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戴尔·多尔蒂（Dale Dougherty）在2005年创立《创客杂志》（Make Magazine）以及2006年设立“制汇节”（Maker Faire）①时有了“创客空间”（Maker Spaces）这一概念。多尔蒂把创客运动称为“实验性游戏”。他也指出，创客运动已经“成为一项囊括了所有创造和创造者的社会运动，不仅与我们的过去紧密相连，也正在改变我们对未来的预见。事实上，创客运动似乎是对一些深刻的文化价值观的更新，是植根于我们历史和文化的对自我的定义。”
创客空间为学生们提供了创意和创新的机会，让他们能够一起发展创新的想法，进行发明和创造。创客空间提供了许多在创造过程中可能会用到的工具。当提到创客空间的时候，我们也留意到许多教师一直以来都在教室里为学生留有空间并準备了不同的科学材料让他们可以一起进行发明创造。相关研究人员指出，教室环境应有利于培养学生的创造性思维。根据相关专家的建议，我们开展了两个教育实验项目，即MSSELL（由联邦自然科学基金资助的、针对美国中学英语学习者学习自然科学的项目）与ELLA-V（由联邦教育部资助的、旨在提高美国小学生英语和自然科学学习的项目），通过创客空间将鼓励创新的教学活动融入到课程中。在结合了创客空间的教室里，你可以看到一个游戏场所，确切地说，那是一个进行创意学习的地方。事实上，俄罗斯著名心理学家维果斯基（Vygotsky）认为，儿童的游戏并不是认知发展的产物，而是与语言发展紧密关联。因此，我们认为，我们的教育项目中所结合的创客空间是让学生们通过发挥创造力来学习语言的一种模式。
一、科学模式
科学模式是我们建立创客空间的基础。布鲁纳（Bruner）认为学习源于认知的发展，源于操纵现实，以及提出和验证对认知的假设。他同时指出，这些修补和创造通过主动性、象征性和标志性的表达形式，能够发展个体语言听、说、读、写各个方面的能力。因此，我们项目中语言和创新力相结合的自然科学课堂是以科学模式为基础的。
我们所结合的科学模式是一系列现象的表征，这些现象包括了各个因素间抽象的因果关系和复杂的互动关系，而科学模式则使整个复杂的系统可视化和简单化。正如布鲁纳说的，这样的科学模式可以用于提出假设，检测假设，预测未来，亦或是产生新的理解。以我们结合创客空间的项目为例，科学模式正是发展新思维、发展语言、发挥创造力的基础。
（一）科学模式和创客空间
我们把用于创客空间的科学模式分为三大类：语言结合视觉模式、阐述复杂思维的心理模式、小组合作反思模式。首先，在语言结合视觉模式中，我们帮助英语学习者和家庭困难的学生学习科学专业词汇。视觉辅助的例子之一就是我们在结合了创客空间的课程中帮助学生学习和理解常规词汇。图1展示了一个日常教学活动，我们称其为专业口语（AOL）。这就是对学习自然科学的专业术语的视觉化辅助。
视觉和语言结合的辅助方式同样也用于提高学生对词汇的理解。图2展示了我们项目中的此类辅助方式。
我们使用的第二类科学模式是思维阐述模式。创客空间中的学生通过科学日记来记录他们的想法和理解。他们首先找到问题并独立思考解决的办法，然后与同伴进行讨论，最后再阐述他们动手解决问题前后的不同想法。图3展示了阐述理解和想法模式的示例，这是一份记录了电路环线的科学日记。
我们与创客空间结合的第三类科学模式就是合作模式。这一类模式中，我们教会学生如何与他人及小组合作，通过提问、对话和测试，来讨论和发展各自的想法。这一模式对于创客空间中的学生极为重要，因为只有通过合作的方式他们才能对自己的创新进行反思和理解。
创新在创客空间中很重要。我们鼓励创造性思维，并为学生合作制定安全规则和协作规则。图5也展示了创客空间内科学建模中的反思合作类型，同时还认可了学生既可以在室内也可以户外的创客空间产生和开发新的想法的事实。
正如图5所示的教师指导的户外创客活动，我们认为教师本身也可以参与到创客活动中。另外，创客空间可以位于任何地方，并不需要高额的支出。环保材料，无论是技术材料还是基础材料，都可以用于创客空间。
图6显示了一名教师正在创客空间为他们的课程制作模型。在我们的项目中，我们鼓励教师进行创作。该图中的创客“空间”位于房间的椅子上。创客空间只需要可以容纳2～4名学生从事学习即可。由此可见，创客空间不一定需要精心制作或者高昂的成本。
二、在科学课中的目标型创客空间
