之后,加州一个大型的科学和工程集会“创客大会”成功开幕。同时,一些备受瞩目的世界大会,比如英特尔科学工程大会(ISEF)也在世界范围有了影响力,让世界上几百个学校对项目主导的科学产生了兴趣。创客大会和ISEF等活动使学校对于项目主导的教育产生了更多的需求。

1.3 数字制造、教育和儿童交互设计社区

Mike Eisenberg是最早提倡把数字制造加入教育中的,他为接下来要发生的打下了基础。2005年左右,MIT的Learn2Teach、Teach2Learn等计划第一次把儿童带到了社区中心的创客教室。2000年代末,研究者和教育家开始考虑让教育中的数字制造增加持续性。2008年,斯坦福大学设立了“校园创客教室”计划,并开始在12年制教育中建造创客教室。2009年,美国的MC2STEM高中开启了第一个数字制造实验室。2012年,“创客媒体”用DARPA资金开启了MENTOR创客空间项目,希望在5年内安装1000个实验室。在2011和2012年,有无数的博物馆、学校、社区中心、图书馆声明了建造数字制造和“创造”场所的计划,说明这已经成了主流。在这次正式或非正式的制造和创造的复兴后面,是三个有数十年历史的理论和教育基石:实验教育、构建主义和批判型教育。

这些理论和教育理念也在“儿童交互设计社区”(IDC)得到普及,使得创客运动、创客教室、数字制造可以自然登上IDC的舞台。事实上,IDC社区的很多发展项目也产生和促进了创客运动和创客教室,例如用作高级科学探索、低成本机器人、互动性材质、电子挂饰、游戏制作、新型控制仪器的软件和硬件。这些工具和科技为创客运动和数字制造的大众化做了基础。这些都说明可以让儿童加入到复杂的科技使用中,而且他们可以用这些科技进行创造,不仅仅是消费这些科技产品。

2. 研究会中的贡献

在这个研究会上,我们来回顾一下构建主义的理论基础,以及它们怎么促进教育、创造和创客文化中的数字制造的发展。一些论文和文章基于学习科学、人机交互、批判理论和认知科学分析了目前的一些提倡和文字,并建立了研究、评估、设计的理论基础。这些文献把学校和博物馆中的实地作业连接到了理论、文字以及对实践学习和可触摸界面的研究。这些贡献可以分为三类。第一类主要是关于学者和从业者如何收集数据和做研究。第二类是描述学校和非正式教育场合中经验的描述。最后一类是关于硬件、软件、界面设计、系统集成的新科技发展。下面我们会介绍每一个种类和其中的文献。

2.1 数字制造中的科技和人机交互

这个类别的第一个文献是Zeising、Katterfeldt和Schelhowe的“数字制造软件设计的构造主义考虑”。他们论证了一个教育中数字制造的3D建模应用的新方向。他们提供了一个这种软件的基于玩乐式构建学习的设计方法。

第二个文献是Hooper和Freed的“螺旋探究”,他们给出了一个新的叫“螺旋器”的软件来探索螺旋形状的特性,其中有屏幕上的也有实际制作的螺旋体。

另一个也在科技和人机交互方面的文献是McKay和Peppler的“创客车”。他们提出了一种可移动的创客教室,可以解决学校的空间和资金问题。他们还称可以加强创客教室和学校课程的融合。

Sipitakiat在他的文章中讲述了一种新的硬件平台(“PiTopping”),用来体现一种最小单片机如Raspberry Pi构成的物理计算编程模型。Roque讲述了研究会的设计如何让家长和儿童用Scratch和MaKey MaKey等创意软件进行创造,并分享了早期的收获和学到的东西。

Chan和Pondicherry讲述了LightUp,一个用来学习电子的构建学习法工具组,并详细解释了他们的设计理念如何让电子设备对儿童透明且容易理解。

2.2 正式和非正式的教育经验

在这个类别中,一个主要的贡献来自Wanyiri和Ombatto。他们讲述了“创客教室机械延伸计划”在肯尼亚边缘地区的影响。这个项目的目的是通过几个学习会教那里的女孩简单和基本的电子、机械、编程和自动化。

Telhan、Kafai和Elinich的文章讲述了“电子手工圈”,一个用来支持手工社区的关于设计、分享、学习的平台。Milne介绍了“未来科学领袖”,一个从科技博物馆来的学校计划,用项目和问题主导的学习来教授科学和科技。这份文章描述了计划一开始两年的成功和挑战。

Druga和Kera描述了一个对初中生的提问式学习活动的研究工具,专注于自主和知识传播。他们设计了几个活动,如“创造维基”和“挑战中心”,并用自我决定理论作为理论基础。

