基于STEAM的創客教育活動設計與應用研究

沈延

摘 要：本文基于江陰市要塞中學課題研究成果，對STEAM教育和創客教育的內涵進行解讀，結合STEAM教育特點闡述了創客教育的理念和教學模式，著重分析了創客教育活動的設計與應用，希望對STEAM教育和創客教育的開展有積極的借鑒意義。

關鍵詞：STEAM教育;創客教育;活動設計;應用

中圖分類號：G4文獻標志碼：A文章編號：2096-0069（2020）01-0076-04

江陰市要塞中學是江蘇省科學教育特色學校，是2018年度全國青少年人工智能活動特色單位，科學教育已經有35年的歷史，從最初以報務訓練為主體的國防科技教育發展形成了國防科技教育、模型科技教育、活動科技教育、現代科技教育四大塊主要陣地。在科技、經濟、社會快速發展的今天，面對如何傳承辦學特色、如何深化特色教育等一系列問題，需要在實踐中探索新的發展。如今，信息技術奧林匹克、機器人實驗、學生“小創客”“小發明”等已經進入學校校本選修課程。近幾年的教育實踐中，學校發現學生對“小創客”“小發明”活動有濃厚的興趣，學生主動探索、批判思考、動手實踐能力明顯增強，在此基礎上，學校對STEAM的創客教育活動展開了深入的實踐和研究。

一、STEAM教育和創客教育的融合

（一）基礎概念的厘定

STEAM教育目的在于打破學科壁壘，逐漸發展為科學、技術、工程、藝術、數學在內的STEAM課程，促進學科之間的交叉融合，發揮綜合性教育功能，培養學生的綜合素質能力[1]。STEAM教育并非簡單機械地疊加各個學科，而是按照內在邏輯將其編排成新的整體。

創客教育是創客文化在教育領域的延伸，是一種基于興趣和創意的非正式學習[2]。在創客教育中，重視學生的主體地位，強調學生具備創造氣質，樂于分享和傳播創意，并進行創新實踐，能夠將創意想法變為現實。創客教育是在學生既有能力上的創新教育模式，采用做中學、體驗學習法等有效方法，培養學生的創新意識和創新實踐能力。

（二）STEAM教育和創客教育的關系

STEAM教育和創客教育有著一些共通點，也存在很大的差異。相近之處在于二者都重視培養學生的綜合能力，都來源于現實情境中的問題。而不同點在于STEAM教育重視培養學生跨學科的多元思維，創客教育重視培養學生的獨立創造思維和實踐能力[3];STEAM教育問題來源于教師創設的具體情境，是教師引導學生解決問題，創客教育來源于學生自身的現實情境，是學生自主發現并解決問題;STEAM教育強調跨學科的學習，創客教育不強調學科而重視創造;STEAM教育中教師是教學的設計者、組織者和引導者，創客教育中教師是學生的支持者，更多依靠學生的自主學習。

（三）STEAM教育和創客教育融合的必要性

在創客教育的實施過程中，存在一些不合理現象，比如不遵循教育規律，過于重視技術的炫酷，忽略了能力的培養[4]。

創客教育重視培養學生創新意識和實踐能力，然而在實際教學中往往將創客教育安排在學生的業余時間，一個原因在于高中的升學壓力很大，很多學校不愿創客教育占用過多授課時間，影響學生的成績;另一個原因在于未能形成完善的創客教育課程和模式支持，既缺乏創客教育課程，又沒有相應的創客教育課堂教學模式，導致創客教育未能充分發揮自身作用。

由此可見，創客教育在普通高中的實施還存在一定的困難，需要將STEAM教育與創客教育相融合，以STEAM教育的跨學科教育彌補創客教育不遵循教育規律、缺乏系統學科知識的不足，并解決學校迫于升學壓力不重視創客教育的問題[5]。

二、基于STEAM的創客教育原則

（一）可操作性原則

創客教育活動需要貼近學生生活實際，符合學生的認知水平，才能具有較強的可操作性。因此，創客教育活動需要與學生的生活和學習實際相聯系，讓學生能夠身臨其境地思考和探索，將所學知識遷移到實際問題的解決中。教師在設計創客教育活動時，需要準確把握學生的認知水平，考慮學生的接受能力，不能過于脫離實際，要盡可能地將教學活動與實際生活相聯系。

