基于STEM理念的創(chuàng)客教育培養(yǎng)小學(xué)生創(chuàng)新能力的意義和實(shí)踐

隨著科技的發(fā)展與全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)變得愈發(fā)重要。創(chuàng)新能力不僅是個(gè)人生存與發(fā)展的基石，還是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與國(guó)家繁榮的核心動(dòng)力。在教育領(lǐng)域，如何有效培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新能力，已成為一個(gè)亟待解決的課題。

STEM教育與創(chuàng)客教育作為當(dāng)前教育界的熱點(diǎn)話題，與創(chuàng)新能力培養(yǎng)緊密相連，近年來在全球范圍內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。在小學(xué)信息技術(shù)課堂或社團(tuán)活動(dòng)中，基于STEM理念實(shí)施創(chuàng)客教育不僅切實(shí)可行，而且意義重大，能夠顯著提高小學(xué)生創(chuàng)新能力。

小學(xué)生正處于好奇心旺盛、求知欲強(qiáng)烈的階段，他們?cè)诖穗A段形成的意識(shí)、思維及技能將對(duì)其未來的成長(zhǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而，在當(dāng)前的教育環(huán)境中，學(xué)生用于培養(yǎng)創(chuàng)新能力的時(shí)間和機(jī)會(huì)相對(duì)有限，同時(shí)，部分家長(zhǎng)與教師尚未充分認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新能力對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)的重要性，加之創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要長(zhǎng)期的硬件支持及資金保障，這導(dǎo)致部分小學(xué)無法有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，加強(qiáng)STEM教育與創(chuàng)客教育的推廣與實(shí)踐，對(duì)于提高小學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、基于STEM理念的創(chuàng)客教育對(duì)培養(yǎng)小學(xué)生創(chuàng)新能力的意義

STEM教育理念以科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)為核心內(nèi)容，倡導(dǎo)通過實(shí)踐和探究的方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)客教育則重視學(xué)生的主動(dòng)參與和實(shí)際操作，主張通過讓學(xué)生親身經(jīng)歷制作、設(shè)計(jì)及解決問題的過程，提高學(xué)生的創(chuàng)造力、協(xié)作能力及解決問題能力。在小學(xué)階段，基于STEM理念的創(chuàng)客教育對(duì)于培養(yǎng)小學(xué)生的創(chuàng)新能力具有以下三個(gè)方面的重要意義。

第一，激發(fā)興趣。以STEM為基礎(chǔ)的創(chuàng)客教育能夠根據(jù)每名學(xué)生的興趣與能力，提供定制化的學(xué)習(xí)路徑。首先，教師會(huì)通過深入了解學(xué)生的興趣，并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際能力，為每名學(xué)生量身打造適宜的學(xué)習(xí)方案。這種個(gè)性化的教育方法能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度，進(jìn)而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)成效。其次，教師會(huì)利用多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代科技手段豐富教學(xué)資源，使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)有趣，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，教師會(huì)設(shè)計(jì)諸多富有趣味性的教學(xué)活動(dòng)，如角色扮演、游戲化學(xué)習(xí)等，讓學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中高效學(xué)習(xí)。

第二，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。在當(dāng)今社會(huì)，創(chuàng)新思維已成為個(gè)人及團(tuán)隊(duì)成功的關(guān)鍵要素之一。STEM理念下的創(chuàng)客教育作為一種充滿活力的跨學(xué)科教育模式，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，參與創(chuàng)新項(xiàng)目，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維并提高其解決問題能力。這種教育模式超越了傳統(tǒng)課堂講授的范疇，促使學(xué)生在實(shí)際操作和完成項(xiàng)目的過程中應(yīng)用理論知識(shí)，激發(fā)好奇心和探索精神。這不僅有助于學(xué)生加深對(duì)STEM領(lǐng)域知識(shí)的理解，還能提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，為其未來在科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，STEM理念下的創(chuàng)客教育鼓勵(lì)學(xué)生勇于嘗試、直面失敗并再次嘗試，這有助于培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不拔的性格，提高學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力。同時(shí)，學(xué)生能學(xué)會(huì)將抽象的科學(xué)原理和數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化為可感知和操作的實(shí)體，這一過程不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還提高了他們將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

第三，提高實(shí)踐能力及解決問題能力。STEM教育理念指導(dǎo)下的創(chuàng)客教育，在提高學(xué)生實(shí)踐能力的同時(shí)，也有效提高了學(xué)生的解決問題能力。首先，在創(chuàng)客教育環(huán)境中，學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是通過參與各種項(xiàng)目，如機(jī)器人制作、編程挑戰(zhàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等，將抽象的STEM知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的實(shí)踐操作。例如，在一個(gè)設(shè)計(jì)小型的太陽能自動(dòng)澆灌系統(tǒng)的項(xiàng)目中，學(xué)生需要運(yùn)用物理學(xué)的知識(shí)來計(jì)算太陽能與電量轉(zhuǎn)換的效率，并運(yùn)用科學(xué)知識(shí)來優(yōu)化澆灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。通過這樣的實(shí)踐過程，學(xué)生能夠直觀地看到理論與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系，加深對(duì)知識(shí)的理解。其次，動(dòng)手實(shí)踐的過程要求學(xué)生進(jìn)行問題分析、設(shè)計(jì)規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，提高學(xué)生的解決問題能力。在面對(duì)具體問題時(shí)，學(xué)生需要運(yùn)用科學(xué)的方法分析問題根源，利用技術(shù)手段設(shè)計(jì)解決方案，并通過工程實(shí)踐驗(yàn)證方案的有效性。例如，在一個(gè)設(shè)計(jì)節(jié)水裝置的項(xiàng)目中，學(xué)生需要研究水資源的現(xiàn)狀，分析節(jié)水的重要性，然后設(shè)計(jì)出既實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的裝置。在這一過程中，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了如何將復(fù)雜問題分解為可操作的小問題，還學(xué)會(huì)了綜合運(yùn)用STEM知識(shí)解決實(shí)際問題。最后，在解決實(shí)際問題的過程中，學(xué)生通常需要與同伴協(xié)作，通過共同討論、分工合作完成項(xiàng)目。這種同伴間的合作能夠提高學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為他們未來的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

綜上所述，STEM理念強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科融合，能激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的好奇心，幫助學(xué)生理解不同學(xué)科之間的聯(lián)系，并培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。創(chuàng)客教育則注重實(shí)踐操作和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，通過項(xiàng)目制作和解決實(shí)際問題，幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能，這種“從做中學(xué)”的過程極大地提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。因此，基于STEM理念的創(chuàng)客教育為小學(xué)生營(yíng)造了注重實(shí)踐、合作及鼓勵(lì)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力具有重要意義。

二、基于STEM理念的創(chuàng)客教育在小學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的實(shí)踐

在實(shí)踐中，信息技術(shù)課堂與學(xué)校社團(tuán)活動(dòng)是實(shí)施創(chuàng)客教育的理想平臺(tái)。在信息技術(shù)課堂上，學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)編程、軟件應(yīng)用等技能，并通過編程實(shí)踐、網(wǎng)站開發(fā)等項(xiàng)目，有效發(fā)展創(chuàng)新思維。在學(xué)校社團(tuán)活動(dòng)中，學(xué)生有機(jī)會(huì)加入各類創(chuàng)客小組，通過參與機(jī)器人組裝、電子設(shè)備設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步提高自身的創(chuàng)造力和實(shí)際操作能力。

然而，在小學(xué)階段推行基于STEM理念的創(chuàng)客教育并非易事。首先，學(xué)校需要配備完善的硬件設(shè)施和實(shí)驗(yàn)材料，并對(duì)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，以確保教學(xué)質(zhì)量。其次，學(xué)校應(yīng)為學(xué)生提供充足的時(shí)間和空間，使他們能夠全身心地投入創(chuàng)客教育，提高學(xué)習(xí)效率。最后，政府和家長(zhǎng)的關(guān)注與支持不可或缺，政府和家長(zhǎng)需要與學(xué)校攜手營(yíng)造有利于創(chuàng)新思維培養(yǎng)的教育環(huán)境。

筆者以筆者所在學(xué)校四年級(jí)和五年級(jí)參與創(chuàng)客社團(tuán)、創(chuàng)新課堂及信息技術(shù)課堂的學(xué)生（約900人）為研究對(duì)象，圍繞“小學(xué)階段開展基于STEM理念的創(chuàng)客教育能否有效提高小學(xué)生的創(chuàng)新能力”這一課題進(jìn)行了深入研究。研究過程中，筆者利用問卷星軟件發(fā)放并回收問卷，并利用結(jié)構(gòu)化觀察量表對(duì)收集的信息進(jìn)行細(xì)致分析，得出以下四點(diǎn)結(jié)論。

第一，由于生活環(huán)境和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)等方面的限制，筆者所在學(xué)校四年級(jí)和五年級(jí)學(xué)生的初始創(chuàng)新能力普遍較低。具體表現(xiàn)為：學(xué)生普遍缺乏創(chuàng)新意識(shí)，大多安于現(xiàn)狀，不愿意嘗試新的方法或思路；學(xué)生創(chuàng)新技能不足，缺乏多樣化的解決問題的方法和技巧，在面對(duì)新問題時(shí)無法迅速找到有效的解決方案；學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏創(chuàng)新的勇氣。

第二，開展基于STEM理念的創(chuàng)客教育顯著增強(qiáng)了小學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)踐證明，通過一系列精心設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，包括創(chuàng)新課程和創(chuàng)新社團(tuán)的培養(yǎng)，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和技能得到了顯著提高，主要體現(xiàn)在：學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)逐步增強(qiáng)，在面對(duì)問題時(shí)能夠運(yùn)用所學(xué)的創(chuàng)新技能努力尋找和嘗試新的解決方法；創(chuàng)新帶來的成功與喜悅激發(fā)了學(xué)生勇于嘗試、敢于創(chuàng)新的勇氣。

第三，創(chuàng)客教育與STEM教育在提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面各有側(cè)重。創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐、制作與生成，而STEM教育則注重學(xué)科間的融合與整合。教師在實(shí)踐基于STEM教育理念的創(chuàng)客教育時(shí)，應(yīng)巧妙結(jié)合多學(xué)科知識(shí)，創(chuàng)設(shè)貼近生活的真實(shí)情境，以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際生活中應(yīng)用知識(shí)的意識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力，從而有效提高其創(chuàng)新能力。

第四，當(dāng)學(xué)生具備一定的創(chuàng)新意識(shí)和能力后，他們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活中的自主創(chuàng)新意識(shí)和行為也隨之增多，對(duì)于創(chuàng)新有濃厚的熱情和興趣。通過參與創(chuàng)新課程與社團(tuán)活動(dòng)，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了思考與解決問題的方法，還提高了主動(dòng)觀察生活、發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際問題的能力。面對(duì)生活中的問題，他們開始自覺地尋求改進(jìn)與創(chuàng)新的途徑。

結(jié)語

當(dāng)今社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求日益增長(zhǎng)。隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的深入，未來社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求將更加迫切。創(chuàng)新人才不僅是社會(huì)進(jìn)步的重要推動(dòng)力，也是解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵。因此，在小學(xué)教育中，教師應(yīng)積極推廣基于STEM理念的創(chuàng)客教育，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才，為社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。

（作者單位：深圳市光明區(qū)公明第二小學(xué)）