中小學(xué)創(chuàng)客（STEM）教育調(diào)研分析

王應(yīng)雪　王廣洋

摘? 要 通過(guò)問(wèn)卷方式和實(shí)地調(diào)研，了解并分析創(chuàng)客（STEM）教育在安徽省中小學(xué)校開展現(xiàn)狀，并提出應(yīng)對(duì)策略，為中小學(xué)開展創(chuàng)客（STEM）教育和教育行政部門決策提供借鑒。

關(guān)鍵詞 安徽;創(chuàng)客教育;STEM;校本課程;核心素養(yǎng);創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室;智慧學(xué)校

中圖分類號(hào)：G632.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）15-0011-05

1 引言

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，創(chuàng)新人才是國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略資源，是構(gòu)建創(chuàng)新型國(guó)家的必備條件。創(chuàng)客教育將推動(dòng)我國(guó)人才培養(yǎng)模式的加速轉(zhuǎn)型，培養(yǎng)大批實(shí)戰(zhàn)型科技創(chuàng)新人才，為創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)提供人才支撐[1]。建設(shè)什么樣的創(chuàng)客（STEM）教育基地，建立什么樣的創(chuàng)客（STEM）教育體系，如何在中小學(xué)規(guī)范實(shí)施創(chuàng)客（STEM）教育，成為擺在國(guó)內(nèi)創(chuàng)客（STEM）教育研究人員面前的重大課題。為此，課題組設(shè)想通過(guò)一線教師參與課題研究，通過(guò)實(shí)踐總結(jié)，建立較完善的教學(xué)體系，開發(fā)適合的校本課程體例，為學(xué)校創(chuàng)客（STEM）教育發(fā)展提供借鑒。

2 調(diào)查問(wèn)卷基本情況

調(diào)查目的? 課題組基于學(xué)校、學(xué)生、家長(zhǎng)等對(duì)創(chuàng)客（STEM）教育的理解設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷，面向安徽省部分中小學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上問(wèn)卷調(diào)查，了解當(dāng)前安徽省創(chuàng)客（STEM）教育硬件設(shè)施建設(shè)情況和學(xué)校創(chuàng)客（STEM）教育開展?fàn)顩r，從而形成具有針對(duì)性的解決策略。

調(diào)查對(duì)象與方法? 本次問(wèn)卷調(diào)查對(duì)象為全省部分中小學(xué)學(xué)生，包含城市學(xué)校和農(nóng)村學(xué)校。通過(guò)各地區(qū)教育主管部門向相關(guān)學(xué)校發(fā)放問(wèn)卷二維碼，學(xué)生線上答卷。

調(diào)查內(nèi)容? 問(wèn)卷內(nèi)容主要包括三個(gè)層面：

一是通過(guò)學(xué)生了解中小學(xué)校當(dāng)前創(chuàng)客（STEM）教育發(fā)展?fàn)顩r和活動(dòng)開展情況;

二是了解學(xué)生當(dāng)前參與創(chuàng)客（STEM）教育狀況;

三是了解家長(zhǎng)和學(xué)生對(duì)創(chuàng)客（STEM）教育的綜合理解。

3 調(diào)查結(jié)果及現(xiàn)狀分析

本次問(wèn)卷共回收有效問(wèn)卷11 273份，其中小學(xué)9709份，占86.13%;初中1036份，占9.19%;高中528份，占4.68%。城市學(xué)校問(wèn)卷回收6803份，占問(wèn)卷總數(shù)的60.35%。

針對(duì)學(xué)校層面的問(wèn)卷數(shù)據(jù)及分析

1）創(chuàng)客（STEM）教育環(huán)境建設(shè)和設(shè)備建設(shè)是開展創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)的基礎(chǔ)。在對(duì)學(xué)校開展創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)環(huán)境問(wèn)卷中，回收有效問(wèn)卷11 099份。為了對(duì)比城鄉(xiāng)差別，課題組特別抽取合肥地區(qū)問(wèn)卷，發(fā)現(xiàn)合肥地區(qū)問(wèn)卷份數(shù)占比很大。據(jù)了解，合肥市教育行政部門較早地下發(fā)了創(chuàng)客（STEM）教育的文件要求，有政策、經(jīng)費(fèi)、培訓(xùn)、教研等方面支持，在省內(nèi)領(lǐng)先。如圖1所示，在擁有專用創(chuàng)客教室的學(xué)校問(wèn)卷中，城市地區(qū)占60%，其中合肥地區(qū)問(wèn)卷882份，約占55.68%;擁有VR教室的學(xué)校有705所，占6.35%，其中合肥地區(qū)問(wèn)卷325份，占46%。而農(nóng)村地區(qū)擁有VR教室的學(xué)校幾乎為0。

