综述：开发创客活动以增强青少年的自主学习能力：一项系统性综述

这篇综述系统回顾了创客教育（Maker Education, ME）与3D打印（3DP）技术在培养青少年自主学习（Self-Directed Learning, SDL）中的作用，整合了自我调节学习（SRL）、探究式学习（IBL）和问题导向学习（PBL）三大理论框架，提出六项关键环境特征（如引导支持、协作、假设检验等），为高中课堂实践提供科学依据。

　　

引言

在21^st世纪教育中，自主学习（SDL）被视为核心能力，尤其在技术驱动创新的背景下。SDL要求个体主动诊断学习需求、制定目标并评估成果，而青少年阶段是培养这一能力的关键窗口。创客活动（如3D打印）通过设计、迭代和协作，为SDL发展提供了独特机会。

理论基础与框架

研究识别了三大支持SDL的理论模型：

1. 自我调节学习（SRL）：强调目标设定、策略调整和反思的循环过程，与3DP的设计流程高度契合。
2. 探究式学习（IBL）：通过问题驱动、实验和协作激发学生自主性，例如在STEM项目中研究环境问题。
3. 问题导向学习（PBL）：解决真实复杂问题，但需注意平衡教师支持与学生自主性。

关键环境特征

1. 引导支持：教师需从“讲授者”转为“脚手架提供者”，尤其在目标设定阶段（如SMART目标）。
2. 协作与反馈：团队合作和同伴互评能增强责任感，如创客空间中的设计批判。
3. 兴趣与选择：学生自主选题（如设计环保产品）显著提升动机和持久性。
4. 能力匹配：避免目标过高导致挫败，需结合学生先验知识调整任务难度。
5. 假设检验：贯穿设计流程，例如通过3DP迭代测试假肢功能。

实践应用

基于设计思维（DT）的七阶段模型（见图2）整合了上述特征：

• 准备阶段：设定真实问题（如社区需求），分组时考虑兴趣互补。
• 探索与规划：学生调研需求，制定分阶段目标。
• 原型与评估：3DP迭代中融入SRL监控策略，如自我提问（“模型是否满足用户需求？”）。

挑战与展望

当前学校创客活动常忽视设计过程，过度侧重知识传授。未来需开发更多支持工具（如数字模板），并研究3DP在SDL中的长期效果。这一框架不仅适用于3DP，还可扩展至其他创客技术，为培养未来创新型学习者提供蓝图。

（注：全文基于30项实证研究，结论均引用自原文数据与案例。）