Buckley的文章描述了一个始于设计的项目,其中哥伦比亚大学和一个家具制造商合作带给了一个8年级班级一个制造项目。44个学生被要求用日常的学校环境来创造“未来的教室”。

Zamarano和Jenkins在联合国国际学校发表了他们的合作实验室项目,专注于把创造和构建主义融入到教师的传统课程里。

2.3 研究

在研究类别中,Martin和Dixon报告了一个校外创客俱乐部中的年轻人关于创造、创客运动以及它们自己作为创客的想法。在他们的文章“年轻人对于创造和创客运动的看法”他们指出了三个主题并描述了未来的研究计划。

Flores和Springer描述了对学校创客教室的研究,以及它们如何把自主的、由参与者组织的学习带到各个年龄段中。Norris的文章讲述了一个案例研究,其中19个10年级的女生与她们的几何老师设计了一些手工制品,以此帮助她们发展正面的自我认知。她将这个设计课程建立在构建主义的基础上,并研究了通过手工制作形成自我认知的过程。

Worsley讲述了三个年轻人在数字创客教室的案例研究,以此说明这种空间必须包容各个层次的兴趣和积极性。他详细描述了不同学生的学习轨迹,展现了从同一学校和年级来的学生在一个开放空间里也会有非常不一样的行为,并建议谨慎地设计创客活动来包容个体间的差异。

3. 挑战、机遇和结论
3.1 机遇和可能的做法

从最近全球关于创客教室的文献和文章来看,目前全球教育研究机构的目标是讨论社区建设的下一步具体计划和工作分配,比如:

给参与者交流经验的工具
一些行业理论基础的速成班
一个相关文字、研究方法、器具、学院的网络集中地

数字制作和“创造”以及它们的正面社会影响可以是一个很好的机会让教育者推行一个以项目主导、基于兴趣、学生主导为中心的逐步教育纲领。然而,我们还在实施科技和学校空间的早期阶段,很快“蜜月”就会过去。人们需要看到成果,各种评估也会出现,学校也会仔细分析这种改变的利弊。教育者和研究者应该有好的活动、有生产力的主题、健全的研究器具和方法以及全面的职业发展计划来准备下一个阶段。(全文完)

