基于工具包的创客活动模式（IPRCV模型）对高中生创客素养和学习体验的影响：一项准实验研究

《Thinking Skills and Creativity》：The impact of toolkit-based maker activity model (IPRCV model) on senior high school students' maker literacy and learning experiences: A quasi-experimental study

本研究设计新型制造商员工具包及IPRCV活动模型，通过准实验法对比实验组（n=67）与对照组（n=68）在maker literacy（含设计思维、技术应用、工程实践技能及社会责任感）与学习体验上的差异。结果表明IPRCV模型显著提升实验组学生的制作能力与学习体验，为制造商员教材设计及活动优化提供新范式。

　　

王敏|谭家莲

中国重庆西南大学教育学院

摘要

创客教育是一种有效的培养学习者21世纪核心能力的方法，在高中教育中受到了广泛关注。然而，在设计创客教材和实施能够提升学生学习体验和培养其创客素养的活动中，仍有改进的空间。为了解决这一问题，本研究设计了一种新型创客教材（工具包）及其相应的活动模型（IPRCV模型），旨在探讨IPRCV模型对高一学生创客素养和学习体验的影响。研究采用了准实验设计方法，对实验组和对照组进行了前测和后测。实验组（n=67）使用了IPRCV模型，而对照组（n=68）则采用传统的教学方法。通过问卷调查和创客项目评估来衡量学生在干预前后的创客素养、活动满意度和学习体验。结果表明，IPRCV模型显著且积极地影响了高一学生的创客素养和学习体验。本研究证明了基于工具包的创客活动干预是提升高中生创客素养和学习体验的有效方法。

引言

创客素养是培养“创新人才”的核心支柱之一。创客教育旨在培养学习者的技术操作实践技能、工程设计的创新和系统思维能力，以及社会责任感和协作精神（Fu等人，2022；Ioannou等人，2025）。这种教育方法有助于发展学习者的21世纪核心能力，如批判性思维、沟通能力、协作能力和解决问题的能力（Hughes和Kumpulainen，2021；Iwata等人，2020；Veldhuis等人，2021）。因此，我们将创客素养定义为学习者通过团队合作创造性地运用技术和非技术手段来设计、制作或创造解决现实问题的实物产品的能力（Sheridan等人，2014）。它包括三个维度：设计思维（DT）、技术应用与工程实践技能（TAEPS）以及创客精神与责任感（MSR）（Min等人，2023）。

在高中创客教育活动中，与纯粹的教师讲授相比，学生更喜欢动手实践（Nguyen，2023）和自主探究学习（Gao等人，2023；Liu等人，2024）。然而，相关研究表明，大多数高中创客活动仍然遵循传统的以教师为中心的教学模式，导致学生缺乏动手实践的机会（Cho等人，2017）。此外，这些活动往往更注重结果而非过程，导致创客作品主要是“手工复制”，缺乏原创设计。这种方法无法为学生提供有意义的体验式学习（Blikstein，2013；Kim，2018）。这也阻碍了学习者创客素养的发展（Desi等人，2020）。此外，当前的创客教材过于强调知识灌输，未能激发学生将所学知识应用于创客项目或解决实际问题的兴趣（Godhe等人，2019；Rafida等人，2020）。从社会建构主义理论的角度来看，创客教育中的学习体验是指学习者对他们在创客活动中与社会物理世界的互动的感知（Billett，2014；Bevan等人，2015；D?rnyei，2019）。这包括对创客教材、活动内容、教师和学习伙伴的感知。

尽管近年来学者们开展了关于激发学习者创客学习体验、兴趣、参与度和投入度的研究（Yang，2020；Ebner等人，2021），但大多数研究未能关注并优化学习者在创客活动中使用的创客教材的设计。此外，传统创客教材的结构化知识设计与创客教育倡导的实践导向学习方法存在冲突。这种矛盾导致创客教材倾向于知识传递，未能有效帮助学习者理解和应用创客知识来解决实际问题（Yue等人，2019；Klapwijk等人，2024）。因此，当前的创客教材未能有效培养学生的创客素养（Becker等人，2020）。此外，高中生喜欢动手学习活动，并具备一定的自主学习能力（Weng等人，2022）。因此，强调知识解释的创客教材不符合高中生的学习特点（Shi，2024）。相关研究表明，通过任务探索和动手实践让学生自主获取创客知识可能是一种可行的方法（Bevan等人，2015；Rui，2024；Ma，2024）。

