基于創(chuàng)客項目的小學STEM教育活動可行性研究

梁賢慧

【摘要】基于文獻搜集，本文簡要分析了STEM教育與創(chuàng)客教育的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了國內(nèi)外學者有關STEM教育和創(chuàng)客教育整合的理論研究和實踐研究成果。得出結論，基于創(chuàng)客項目的小學STEM教育是切實可行的，但相關研究不多，是值得研究的課題。

【關鍵詞】STEM教育;創(chuàng)客;跨學科

一、背景

（一）STEM教育和創(chuàng)客教育是我國學科教育變革的新方向

以美國為代表的一些發(fā)達國家，為提升國際競爭力，積極出臺多項政策、法案，大力推動STEM教育和創(chuàng)客的發(fā)展，以達到培養(yǎng)綜合型高素質(zhì)人才的長遠目標。西方國家大量的實踐表明，依托項目式學習的創(chuàng)客教育和STEM教育對培養(yǎng)學生的探究能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力大有裨益[1]。

2013年前后， STEM教育與創(chuàng)客教育在我國成為教育熱點，幾乎在同一時間給中小學教育教學改革注入了新的活力。2016年教育部頒布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》首次提出明確建議——探索跨學科學習（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式，以提升學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。隨后，在中小學教育實踐領域，STEM教育與創(chuàng)客教育受到了多個地區(qū)高度的重視，如貴州省、江蘇省、山東省陸續(xù)公布了面向中小學校的有關創(chuàng)客空間建設和STEM教育項目開展的指導意見，各中小學積極依據(jù)上述指引嘗試探索STEM教育和創(chuàng)客教育。與此同時，上海云中心、深圳柴火空間、鯊魚公園等社會組織或企業(yè)都紛紛聚焦STEM教育與創(chuàng)客教育，足以說明STEM 教育和創(chuàng)客教育是教育改革新方向。

（二）STEM教育和創(chuàng)客教育是小學科學課程標準的新要求

2016年《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》的發(fā)布是國家落實立德樹人根本任務的重要舉措。其中，培養(yǎng)學生科學精神和科學素養(yǎng)是核心素養(yǎng)中的重要因素。為了更好地適應時代的要求，教育部于2017年新修訂了《義務教育小學科學課程標準》，增設了技術與工程領域的課程內(nèi)容。新增的技術與工程領域內(nèi)容，非常強調(diào)培養(yǎng)學生的團結協(xié)作能力、創(chuàng)造性思維和批評思維，充分反映出小學科學課程中對STEM 教育和創(chuàng)客教育的重視程度，是我國科學教育發(fā)展過程中的一次飛躍。STEM教育開展是依托學生的生活實踐經(jīng)驗，讓學生在實際問題中培養(yǎng)綜合能力，最終再回到生活實踐中去應用跨學科知識來解決具體的問題，達到學科理論與生活實踐相結合的目的。STEM教育和創(chuàng)客教育倡導跨學科學習、合作探究、創(chuàng)新共享，這與新修訂《義務教育小學科學課程標準》的要求不約而合。STEM教育和創(chuàng)客教育通過創(chuàng)設與學生生活實際相關的情境，著重提高學生的跨學科知識的綜合應用能力、動手操作能力以及創(chuàng)新能力等，必定對發(fā)展學生的核心素養(yǎng)有著促進作用。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）國外研究現(xiàn)狀

1.基于創(chuàng)客項目的STEM教育的理論研究

Bronwyn Bevan等人認為，從時間上來看，STEM教育的出現(xiàn)早于創(chuàng)客教育，STEM教育和創(chuàng)客教育產(chǎn)生于不同的組織：STEM教育是由美國國家層面上大力推行的新興教育模式，而創(chuàng)客教育則是美國民眾層面上對STEM教育的自發(fā)行為[2]。因此，由國家層面推廣的STEM教育與民間自發(fā)興起的創(chuàng)客教育是相輔相成的。

有“創(chuàng)客教父”之稱的美國資深創(chuàng)客Mitch Altman認為創(chuàng)客空間是一個很好的推動STEM教育的地方。培養(yǎng)創(chuàng)作力的過程需要更廣泛的綜合知識，這就凸顯了STEM教育的價值，STEM教育可以幫助學生在實踐中構建科學、技術、工程學、數(shù)學領域的跨學科知識體系。創(chuàng)客社團的學生在設計作品的過程中會自然而然地發(fā)生STEAM的學習。

2.基于創(chuàng)客項目的STEM教育的教學實踐研究

埃里克·布倫塞爾編寫的《在課堂中整合工程與科學》一書，介紹了囊括小學至高中的30個STEM項目活動。他提出有關STEM教育和創(chuàng)客教育整合的“培養(yǎng)21世紀的科學家”，系統(tǒng)地審視了全球STEM與創(chuàng)客教育的挑戰(zhàn)和希望。

國際技術和工程教育協(xié)會（ITEEA） STEM教學中心開發(fā)了工程設計項目（The Engineering by Design，簡稱EbD）模型，該模型專門為K-12年級提供一個基于項目學習的、真實的學習環(huán)境，經(jīng)過一系列合作、探究、分享的活動來提高所有學生在科學、工程、技術及數(shù)學的成績。