丄帝De咗臂  高级技匠

发表于 2016-2-16 19:34:37

ding,还没翻译完的样子
回复

使用道具 举报

苦海  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-2-16 19:54:24

丄帝De咗臂 发表于 2016-2-16 19:34
ding,还没翻译完的样子

已经完了 我改下结尾吧
回复

使用道具 举报

大连林海  初级技神

发表于 2016-2-16 21:28:18

翻译完的样子
回复

使用道具 举报

hnyzcj  版主

发表于 2016-2-16 21:33:38

回复

使用道具 举报

luna  初级技神

发表于 2016-2-17 10:56:12

好文!!就一张(可以忽略的)图片我都读到结尾了~
回复

使用道具 举报

苦海  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-2-17 16:51:23

luna 发表于 2016-2-17 10:56
好文!!就一张(可以忽略的)图片我都读到结尾了~

因为原文就没有图!所有的提及内容都是参考附录
附录有大约40篇稿子 每篇翻译出来都有3000字
回复

使用道具 举报

hnyzcj  版主

发表于 2016-2-17 17:12:43

大声力作
回复

使用道具 举报

苦海  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-2-17 17:41:28

luna 发表于 2016-2-17 10:56
好文!!就一张(可以忽略的)图片我都读到结尾了~

4. REFERENCES [1] Atkin, J., 1990. Teach science for science’s sake: For Global Competitiveness, try technology. Education Week 10, 32.
[2] Blikstein, P., 2013. Digital Fabrication and ‘Making’in Education: The Democratization of Invention. In FabLabs: of Machines, Makers and Inventors, J. Walter-Herrmann and Büching. C., Eds. Transcript Publishers, Bielefeld. [3] Blikstein, P., Fuhrmann, T., Greene, D., and Salehi, S., 2012. Bifocal modeling: mixing real and virtual labs for advanced science learning. In Proceedings of the Proceedings of the 11th International Conference on Interaction Design and Children (Bremen, Germany2012), ACM, 2307150, 296-299. [4] Buechley, L., 2006. A Construction Kit for Electronic Textiles. In IEEE International Symposium on Wearable Computers (ISWC), Montreux, Switzerland. [5] Cooper, S., Dann, W., and Pausch, R., 2000. Alice: a 3-D tool for introductory programming concepts. In Journal of Computing Sciences in Colleges Consortium for Computing Sciences in Colleges, 107-116. [6] diSessa, A.A., 2000. Changing minds: computers, learning, and literacy. MIT Press, Cambridge, MA. [7] Dym, C.L., 1999. Learning Engineering: Design, Languages, and Experiences. Journal of Engineering Education, 145-148. [8] Eisenberg, M., 2002. Output Devices, Computation,  and the Future of Mathematical Crafts. International Journal  of Computers for Mathematical Learning 7, 1, 1-43. [9] Feisel, L.D. and Rosa, A.J., 2005. The Role of the Laboratory in Undergraduate Engineering Education. Journal of Engineering Education 94, 1, 121-130. [10] Gershenfeld, N., 2007. Fab: the coming revolution on your desktop--from personal computers to personal fabrication. Basic Books (AZ). [11] Grinter, L.E., 1955. Report on Evaluation of Engineering Education. ASEE. [12] Kafai, Y.B., 1995. Minds in play: Computer game design as a context for children's learning. Routledge. [13] Mikhak, B., Lyon, C., Gorton, T., Gershenfeld, N., McEnnis, C., and Taylor, J., 2002. Fab Lab: An Alternative Model of ICT for Development.“development by design”(dyd02). Bangalore: ThinkCycle. [14] Millner, A. and Resnick, M., 2005. Tools for Creating Custom Physical Computer Interfaces. In 4th International Conference for Interaction Desing for Children, Boulder, CO. [15] National Research Council, 1999. Being Fluent with Information Technology. The National Academies Press. [16] National Research Council, 2002. Technically Speaking: Why All Americans Need to Know More About Technology. The National Academies Press. [17] Papert, S., 1980. Mindstorms : children, computers, and powerful ideas. Basic Books, New York. [18] Papert, S., 1991. Situating Constructionism. In Constructionism, Papert, S/]. and Harel, I., Eds. MIT Press, Cambridge, MA.
[19] Papert, S., 2000. What's the big idea? Toward a pedagogy of idea power. IBM Systems Journal 39, 3.4, 720-729. [20] Perner-Wilson, H., Buechley, L., and Satomi, M., 2011. Handcrafting textile interfaces from a kit-of-no-parts. In Proceedings of the fifth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction ACM, 61-68. [21] Raffle, H.S., Parkes, A.J., and Ishii, H., 2004. Topobo: a constructive assembly system with kinetic memory. In Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems ACM, 647-654. [22] Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., and Silverman, B., 2009. Scratch: programming for all. Communications of the ACM 52, 11, 60-67. [23] Ryan, R.M. and Deci, E.L., 2000. Self-determination theory and the facilitation of intrinsic motivation, social development and well-being. American Psychologist 55, 1, 68-78. [24] Schweikardt, E. and Gross, M.D., 2006. roBlocks: a robotic construction kit for mathematics and science education. In Proceedings of the Proceedings of the 8th international conference on Multimodal interfaces (Banff, Alberta, Canada2006), ACM, 72-75. [25] Sheppard, S. and Jenison, R., 1997. Freshmen engineering design experiences: an organizational framework. International Journal of Engineering Education 13, 3, 190197. [26] Sipitakiat, A. and Blikstein, P., 2010. Think globally, build locally: a technological platform for low-cost, open-source, locally-assembled programmable bricks for education. In Proceedings of the fourth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction ACM, 231232. [27] Sipitakiat, A., Blikstein, P., and Cavallo, D.P., 2004. GoGo Board: Augmenting Programmable Bricks for Economically Challenged Audiences. In International Conference of the Learning Sciences, Los Angeles, USA, 481-488. [28] Sylvan, E., 2005. Integrating Aesthetic, Engineering, and Scientific Understanding in a Hands-on Design Activity. In Interaction Design for Children, Boulder, CO. [29] Tryggvason, G. and Apelian, D., 2006. Re-engineering engineering education for the challenges of the 21 st century. JOM 58, 10, 14-17. [30] Wilensky, U., 1999. NetLogo Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling. http://ccl.northwestern.edu/netlogo, Evanston, IL.
回复

使用道具 举报

luna  初级技神

发表于 2016-2-18 10:06:11

苦海 发表于 2016-2-17 16:51
因为原文就没有图!所有的提及内容都是参考附录
附录有大约40篇稿子 每篇翻译出来都有3000字  ...

楼主,你看不出我在夸你的文章太棒了吗? 好忧伤
回复

使用道具 举报

iooops  中级技匠 来自手机

发表于 2016-2-20 11:14:17

全文完233
回复

使用道具 举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies |上传

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
[[wsData.name]]

硬件清单

  • [[d.name]]
btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4

© 2013-2022 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail