基于STEM教育理念的學(xué)生創(chuàng)造性思維培育

裴芯逸 張凡迪

〔摘? ? 要〕? 本文基于STEM教育理念，探究了小學(xué)生創(chuàng)造性思維的培育方法。通過(guò)深入分析STEM教育理念與創(chuàng)造性思維的內(nèi)在關(guān)聯(lián)與發(fā)展規(guī)律，本文提出了以培養(yǎng)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的跨學(xué)科能力為基礎(chǔ)的教育方法。這主要包括三個(gè)方面：開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的課程設(shè)計(jì)策略；加強(qiáng)實(shí)踐活動(dòng)在創(chuàng)造性思維培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用；促進(jìn)教師角色的轉(zhuǎn)變與專業(yè)成長(zhǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕? STEM教育；創(chuàng)造性思維；培育方法

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 15? ? 067-069

《中國(guó)STEM教育白皮書(shū)》指出，STEM教育對(duì)于貫徹落實(shí)創(chuàng)新型人才培育戰(zhàn)略、回應(yīng)中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型對(duì)人才培養(yǎng)訴求、實(shí)現(xiàn)偉大中國(guó)夢(mèng)具有重要意義。小學(xué)階段是學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)知識(shí)的第一時(shí)期，也是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的第一時(shí)期。加強(qiáng)小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育對(duì)于培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、探索精神，促進(jìn)小學(xué)生全面發(fā)展，以及深入貫徹國(guó)家創(chuàng)新型人才戰(zhàn)略具有重要意義。

以STEM為基礎(chǔ)促進(jìn)小學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，為教育實(shí)踐提供了一種可行的創(chuàng)造性思維培育方法，為促進(jìn)小學(xué)生的全面發(fā)展做出有益的探索。

一、STEM教育

STEM教育是一種將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)相互整合的跨學(xué)科教育理念，旨在培養(yǎng)復(fù)合型人才的跨學(xué)科整合教育模式。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)人才的需求也發(fā)生了變化。傳統(tǒng)的學(xué)科教育往往局限于知識(shí)的灌輸和記憶，無(wú)法滿足未來(lái)社會(huì)對(duì)人才綜合能力的需求。而STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的融合與應(yīng)用，將學(xué)科知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)造性思維，更符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的需求。

過(guò)去的教育往往側(cè)重于知識(shí)的傳授和信息的獲取，忽視了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。而STEM教育注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究精神，通過(guò)實(shí)踐和合作解決問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。現(xiàn)今，各國(guó)都很重視STEM教育的發(fā)展，并將其納入教育改革的議程中。例如，美國(guó)的《國(guó)家STEM教育倡議》和中國(guó)的《創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃》等都是對(duì)STEM教育的重視和支持。這些政策的制定和實(shí)施為STEM教育的發(fā)展提供了政策保障和資源支持，推動(dòng)了STEM教育的普及和深入發(fā)展。

STEM教育的發(fā)展為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維提供了新的教育模式和路徑。在未來(lái)的教育實(shí)踐中，應(yīng)進(jìn)一步探索和研究STEM教育的有效性和可持續(xù)發(fā)展的方式，為培育具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才做出更多有益的探索和貢獻(xiàn)。

二、STEM教育與小學(xué)生創(chuàng)造性思維

（一）STEM教育中的S（科學(xué)）——與小學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)聯(lián)

科學(xué)作為STEM教育中的第一個(gè)成分，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。成功的科學(xué)教育能鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行批判性思考，以及理解世界的基本原理。尤其對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，科學(xué)概念的引入有助于他們建立多元的視角，從而為其日后發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

科學(xué)是一種探索未知、解釋世界的方式。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不斷地提出假設(shè)，然后去驗(yàn)證，以此提升他們的創(chuàng)造性思維?？茖W(xué)教育倡導(dǎo)的這種以證據(jù)為中心的思考模式，同樣可以在解決各類問(wèn)題時(shí)發(fā)揮重要作用，幫助學(xué)生掌握分析能力，提升他們觀察和推理能力。

（二）STEM教育中的T（技術(shù)）——與小學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)聯(lián)

科技作為STEM教育的核心構(gòu)成部分，直接關(guān)系到學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展?？萍冀逃荚谝龑?dǎo)學(xué)生初步理解和探索人類科技成果，切實(shí)感受科技給人類生活、工作等方面帶來(lái)的影響。

在小學(xué)階段，學(xué)生接觸到的科技教育，本質(zhì)上是關(guān)于科技工具和使用方法的基礎(chǔ)知識(shí)?？萍冀逃⒎侵R(shí)技術(shù)培訓(xùn)，而是在引導(dǎo)小學(xué)生理解科技如何影響個(gè)體和社會(huì)。用科技進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，解決日常生活中的實(shí)際問(wèn)題，是鼓勵(lì)小學(xué)生開(kāi)啟創(chuàng)造性思維的過(guò)程。

科技教育在提供技術(shù)工具的同時(shí)，培養(yǎng)小學(xué)生掌握和應(yīng)用這些工具的能力。這種培養(yǎng)策略多種多樣，從編程到機(jī)器人再到3D打印等等，都可以讓學(xué)生開(kāi)展探索，開(kāi)發(fā)學(xué)生的想象力，促進(jìn)創(chuàng)造性思維發(fā)展。

（三）STEM教育中的E（工程）——與小學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)聯(lián)

在STEM教育中，“工程”通常被定義為實(shí)踐的一種形式，它包括科學(xué)和數(shù)學(xué)的概念，并以科技為工具來(lái)設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)和改善物質(zhì)世界。從某種角度來(lái)說(shuō)，工程教學(xué)啟發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)嘗試、追求并享受解決問(wèn)題的樂(lè)趣。

工程教育是STEM教育中最具挑戰(zhàn)性，但同樣是最能強(qiáng)化創(chuàng)造性思維的一部分。工程涉及方案設(shè)計(jì)、機(jī)器人制作等多種任務(wù)的實(shí)施，需要靈活調(diào)動(dòng)和運(yùn)用各種資源。這些任務(wù)需要小學(xué)生提出問(wèn)題，尋求答案，逐步理解并解決，最后反思和改進(jìn)。

這個(gè)過(guò)程不斷激發(fā)和培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)造力。一方面，小學(xué)生需要獨(dú)立設(shè)計(jì)解決方案，另一方面，學(xué)生要獨(dú)立解決各類領(lǐng)域的問(wèn)題。這意味著，學(xué)生需要?jiǎng)?chuàng)新思考，從而尋求解決問(wèn)題的最佳方法，而不是去記憶某種方法來(lái)解決所有問(wèn)題。這樣既能增強(qiáng)小學(xué)生的想象和聯(lián)想能力，也能引導(dǎo)他們明白創(chuàng)造性思維的重要性。

（四）STEM教育中的M（數(shù)學(xué)）——與小學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)聯(lián)

數(shù)學(xué)是STEM教育的重要組成部分，也是當(dāng)今全球最普遍且最早教授的學(xué)科之一。而在STEM教育中，數(shù)學(xué)在小學(xué)階段的教育是訓(xùn)練邏輯思維、提升解決問(wèn)題能力以及增強(qiáng)批判思維能力的有效途徑。通過(guò)對(duì)數(shù)量、空間和關(guān)系的直觀理解，學(xué)生可以理解世界，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)和工程等其他學(xué)科奠定良好的基礎(chǔ)。

數(shù)學(xué)也為小學(xué)生提供了一種創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練。例如，通過(guò)模式識(shí)別，找尋數(shù)據(jù)的規(guī)律性，從而預(yù)測(cè)未來(lái)的情況。另一方面，通過(guò)探索各種解決問(wèn)題的算法和方法，可以使他們更好地理解世界，鍛煉邏輯思維能力，觸發(fā)創(chuàng)造性思維。