王志強，李菲，卓澤林等人以全美最早為本科生提供創(chuàng)客空間的卡內(nèi)基梅隆大學為例，分析了該校創(chuàng)客教育與 STEM 教育整合的理念和方法。該校通過一系列基于創(chuàng)客項目的STEM教育的資源，為該校大學生在創(chuàng)新過程中培養(yǎng)跨學科實踐能力的平臺。

（二）國內(nèi)研究現(xiàn)狀

1.基于創(chuàng)客項目的STEM教育的理論研究

國內(nèi)不少學者曾對STEM 教育和創(chuàng)客教育的關系進行剖析，被譽為“中小學創(chuàng)客第一人”的溫州中學謝作如老師結合自身的實踐，比較了STEM 教育和創(chuàng)客教育的異同，他認為兩者是密切相關的，兩者的學習內(nèi)容和學習方式都有較多交集，不能將STEM 教育和創(chuàng)客教育人為地割裂開。

黃志紅從四個角度詳細地辨析了STEM 教育和創(chuàng)客教育：1.起源和發(fā)展路徑不同，但二者殊途同歸;2.內(nèi)涵定義不同，但二者互相拓展;3.學科基礎不同，但二者互為補充;4.建設內(nèi)容側重不同，二者需互相融合，進而得出兩者的共通性大于差異性的結論。

滕嬌嬌，閆志明等人從理論上分析了STEM 教育和創(chuàng)客教育的區(qū)別，還從中小學的實踐中比較分析兩者的活動類型、內(nèi)容、課程，發(fā)現(xiàn)兩者是相互交融的。

2.基于創(chuàng)客項目的STEM教育實踐研究

與國外的實踐研究相比，我國基于創(chuàng)客項目的STEM教育實踐研究起步較晚，研究范圍主要集中在大城市。

劉綺君較為詳細地分析了中國香港地區(qū)STEM教育的發(fā)展現(xiàn)狀以及STEM教育實踐的優(yōu)秀案例，如香港仔工業(yè)學?！巴苿覵TEM教育，小創(chuàng)客大創(chuàng)作”特色活動、樂善堂余近卿中學實現(xiàn)的魚菜共生系統(tǒng)、圣公會圣十架小學運用STEM理念優(yōu)化整合的校本課程《制作磁浮列車》等。她認為STEM教育與創(chuàng)客運動的融合在香港部分中小學的實踐中得到了論證。

王旭卿以信息技術設備為硬件支持，創(chuàng)新地構建了基于STEM教育的創(chuàng)客教育模式，在實踐中探索如何提升學生的信息素養(yǎng)，為我國面向STEM教育的創(chuàng)客教育教育模式提供了有價值的參考。

馬瑩華基于STEAM教育和創(chuàng)客教育理念，設計了創(chuàng)意紙電路趣味課程， 將初中物理的電學知識生動地融入在項目學習中。該項目在武漢科技館推行得到了廣大師生及家長的好評。

三、結語

綜上所述，國內(nèi)外學者都認為基于創(chuàng)客項目的STEM教育是切實可行的，這是本課題研究的重要基礎和理論依據(jù)。國外有一些較為成熟的基于創(chuàng)客項目的STEM教育的教學實踐案例，具有一定的參考價值，但將其應用在國內(nèi)的教育教學改革當中絕不能生搬硬套。根據(jù)前期的文獻研究了解到，目前國內(nèi)基于創(chuàng)客項目的STEM教育的研究仍在起步階段，尤其是針對其應用在小學教育改革的研究不多，更未形成系統(tǒng)的課程體系;面對新的教學模式，教師需要具備新進的教學理念和較高的專業(yè)技能;教學資源與教材還不夠豐富，基于創(chuàng)客項目的STEM教育的教學活動案例還比較缺乏等問題。

【本文系2020年廣東省教育研究院科研立項課題“基于創(chuàng)客項目的小學ATEM教育活動實踐研究”（GDJY-2020-Aa-206）研究成果之一】

【參考文獻】

[1]李小濤，高海燕，鄒佳人等.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的STEM教育到創(chuàng)客教育之變遷——從基于項目的學習到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].遠程教育雜志，2016，34（1）：28-36.

[2] Bronwyn Bevan， Joshua P Gutwill， Mike Petrich， Karen Wilkinson. Learning Through STEM-Rich Tinkering： Findings form a Jointly Negotiated? Research Project Taken UP in Practice[J].Science Education ，2015（1）：98-120.

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[4] 埃里克·布倫賽爾.在課堂中整合工程和科學[M].周雅明，王慧慧譯.上?？萍冀逃霭嫔?，2015：6.

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[8] 黃志紅. STEM和創(chuàng)客教育共通性大于差異性[J].中國民族教育，2018（Z1）：29-31.

[9] 滕嬌嬌，閆志明. STEM與創(chuàng)客教育辨析[J].現(xiàn)代教育技術，2019（11）：101-106.

[10] 劉綺君.香港中小學STEM教育的概況與實踐案例[J].軟件導刊·教育技術，2016（10）：56-58.

[11] 王旭卿. 面向STEM教育的創(chuàng)客教育模式研究[J].中國電化教育，2015（8）：36-41.

[12] 馬瑩華.科技館中基于STEAM的創(chuàng)客教育活動設計與應用研究[D]華中師范大學，2017.

（責任編輯：梁慧嬋）