在學(xué)生對(duì)學(xué)校創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)中所使用的設(shè)備了解問(wèn)卷中（圖2），共回收有效問(wèn)卷10 948份。如圖2所示，設(shè)備占比較高的為3D打印機(jī)，3927份，占35.87%，其中合肥地區(qū)2165份;其次為各類機(jī)器人套件3327份，占30.39%，其中合肥地區(qū)2091份;Arduino開源軟硬件2202

份，占20.11%，其中合肥地區(qū)1191份;激光切割機(jī)和數(shù)控雕刻機(jī)分別為834份和1003份，占比在10%以內(nèi)，其中合肥地區(qū)分別為466份和539份。

通過(guò)調(diào)查分析，許多學(xué)校使用其他功能館室開展創(chuàng)客（STEM）教育，這種方式對(duì)于開展創(chuàng)客（STEM）教育的常態(tài)化教學(xué)會(huì)有一定的影響。在設(shè)備的擁有上，占比較高的為3D打印機(jī)、機(jī)器人設(shè)備及Arduino開源軟硬件以及具有地方自身特色的設(shè)備，更高端的設(shè)備較少。另外，全省和合肥數(shù)據(jù)顯示，創(chuàng)客（STEM）教育的場(chǎng)地和設(shè)備的建有率，農(nóng)村與城市地區(qū)的差別較大，省會(huì)城市的占比明顯較高，說(shuō)明地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況對(duì)學(xué)校是否實(shí)施創(chuàng)客（STEM）教育影響較大。

2）教師隊(duì)伍是學(xué)校開展創(chuàng)客（STEM）教育的有力保障。在“創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)的教師來(lái)自什么學(xué)科”的問(wèn)卷中，有效問(wèn)卷11 158份。其中小學(xué)科學(xué)教師5957人，占53.39%;信息技術(shù)和通用技術(shù)教師分別為5109人和2428

人，分別占21.76%和45.79%;其他學(xué)科兼職教師主要為理科教師;另外，外聘教師1398人，占12.53%。數(shù)據(jù)顯示，教師基本是來(lái)自其他學(xué)科的兼職教師，大多數(shù)學(xué)校將此課程與科學(xué)、信息技術(shù)、通用技術(shù)相結(jié)合，教師隊(duì)伍偏向于理科教師兼職?？梢?，教師隊(duì)伍的組成主要來(lái)源于學(xué)校教師本身的興趣，學(xué)校具備專業(yè)并且獨(dú)立、穩(wěn)定師資隊(duì)伍的少之又少，教師專業(yè)化成長(zhǎng)之路還很漫長(zhǎng)。

3）課程實(shí)施形式和時(shí)間設(shè)定決定創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)效果。如表1所示，在對(duì)學(xué)校開展創(chuàng)客（STEM）活動(dòng)或課程的實(shí)施形式問(wèn)卷中，占比較高且具有獨(dú)立實(shí)施形式的是社團(tuán)活動(dòng)和興趣小組活動(dòng)，在課程中交叉實(shí)施占比較高的為科學(xué)課、信息技術(shù)課和通用技術(shù)課，另外，比賽前針對(duì)性輔導(dǎo)占11.17%。對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行分地區(qū)深層次比對(duì)，大多數(shù)學(xué)校課程實(shí)施形式并不只有一種，學(xué)校一般都是獨(dú)立實(shí)施課程與交叉在其他課程中實(shí)施形式并存。

學(xué)校一般都認(rèn)為社團(tuán)活動(dòng)或興趣小組活動(dòng)形式是當(dāng)前最適宜的方式，教師隊(duì)伍來(lái)源于各個(gè)學(xué)科，很多學(xué)校教師選擇了如信息技術(shù)、科學(xué)等課程教學(xué)時(shí)間，將創(chuàng)客教育與相關(guān)學(xué)科教學(xué)融合，這也是創(chuàng)客教育和STEM教育的融合。學(xué)校開設(shè)創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)周課程數(shù)見表2。據(jù)了解，一周開課多節(jié)的學(xué)校，基本都是利用綜合實(shí)踐活動(dòng)、課外活動(dòng)、興趣小組活動(dòng)等時(shí)間開課。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成績(jī)，各個(gè)學(xué)校一般都會(huì)在賽前進(jìn)行針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練，如機(jī)器人比賽等，這表明一些學(xué)校開展課程的目的是為了取得榮譽(yù)。競(jìng)賽活動(dòng)是激勵(lì)學(xué)生的一種有效手段，但開展創(chuàng)客（STEM）教育的常態(tài)化教學(xué)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)更為重要。