MSSELL和ELLA-V的项目中的创客空间都具有教学目标。我们认为创客空间应该鼓励学生参与、有目标，并符合学习的标准；在自然科学的教学项目中，我们要求学生能够通过创客空间制作出一个产品作为成果。当然我们应该为学生提供材料，以便他们在空间内进行创作。一些创客空间可能是纯粹的发现型学习，自由流动并不断发展的想法贯穿其中；而另一些创客空间则可能需要教师的协助，通过提问、指导问题或提供阅读卡片来促进学生的发展。这就是我们所说的引导式创新型创客空间，例如我们在图7中所示的有目标的创客空间。我们研究发现，双语学习者和家庭经济条件困难的学生在自然科学及其术语的学习过程中，有目标性的创客空间起到了关键作用。基于维果斯基的理念，有针对性、有导向性或结构化的创客空间可以鼓励创造性思维。他建议在教室里创建一个近端发展的区域，会特别有助于提高上述两类群体的能力和理解力。以我们的项目为例，这些学生通过参与到英语语言与自然科学相融合的创客空间中，提升了他们的英语水平。
（一）创客空间与目标
虽然创客空间可以是教室内的开放自由的空间，但在我们教学项目中的创客空间是专门针对英语学习和语言开发的具体课程。具体而言，创客空间的课程是提供教材和教学目标。例如，在图7中，“电路创客空间”的目标是证明，通过学生们对这些创客材料的接触和操作，电是可以通过电路流动的。
（二）创客空间的标准化
在我们的教学项目中，我们将创客空间与得克萨斯州教育部门制定的《自然科学和英语语言教学标准》，以及美国联邦教育部制定的《下一代自然科学标准（2013）》相结合。
（三）创客空间与学生作品
我们项目中的创客空间会产生出一些学生的作品。这些空间允许学生操作和创造性地发挥，使得他们可以开发物理或符号表达模型。这些模型可以在图7中看到，其中包括电路和学生们记录科学实验的日记。
三、结论
MSSELL和ELLA-V两个项目中的创客空间均基于科学模型，其中包括语言结合视觉模式、 阐述复杂思维的心理模式、小组合作反思模式。此外，我们认为，我们创建的创客空间不一定是昂贵的，而且可以在室内或户外进行。我们的创客空间鼓励学生提出假设并且检测他们的假设，这有助于提高学生的高阶思维和创造性思维能力。因为我们的创客空间创建了近端开发区域，所以学生的英语专业语言可以得到发展。最后，我们的创客空间是科学标准课程的一部分。因此，创客空间本身与本州和国家层面的标准相一致。虽然我们有目的地保持这种一致性，但创客空间活动仍然保持开放性、积极性、创造性、真实性和协作性。
注释：
①制汇节：全球创客集会，集中展示全球知名创客团队和创新型企业的最新创意作品。
编辑 许方舟 校对 朱婷婷
创客空间为学生们提供了创意和创新的机会，让他们能够一起发展创新的想法，进行发明和创造。创客空间提供了许多在创造过程中可能会用到的工具。当提到创客空间的时候，我们也留意到许多教师一直以来都在教室里为学生留有空间并準备了不同的科学材料让他们可以一起进行发明创造。相关研究人员指出，教室环境应有利于培养学生的创造性思维。根据相关专家的建议，我们开展了两个教育实验项目，即MSSELL（由联邦自然科学基金资助的、针对美国中学英语学习者学习自然科学的项目）与ELLA-V（由联邦教育部资助的、旨在提高美国小学生英语和自然科学学习的项目），通过创客空间将鼓励创新的教学活动融入到课程中。在结合了创客空间的教室里，你可以看到一个游戏场所，确切地说，那是一个进行创意学习的地方。事实上，俄罗斯著名心理学家维果斯基（Vygotsky）认为，儿童的游戏并不是认知发展的产物，而是与语言发展紧密关联。因此，我们认为，我们的教育项目中所结合的创客空间是让学生们通过发挥创造力来学习语言的一种模式。
一、科学模式
科学模式是我们建立创客空间的基础。布鲁纳（Bruner）认为学习源于认知的发展，源于操纵现实，以及提出和验证对认知的假设。他同时指出，这些修补和创造通过主动性、象征性和标志性的表达形式，能够发展个体语言听、说、读、写各个方面的能力。因此，我们项目中语言和创新力相结合的自然科学课堂是以科学模式为基础的。
我们所结合的科学模式是一系列现象的表征，这些现象包括了各个因素间抽象的因果关系和复杂的互动关系，而科学模式则使整个复杂的系统可视化和简单化。正如布鲁纳说的，这样的科学模式可以用于提出假设，检测假设，预测未来，亦或是产生新的理解。以我们结合创客空间的项目为例，科学模式正是发展新思维、发展语言、发挥创造力的基础。
（一）科学模式和创客空间
我们把用于创客空间的科学模式分为三大类：语言结合视觉模式、阐述复杂思维的心理模式、小组合作反思模式。首先，在语言结合视觉模式中，我们帮助英语学习者和家庭困难的学生学习科学专业词汇。视觉辅助的例子之一就是我们在结合了创客空间的课程中帮助学生学习和理解常规词汇。图1展示了一个日常教学活动，我们称其为专业口语（AOL）。这就是对学习自然科学的专业术语的视觉化辅助。
视觉和语言结合的辅助方式同样也用于提高学生对词汇的理解。图2展示了我们项目中的此类辅助方式。
我们使用的第二类科学模式是思维阐述模式。创客空间中的学生通过科学日记来记录他们的想法和理解。他们首先找到问题并独立思考解决的办法，然后与同伴进行讨论，最后再阐述他们动手解决问题前后的不同想法。图3展示了阐述理解和想法模式的示例，这是一份记录了电路环线的科学日记。
我们与创客空间结合的第三类科学模式就是合作模式。这一类模式中，我们教会学生如何与他人及小组合作，通过提问、对话和测试，来讨论和发展各自的想法。这一模式对于创客空间中的学生极为重要，因为只有通过合作的方式他们才能对自己的创新进行反思和理解。
创新在创客空间中很重要。我们鼓励创造性思维，并为学生合作制定安全规则和协作规则。图5也展示了创客空间内科学建模中的反思合作类型，同时还认可了学生既可以在室内也可以户外的创客空间产生和开发新的想法的事实。
正如图5所示的教师指导的户外创客活动，我们认为教师本身也可以参与到创客活动中。另外，创客空间可以位于任何地方，并不需要高额的支出。环保材料，无论是技术材料还是基础材料，都可以用于创客空间。
图6显示了一名教师正在创客空间为他们的课程制作模型。在我们的项目中，我们鼓励教师进行创作。该图中的创客“空间”位于房间的椅子上。创客空间只需要可以容纳2～4名学生从事学习即可。由此可见，创客空间不一定需要精心制作或者高昂的成本。
二、在科学课中的目标型创客空间
MSSELL和ELLA-V的项目中的创客空间都具有教学目标。我们认为创客空间应该鼓励学生参与、有目标，并符合学习的标准；在自然科学的教学项目中，我们要求学生能够通过创客空间制作出一个产品作为成果。当然我们应该为学生提供材料，以便他们在空间内进行创作。一些创客空间可能是纯粹的发现型学习，自由流动并不断发展的想法贯穿其中；而另一些创客空间则可能需要教师的协助，通过提问、指导问题或提供阅读卡片来促进学生的发展。这就是我们所说的引导式创新型创客空间，例如我们在图7中所示的有目标的创客空间。我们研究发现，双语学习者和家庭经济条件困难的学生在自然科学及其术语的学习过程中，有目标性的创客空间起到了关键作用。基于维果斯基的理念，有针对性、有导向性或结构化的创客空间可以鼓励创造性思维。他建议在教室里创建一个近端发展的区域，会特别有助于提高上述两类群体的能力和理解力。以我们的项目为例，这些学生通过参与到英语语言与自然科学相融合的创客空间中，提升了他们的英语水平。
（一）创客空间与目标
虽然创客空间可以是教室内的开放自由的空间，但在我们教学项目中的创客空间是专门针对英语学习和语言开发的具体课程。具体而言，创客空间的课程是提供教材和教学目标。例如，在图7中，“电路创客空间”的目标是证明，通过学生们对这些创客材料的接触和操作，电是可以通过电路流动的。
（二）创客空间的标准化
在我们的教学项目中，我们将创客空间与得克萨斯州教育部门制定的《自然科学和英语语言教学标准》，以及美国联邦教育部制定的《下一代自然科学标准（2013）》相结合。
（三）创客空间与学生作品
我们项目中的创客空间会产生出一些学生的作品。这些空间允许学生操作和创造性地发挥，使得他们可以开发物理或符号表达模型。这些模型可以在图7中看到，其中包括电路和学生们记录科学实验的日记。
三、结论
MSSELL和ELLA-V两个项目中的创客空间均基于科学模型，其中包括语言结合视觉模式、 阐述复杂思维的心理模式、小组合作反思模式。此外，我们认为，我们创建的创客空间不一定是昂贵的，而且可以在室内或户外进行。我们的创客空间鼓励学生提出假设并且检测他们的假设，这有助于提高学生的高阶思维和创造性思维能力。因为我们的创客空间创建了近端开发区域，所以学生的英语专业语言可以得到发展。最后，我们的创客空间是科学标准课程的一部分。因此，创客空间本身与本州和国家层面的标准相一致。虽然我们有目的地保持这种一致性，但创客空间活动仍然保持开放性、积极性、创造性、真实性和协作性。
注释：
①制汇节：全球创客集会，集中展示全球知名创客团队和创新型企业的最新创意作品。
编辑 许方舟 校对 朱婷婷