三、基于STEM教育理論的小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育策略

（一）創(chuàng)新的課程設(shè)計(jì)策略

在面向未來(lái)的教育中，STEM教育理論必將成為一個(gè)重點(diǎn)理念。在這個(gè)理念中，對(duì)于小學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)十分重要，而有效的課程設(shè)計(jì)則是提升小學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的核心所在。

1.以STEM為核心的寓教于樂(lè)課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)需將STEM教育融入小學(xué)生的日常課程中。方法之一就是寓教于樂(lè)，將技術(shù)、數(shù)學(xué)和科學(xué)教育融入游戲和繪畫(huà)等活動(dòng)當(dāng)中。學(xué)習(xí)與娛樂(lè)并重，引導(dǎo)小學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)新知，激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)造力。

以《制作飛機(jī)模型》一課為例，教師先引導(dǎo)學(xué)生簡(jiǎn)單了解飛機(jī)飛行的科學(xué)原理，隨后學(xué)生進(jìn)行飛機(jī)模型圖紙的設(shè)計(jì)、制作紙飛機(jī)。完成后，進(jìn)行飛行測(cè)試。根據(jù)飛行效果，決定是否對(duì)飛機(jī)模型進(jìn)行優(yōu)化。最后，進(jìn)行紙飛機(jī)模型比賽。在該課程中，將科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)和科學(xué)教育等STEM教育元素融入繪畫(huà)、游戲比賽活動(dòng)當(dāng)中，激發(fā)了學(xué)生的好奇心、想象力和創(chuàng)造性思維。

2.立足于實(shí)踐的項(xiàng)目式課程設(shè)計(jì)

《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見(jiàn)》明確提出，學(xué)校要加強(qiáng)基于學(xué)科的綜合化教學(xué)，開(kāi)展研究型、合作式和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。實(shí)踐性項(xiàng)目式課程，并不僅指教師的教學(xué)實(shí)踐，更是指對(duì)小學(xué)生進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)。從項(xiàng)目式課程的設(shè)計(jì)、建構(gòu)到實(shí)施，學(xué)生都要全方位參與。在項(xiàng)目式課程實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生探索知識(shí)的方式、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程以及解決問(wèn)題的方法，深化對(duì)STEM學(xué)科知識(shí)的理解。同時(shí)，項(xiàng)目式課程實(shí)踐活動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維。

此項(xiàng)目式課程設(shè)計(jì)是基于STEM教育理論的一種實(shí)踐策略，它以問(wèn)題為導(dǎo)向，側(cè)重互動(dòng)和協(xié)作。以學(xué)生項(xiàng)目式課程進(jìn)度表為例，設(shè)計(jì)階段的研究主題選擇和設(shè)計(jì)方案草案，建構(gòu)階段的創(chuàng)新構(gòu)建，以及實(shí)施階段的實(shí)驗(yàn)測(cè)試、結(jié)果分析、項(xiàng)目?jī)?yōu)化和結(jié)果展示。這些步驟不僅包含了技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等課程所需的知識(shí)和技能，而且強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)于科學(xué)的追求，從而能夠幫助學(xué)生更好地強(qiáng)化創(chuàng)造性思維。

（二）實(shí)踐活動(dòng)在創(chuàng)造性思維培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用

具有實(shí)踐性的學(xué)習(xí)活動(dòng)在基于STEM教育理論的小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育策略中起著至關(guān)重要的作用。大量研究表明，實(shí)踐活動(dòng)能夠極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，進(jìn)一步激發(fā)其創(chuàng)造性思維。

1.通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐提升學(xué)生創(chuàng)新能力

當(dāng)前，在學(xué)?？茖W(xué)教育中，主要以教師講授、學(xué)生接受間接知識(shí)為主，而這些知識(shí)過(guò)于抽象，小學(xué)生難以理解。因此，學(xué)?？梢栽趥魇诶碚撝R(shí)的同時(shí)，通過(guò)舉辦各種實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生親身參與，動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)親身實(shí)踐掌握直接的科學(xué)知識(shí)，并鼓勵(lì)他們嘗試新的想法，以此培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維。比如，組織一場(chǎng)校園科技節(jié)，設(shè)置各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己動(dòng)手操作。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以親身體驗(yàn)科學(xué)的魅力，發(fā)現(xiàn)科學(xué)的奧秘，深化對(duì)知識(shí)理解的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