4）創(chuàng)客（STEM）教育課程決定創(chuàng)客教育的高度和深度。對(duì)什么是學(xué)校創(chuàng)客（STEM）教育，每個(gè)學(xué)校都有自己的理解，創(chuàng)客（STEM）教育課程種類紛繁。在“學(xué)生參與過(guò)哪些創(chuàng)客教育活動(dòng)或相關(guān)課程”問(wèn)卷數(shù)據(jù)顯示（表3），手工制作6331份，占57.17%;Arduino編程、3D打印、無(wú)人機(jī)、各類機(jī)器人、木質(zhì)材料搭建等課程只達(dá)到10%～20%之間。據(jù)了解，安徽省目前各類學(xué)校在開展創(chuàng)客教育活動(dòng)中，課程主要依托供應(yīng)商提供的教材。

從數(shù)據(jù)來(lái)看，目前大多數(shù)學(xué)生接觸的創(chuàng)客（STEM）教育課程以手工制作類為主，涉及編程的創(chuàng)客（STEM）教育課程占比還比較低。在問(wèn)卷分地區(qū)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，如實(shí)施Arduino編程、3D打印、無(wú)人機(jī)、各類機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)與制作等課程的學(xué)校一般都在城市，可見創(chuàng)客（STEM）教育的內(nèi)容城鄉(xiāng)差距還比較大。

針對(duì)學(xué)生層面的問(wèn)卷數(shù)據(jù)及分析

1）興趣決定學(xué)生的參與度。從學(xué)生參與度來(lái)看，對(duì)于這種能充分動(dòng)手動(dòng)腦的教育活動(dòng)，其興趣度較高。而認(rèn)為以學(xué)業(yè)為重、參與度小的學(xué)生，筆者認(rèn)為可能這些學(xué)生認(rèn)為這些活動(dòng)占用了文化課的學(xué)習(xí)時(shí)間。據(jù)了解，在創(chuàng)客類課程方面表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，文化課成績(jī)一般都處于學(xué)校前列，并且也沒(méi)有因?yàn)閰⒓恿诉@些活動(dòng)而使成績(jī)下降;相反，更多的學(xué)生因?yàn)榇祟惢顒?dòng)和比賽，觀察、自學(xué)、動(dòng)手操作等能力都得到了提升，較以前變得更加樂(lè)學(xué)、善學(xué)。

2）對(duì)于活動(dòng)及課程的學(xué)生興趣指向數(shù)據(jù)分析。學(xué)生對(duì)哪一類動(dòng)手實(shí)踐類活動(dòng)感興趣問(wèn)卷中（表4），占比最高的是手工，占67.6%;其次是科技小制作，占45.53%;占比小的有紙電路制作、比特物聯(lián)網(wǎng)，分別占13.48%、9.5%。

在對(duì)學(xué)生最喜歡的創(chuàng)客類課程問(wèn)卷調(diào)查中（表5），占比較高的為百變積木課程、神筆馬良（3D打印筆）課程，對(duì)涉及需要編程類的課程，喜愛度不高。

目前創(chuàng)客類課程種類較多，通過(guò)以上兩份問(wèn)卷發(fā)現(xiàn)，學(xué)生興趣較高、喜愛度較高的是非編程類動(dòng)手操作的類型，如手工制作、積木課程、3D打印筆等。筆者認(rèn)為，學(xué)生興趣與課程難易度及教師引導(dǎo)有很大的關(guān)系，非編程類課程相對(duì)而言易于上手，作品呈現(xiàn)所需要的時(shí)間較短，對(duì)教師教學(xué)水平的要求也不太高;而如MICRO BIT、比特物聯(lián)網(wǎng)、3D建模課程等，部分學(xué)?？赡茉趲熧Y上還有待提高，只有擁有了較強(qiáng)的師資隊(duì)伍，才能拓展更多的教學(xué)內(nèi)容，開展更高層次的創(chuàng)客教育活動(dòng)。