本研究旨在根据高中生的学习特点（动手实践和自主学习）设计一种新型创客教材——工具包，以及相应的活动模型。该模型旨在提升高中生在创客教育中的学习体验和创客素养。这些发现对负责设计支持学生自主学习和动手实践的工具包，以及设计能够提升学习体验和培养创客素养的创客活动的教育实践者和研究者具有重要意义。

章节摘录

创客素养

创客素养是指能够创造性地运用各种技术和非技术手段，团队合作识别问题、分解问题、寻找解决方案，并通过持续实践开发创造性产品的能力（Sheridan等人，2014）。它涉及学习者在人际沟通、团队合作、问题解决、批判性思维和专业技能方面的能力，对他们的未来社会生活和职业发展起着关键作用。

新型创客教材（工具包）的理论基础

建构主义强调学习者自主构建知识的重要性。任务驱动的学习是一种促进自主学习的有效方法。此外，这与高中生偏好的动手实践和自主学习相一致，有助于提升他们的学习体验、技术应用技能、创造力和其他创客素养（Davidson等人，2018；Chun等人，2020）。此外，心流理论强调，当

参与者

这项准实验研究于2025年7月在中国广西的一所高中进行。所有涉及学生的程序都符合伦理规范。研究人员在获得学校管理层和教学团队的许可后进行了实验。该校重视科学技术创新教育的发展。实验在配备Mind+编程软件和Arduino硬件套件的计算机实验室中进行。

IPRCV模型对高中生创客素养的影响

对于研究问题RQ1，我们进行了独立样本t检验，比较了实验组（EG）和对照组（CG）在创客素养方面的前测和后测数据。表3显示，在实验前，两组在整体创客素养水平或其子维度上没有显著差异。然而，实验后，两组之间出现了差异。具体来说，实验组的学生在设计思维（t=11.140，p<.001）、技术应用与工程实践技能（t=12.372，p<.001）和创客精神与责任感（MSR）方面表现出显著更高的分数。

讨论

本研究探讨了一种新型创客教材，并基于该教材设计了一种活动模式（IPRCV模型）。同时评估了IPRCV模型对高中生创客素养和学习体验的影响。结果表明，使用IPRCV模型的学生表现出更优秀的创客素养和学习体验。以下部分将讨论与每个研究问题相关的发现。

结论与启示

创客素养已成为社会对人才发展的要求之一。根据学生的学习特点定制的创客教材和能够提升学习体验的创客活动是提高学生创客素养的关键因素。在设计创客教材和活动时，教育者应全面考虑学习者的学习特点和学习体验，使学生能够通过自主学习获得知识并发展思维能力。

局限性与未来研究

本研究也存在一些局限性。首先，尽管样本量对于研究问题来说是足够的，但更大的样本量将提高研究的可靠性和有效性。此外，人口统计特征或文化背景等因素可能会对结果产生影响。因此，未来的研究应考虑使用更大的样本量，并扩展实验范围，以探索不同文化背景下的研究。

知情同意

参与研究的参与者自愿提供了知情同意。

参与同意

参与研究的参与者自愿提供了知情同意。收集的数据是保密的，仅用于学术研究，没有任何潜在风险。

发表同意

已获得所有参与研究的参与者的发表同意。

资助

本研究得到了中国国家社会科学基金教育一般项目的第十四批资助。

未引用的参考文献

Csíkszentmihályi和LeFevre，1989；Yuting和Hong，2023；Jianing，2024；Min等人，2024

CRediT作者贡献声明

王敏：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、资源准备、项目管理、方法论、调查、数据分析、概念化。谭家莲：撰写——审稿与编辑、可视化、方法论、资金筹集。

利益冲突声明

作者声明在研究中不存在潜在的利益冲突。

致谢

作者衷心感谢审稿人和编辑提供的宝贵建议，以及所有参与实验的受试者。