2.創(chuàng)新活動(dòng)的組織和評(píng)價(jià)方式

對(duì)于實(shí)踐活動(dòng)的組織，我們需要重視其過(guò)程，而非結(jié)果。實(shí)踐活動(dòng)不僅是一種操作，更應(yīng)該是一種大膽探索和不斷挑戰(zhàn)的過(guò)程。因此，在評(píng)價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)時(shí)，我們不應(yīng)該只關(guān)注他們的成績(jī)，更應(yīng)該關(guān)注他們的思維狀態(tài)，鼓勵(lì)他們多角度、深層次地思考。對(duì)于那些創(chuàng)新的而未必成功的嘗試，我們也應(yīng)當(dāng)給予高度評(píng)價(jià)，以提升學(xué)生的創(chuàng)新信心。

（三）教師角色的轉(zhuǎn)變與專業(yè)成長(zhǎng)

在基于STEM教育理論的小學(xué)生創(chuàng)造性思維培訓(xùn)中，教師的角色也必須得到足夠的重視。教師不僅應(yīng)當(dāng)是知識(shí)的傳授者，更重要的是他們需要成為學(xué)生的引導(dǎo)者，幫助學(xué)生探索知識(shí)，發(fā)揮其創(chuàng)造性思維。

1.教師角色的轉(zhuǎn)變：從教授者到引導(dǎo)者

教師的角色應(yīng)當(dāng)從傳統(tǒng)的教授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者。傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要以傳授—接受教學(xué)為主要教學(xué)模式。在STEM課堂教學(xué)中，教師不僅需要傳授知識(shí)，還需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)。如，在清潔劑制作過(guò)程當(dāng)中，教師的任務(wù)是在引導(dǎo)學(xué)生了解細(xì)菌酵素工作原理后，由學(xué)生獨(dú)立完成清潔劑制作。在這個(gè)過(guò)程中，教師的主要工作不再是灌輸知識(shí)，而是在學(xué)生探索知識(shí)的過(guò)程中提供指導(dǎo)，幫助他們分析和解決問(wèn)題，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維。

2.教師的專業(yè)成長(zhǎng)：專業(yè)知識(shí)和教育技巧的提升

教師的專業(yè)成長(zhǎng)在小學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)中也是十分重要的。教師需要掌握扎實(shí)的STEM教育理論知識(shí)，同時(shí)也需要具備教育技巧，有效地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展創(chuàng)造性思維。因此，對(duì)于教師的專業(yè)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)注重其在兩方面的平衡發(fā)展，即專業(yè)知識(shí)的提升和教育技巧的提升。以《制作清潔劑》一課為例，教師在掌握有關(guān)微生物、實(shí)驗(yàn)器材的使用、材料配比等知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)熟練運(yùn)用不同的教育技巧。比如，怎樣用通俗易懂的語(yǔ)言引導(dǎo)學(xué)生理解有關(guān)微生物的基礎(chǔ)知識(shí)、思考采用視頻或是現(xiàn)場(chǎng)操作來(lái)演示實(shí)驗(yàn)器材的使用方法等等。

本研究基于STEM教育理論探討了小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育，通過(guò)一層層細(xì)致剖析和深入探討，理清了STEM教育對(duì)小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育的作用，從課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐活動(dòng)安排、教師角色及資源配置等具體角度，剖析了其在實(shí)際教育活動(dòng)中的具體應(yīng)用以及優(yōu)化推廣途徑。對(duì)小學(xué)生創(chuàng)造性思維培育而言，具有豐富的應(yīng)用價(jià)值。

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