3）通過(guò)學(xué)生對(duì)基本元件了解情況看當(dāng)前創(chuàng)客教育發(fā)展?fàn)顩r。在問(wèn)卷設(shè)計(jì)上，選擇列舉創(chuàng)客教育活動(dòng)中所使用的最基本、最常用的開源元件（表6），然而“都不了解”的占比卻相當(dāng)高。這組數(shù)據(jù)不僅反映出學(xué)生目前對(duì)創(chuàng)客教育的接受情況，也印證了前面學(xué)校課程設(shè)置的傾向問(wèn)題。很多學(xué)校的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中所使用的設(shè)備基本都如同成品，課程并不設(shè)置對(duì)這些元件的認(rèn)識(shí)和功能介紹，雖然學(xué)生可能用到這些元件，但并不知道這些元件的名稱。

綜合層面問(wèn)卷數(shù)據(jù)及分析

1）學(xué)生對(duì)創(chuàng)客（STEM）教育所帶來(lái)的影響的理解（能力、核心素養(yǎng)）。創(chuàng)客（STEM）教育對(duì)參與其中的學(xué)生在能力及核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面，其實(shí)學(xué)生理解并不全面，他們并不知道這樣的教育活動(dòng)會(huì)帶來(lái)什么樣的影響。從數(shù)據(jù)來(lái)看，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都比較大（圖3、圖4），說(shuō)明學(xué)生對(duì)于自身能力及核心素養(yǎng)的提升已有一定的了解，對(duì)參與此類活動(dòng)有著濃厚的興趣。

在問(wèn)卷最后設(shè)計(jì)這樣一道填空題：“你對(duì)學(xué)校開展創(chuàng)客（STEM）教育有什么意見和建議？”對(duì)此問(wèn)題的11 000余份回答中，有6000份以上意見和建議是希望學(xué)校能更多地開展此類活動(dòng)和延長(zhǎng)活動(dòng)時(shí)間，說(shuō)明學(xué)生對(duì)創(chuàng)客（STEM）教育活動(dòng)深層次開展下去的期盼值高。

2）家長(zhǎng)態(tài)度取決于家長(zhǎng)對(duì)活動(dòng)的理解。通過(guò)圖5所示數(shù)據(jù)明顯看出，家長(zhǎng)對(duì)于學(xué)生參與此類活動(dòng)的支持率是非常高的，而對(duì)于無(wú)態(tài)度、質(zhì)疑和反對(duì)的家長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是其對(duì)創(chuàng)客教育的了解程度不夠。

4 創(chuàng)客（STEM）教育發(fā)展的對(duì)策建議

強(qiáng)化引導(dǎo)，為創(chuàng)客（STEM）教育發(fā)展提供條件保障? 雖然有些省出臺(tái)了中小學(xué)創(chuàng)客（STEM）教育的有關(guān)文件要求，但大多數(shù)地方還沒(méi)有出臺(tái)有關(guān)中小學(xué)創(chuàng)客（STEM）教育裝備標(biāo)準(zhǔn)，需要建立或完善中小學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或創(chuàng)客（STEM）教育相關(guān)教育裝備配備分類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各地社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際，制定科學(xué)合理的配備標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)中小學(xué)合理配置創(chuàng)客教育裝備條件。

加大投入，保障創(chuàng)客（STEM）教育裝備基本配置? 教育行政管理部門要出臺(tái)有力政策，建立多元投入機(jī)制，拓寬經(jīng)費(fèi)籌措渠道，鼓勵(lì)社會(huì)資本參與學(xué)校創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室（創(chuàng)客空間）建設(shè)。

填補(bǔ)空缺，培養(yǎng)一批創(chuàng)客（STEM）教師? 創(chuàng)客及STEM教師是創(chuàng)客教育理念的實(shí)踐者、播種者，一線創(chuàng)客教師的素質(zhì)和水平?jīng)Q定了創(chuàng)客教育實(shí)施的質(zhì)量。各地要結(jié)合智慧學(xué)校建設(shè)，改變教育行政管理人員和學(xué)校負(fù)責(zé)人的觀念，投入經(jīng)費(fèi)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才;做好創(chuàng)客及STEM教師隊(duì)伍組建和管理工作，遴選一批創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、技術(shù)能力好的優(yōu)秀教師組建創(chuàng)客（STEM）骨干教師隊(duì)伍，定期開展創(chuàng)客教育培訓(xùn)，多學(xué)科聯(lián)動(dòng)、多渠道促進(jìn)教師成長(zhǎng);鼓勵(lì)學(xué)校理科教師、信息技術(shù)教師、科技創(chuàng)新輔導(dǎo)員主動(dòng)轉(zhuǎn)型，充實(shí)到創(chuàng)客及STEM師資隊(duì)伍中來(lái)，同時(shí)鼓勵(lì)引進(jìn)優(yōu)秀外來(lái)教師。

