基于STEM教育理念下的跨學科整合模式——創客

徐炳輝

一、創客是一種最常用、最佳的STEM教育理念的整合模式

以“體驗、創新、成長”為主題，福建省泉州培元中學（以下簡稱“我校”）在2015年秋季成立了“培元中學樹人創客中心”，中心主要開展機器人設計和科技創新項目的研究，激起全校各年段學生的巨大興趣。他們積極參與各種培訓活動，如在2016年暑假創客科技夏令營，這次夏令營主要介紹電子入門實驗和arduino入門等，還有很多連物理還沒學的初一學生參加。初一的鄭同學親自動手制作第四課——紅外對射報警器。其對紅外對射報警器十分感興趣，還想發明一種報警器，當球出界就報警。學生有興趣了，就會在興趣上動腦筋想點子，興趣是創新的動力。

目前中小學課程模式是分科教學模式，即數學、物理、化學、信息技術等各學科教師只負責教授各自科目，很少重視學科之間的聯系。即使到高中，高考文綜、理綜也是拼盤式。然而，社會需要的是復合性創新人才。我們碰到的事情或問題是綜合性的，是多學科知識融合的交叉點與整合點。但學生是一個主體，他們必須整合并超越各學科的界限進行思考。不能是模仿者，而要成為一個創造者。STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，但不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，其強調多學科的交叉融合，強調將它們組合形成有機整體，以更好地培養學生的創新精神與實踐能力。創客就是一種基于STEM教育理念下的跨學科整合模式，是STEM教育理念體現方式。創客是通過創新制作這種活動（activities），形成連貫的、有組織的課程結構。在活動中物理、化學等不作為獨立的學科存在，而是將科學、技術、工程和數學等內容整合起來。

二、創客將有助于并整合各學科學習

鄭同學有了創意，想把它變成一個創新作品并參加創新大賽，這將面對一個個學科問題和難題，為了攻破難題先要學好各學科知識。首先，是電路問題，她懷著很強的目的性認真學習八年級物理，并自學九年級物理電路部分，理解什么是電路、電源、滑動變阻器等。在學習物理內容和設計、調節電路時必然碰到計算，并涉及大量的數學知識，這也將有助于數學的學習。當然，在做作品參加創新大賽的過程中，信息技術學習不言而喻，Word、PPT、網絡等不在話下。鄭同學還開玩笑地說：“《司線寶》做完，自己的語文水平大幅度提高了，論文格式懂了，論文也會寫了，為了面對各種評委，說明自己的作品，高度概括三分鐘或詳細介紹十分鐘各種準備都會了。特別是口才、應變能力突飛猛進，將來中考高考肯定不會怯場。”

創客作品來源于生活，又高于生活，它不是憑空想象，它要基于各學科基本知識、基本概念、基本規律，通常是多學科知識融合的交叉點與整合點。中央電視臺《異想天開》《走近科學》《我愛發明》《原來如此》以及其他衛視策劃科普實驗或活動等，也都是創客作品，它們都需要具備各學科一定的學科素養。創客教育不是一味鼓勵學生荒廢學業、不切實際地去創造發明、創業，而是要有一定學科基礎，通過觀察，發現生活中存在哪些麻煩、不方便或無法解決的問題。猜想和提出創意，以開發出創新作品為起點，再次回歸課本，回歸各學科，找理論依據，認真學習新知識。此學習過程將更用腦、用心且動手參與學習過程。最后，學生按自己的設計思路，采用科學的方法完成作品設計。總之，創新作品過程也是科學、數學、技術等學科的學習過程，并在學習過程中整合各學科。

當然，各學科教師在教授學科知識時，發現本學科中有哪些可以成為創客作品，及時鼓勵和發現學生的奇思妙想和閃光點；注意學科間的聯系。主動成為創客教育的參與者，這也將提高教師個人全方面發展，促進學科教學。

三、創客加強學生自主學習能力的培養

自從學生進入創客中心后，學生自主學習能力大大提高。創客作品中碰到一系列前所未見的問題，有些問題甚至初中、高中各學科課本都找不到，如作品外包裝如何美化、推廣等。此時學生想到的就是百度、谷歌、咨詢其他同學和老師。在網絡中遨游，在交流中學習，在實踐中驗證，自學能力得到很大提高。很多班主任反應，參加創客的學生進步很大，特別是潛力巨大，像鄭同學在初二基本能在班級前三名了；還有的學生因參加創新大賽獲獎，像原高二林同學不想浪費自主招生名額，發憤圖強，利用創客活動得到自主學習能力，高三時邊復習邊自主學習，突破自我，高考取得好成績。最后參加自主招生錄取于天津大學。

新課程改革其原因有兩點。第一，固有的知識本位、學科本位問題沒有得到根本的轉變，這與時代對人的要求形成了極大的反差。第二，傳統的應試教育勢力強大，素質教育不能真正得到落實。所以課改目標第四條指出改善學生的學習方式。強調學生有主動性。要使人能夠不斷地“更新”，不斷地超越自我。強調學生具有“未完成性”。也就是要培養學生自主學習能力，活到老，學到老。學會的知識是有限的，只有會學才能是無限的，“授人以魚，不如授人以漁”，這是新課程的目標。所以通過設置綜合課程、綜合實踐活動來培養自主學習能力。

STEM教育理念其實就是新課改精神的體現，創客就是一種綜合課程、綜合實踐活動。通過創客活動，學生由被動地接受知識，轉變為結合自己的研究興趣和研究方向，自己發現問題，并帶著問題有目的地尋找解決路徑，從而獲得新知識、新啟蒙。創客教育能夠提供基于問題的思考，不像傳統教育，根據教育大綱的規定被動學習知識。學生自主提出問題之后，廣泛地搜集資源，和各種各樣的人交流，然后學會利用身邊的材料、器械，自己嘗試著解答問題。在解決問題的過程中，學生逐漸培養出一種創新能力。

四、創客培養學生創新精神與實踐能力，促進創新型、創業型人才的成長

鄭同學不斷對入門實驗紅外對射報警器改進，單電源改為雙電源，把發射和接受都變為紅外發射接收一體管，在實踐中改進，在改進中繼續創新，最后鄭同學的作品《司線寶》在2016年參加市第十三屆青少年創新大賽獲三等獎。獲獎后她說：“創客活動讓我學到了很多在課本學不到的知識，對科技創新也有了自己的體會——在生活中我們會有很多麻煩，在解決問題時不應拘泥于傳統的思維方式，要善于思考、大膽創新，也許經過創新會有奇跡出現，而每一個奇跡都掌握在我們手中。”

創客教育無論是源起背景還是內涵發展，都與創新精神有著內在的一致性。這種一致性使培養創新精神成為創客教育的核心理念和追求。事實證明，學生并不缺乏發現問題的智慧之眼，而是缺乏在發現問題后深入研究的意識，感覺自己什么都行，長此以往，便形成了浮躁的性格，但實踐起來卻無從下手。教師應以創客教育形式，開展基于建構主義的學生創新型信息技術課堂，利用多學科綜合特性，培養學生善于發現、勇于創新、踏實、勤思、善做的科學品質。

總之，相信隨著創客活動的開展，我們將推進科學、數學、信息等學科的整合，推陳出新，將來會有越來越多的產品屬于中國的知識產權，而不是只印著“Made in China”。

參考文獻：

[1]王旭卿.面向STEM教育的創客教育模式研究[J].中國電化教育，2015（8）.

[2]余勝泉，胡 翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）.