立足學(xué)校，開發(fā)應(yīng)用創(chuàng)客資源? 有課程，常態(tài)化開課，創(chuàng)客空間才能發(fā)揮應(yīng)有的育人效應(yīng)。創(chuàng)客教育尤其是STEM教育大多數(shù)是基于項(xiàng)目的探究學(xué)習(xí)，是跨學(xué)科的融合教育，是集多學(xué)科為一體的教育教學(xué)，沒(méi)有明確的課程標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有具體的教學(xué)內(nèi)容，更沒(méi)有明確的教學(xué)進(jìn)度和完善的測(cè)評(píng)機(jī)制[2]。因此，要立足學(xué)校，教師要按照校本課程要求，秉承創(chuàng)客（STEM）教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念，開展創(chuàng)客活動(dòng)。STEM課程具有鮮明的時(shí)代性，所以每年應(yīng)該有更新，學(xué)校教師自主開發(fā)的課程資源才能滿足教學(xué)需求。

活動(dòng)引領(lǐng)，為學(xué)生發(fā)展提供平臺(tái)? 各級(jí)行政部門或協(xié)會(huì)可以開展一系列創(chuàng)客比賽活動(dòng)，各級(jí)各類學(xué)校也要組織相應(yīng)的活動(dòng)，利用拓展性課程的開設(shè)和各種科技活動(dòng)常態(tài)化開展豐富多彩的創(chuàng)客教育活動(dòng)，為青少年創(chuàng)客提供展示作品、擴(kuò)展視野的交流平臺(tái)。發(fā)揮融媒體時(shí)效性強(qiáng)、覆蓋面廣、影響面大的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大創(chuàng)客活動(dòng)的影響力，營(yíng)造濃厚的創(chuàng)客文化氛圍[3]，以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為關(guān)鍵點(diǎn)，切實(shí)將創(chuàng)客教育落在實(shí)處。

引進(jìn)外援，擴(kuò)大教育資源? 眾多的科普基地、大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)有可供學(xué)校開展創(chuàng)客教育尤其是STEM教育的場(chǎng)所和資源，學(xué)校要拓展渠道、多方合作，主動(dòng)聯(lián)系具有資源的有關(guān)單位，開設(shè)專題講座或選修課程（可邀請(qǐng)有專長(zhǎng)的家長(zhǎng)和校友等），或者將學(xué)生活動(dòng)成果應(yīng)用于社會(huì)生活中。

5 結(jié)語(yǔ)

本文是在做了大量實(shí)地調(diào)研以及網(wǎng)上問(wèn)卷調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合安徽省現(xiàn)狀，探索創(chuàng)客（STEM）教育策略，以便讓中小學(xué)通過(guò)各種措施積極開設(shè)創(chuàng)客（STEM）教育課程，從而提升學(xué)生核心素養(yǎng)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)創(chuàng)客（STEM）教育越來(lái)越重視，中小學(xué)校實(shí)施創(chuàng)客（STEM）教育普及面越來(lái)越廣，課題組將繼續(xù)深入研究，進(jìn)一步探索如何高效在中小學(xué)開展基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的創(chuàng)客（STEM）教育，取得更好的教育效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬文娟，馬建軍.美國(guó)STEM教育對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的啟示[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2019（16）：134-136.

[3]關(guān)于印發(fā)山東省學(xué)校創(chuàng)客空間建設(shè)指導(dǎo)意見的通知[EB/OL].[2017-03-15].http：//edu.shandong.gov.cn/art/2017/3/15/art_11990_7738935.html.

*項(xiàng)目來(lái)源：本文為全國(guó)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于現(xiàn)代教育裝備的教育教學(xué)協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用研究”子課題“基于核心素養(yǎng)的中小學(xué)創(chuàng)客教育地方課程建設(shè)與實(shí)施的研究”研究成果（課題編號(hào)：FCB170641ZH02AH）。

作者：王應(yīng)雪，安徽省教育廳教育技術(shù)裝備中心，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)與教育裝備（230011）;王廣洋，馬鞍山市新市中心學(xué)校，一級(jí)教師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒O(shè)施設(shè)備在學(xué)校中的應(yīng)用實(shí)踐（243100）。