（二）完整性原則

雖然創客教育活動和傳統課堂教學相比更加靈活、開放，但仍然要重視教學的完整性，要涵蓋教學資源的配置、教學目標要求的分析、教學程序的設計、教學的效果評價等各個要素，要統籌把握。

例如，在理論基礎上，需要了解建構主義學習理論等理論知識，為創客教育活動的設計與應用提供理論指導;在教學目標分析上，要明確創客教育活動的目標和主題，確定具體的評價標準;在教學資源的配置上，要明確創客教育活動需要的教學設施和條件，配備好資源，制定完善的活動方案。

（三）合作探究原則

在創客教育中，自主學習與合作探究的學習效果遠遠好于課堂上的聽講，因此要重視在創客教育活動中學生的自主性和互助性，為學生創造合作探究的學習空間，讓每個學生都能發揮所長，展現自己的能力，調動學生的參與意愿，培養學生的團隊合作能力。

（四）主體性原則

學生是創客教育的主體，在教學活動的設計和實施過程中，要堅持學生為主體的原則，將學生擺在中心位置。不管是學習目標的制定，還是學習內容、學習方法的選擇，都需要考慮學生的特點和需要，盡可能使學生自發、自主地學習，在實踐中習得知識，鍛煉能力。需要注意的是，尊重學生的主體地位，不等同于教師放任不管，教師要從臺前到幕后，做好創客教育活動的指導者和協助者，在必要的時候給予學生一定的幫助和支持，從而促進學生順利完成學習任務。

三、基于STEAM的創客教育活動設計分析

（一）常見問題分析

1.活動設計脫離真實情境

從當前創客教育的實踐情況來看，往往都很重視學生動手參與體驗，形成某項作品，但活動設計主題往往是來源于電路、機器人等方面的內容，雖然看似與學科教學相聯系，讓學生習得一定的基礎性知識，然而這種活動未能與實際生活相聯系，無法將科學理論應用到現實問題的解決上，缺乏指導實踐的價值，難以體現學以致用的學習目的[6]。

2.活動內容忽視學科間的聯系

創客教育活動豐富多樣，涵蓋眾多學科的知識，然而實際教學中往往未能科學梳理各學科的基本知識，將其進行合理整合，導致創客教育活動或是缺乏針對性，過于面面俱到，或是不同學科的知識沒能有機結合在一起，無法有效提升學生的綜合能力。

例如，某個創客教育活動中制作可控制變化的LED燈，涉及科學、技術、編程、工程等領域知識，但由于沒有整體規劃各學科的知識，學生只能學習零散的知識，無法掌握學科的知識框架，因此，設計制作的作品并不令人滿意。因此，在教學內容的結構設計上，教師不僅要掌握多學科知識及相互關系，還要考慮學生認知水平，進行科學合理的設計。

（二）創客教育活動設計對策

1.創設真實的活動實踐情境

教師需要深刻認識建構主義理論和體驗式學習理論，重視為學生提供貼近生活的學習情境，只有面臨真實的問題，才能更好地調動學生的參與熱情和探究潛能。傳統的創客教育活動往往僅僅重視實踐探究，固守教學設計理論和模型，這不符合教學設計動態化綜合化發展的趨勢，需要立足學生生活實際，為學生營造真實的學習情境，并理順多學科知識間的聯系，讓學生習得教學活動中的多學科知識和技能。

2.鼓勵學生參與設計

學生是學習活動的主體，這不僅體現在學習活動的開展過程中，還體現在學習活動的設計上，教師要鼓勵學生積極參與到創客教育活動的設計中來。只有讓他們參與進來，教師才能更好地了解學生的認知水平和生活實際，不僅更好地激發學生的學習興趣，避免教學活動脫離學生生活實際，更能夠了解學生多學科的知識和技能基礎，引導學生對知識體系有整體的認識，并有助于教師更好地協調多學科的知識體系，避免不同學科間的知識相互脫節，或是過于碎片化。

四、基于STEAM的創客教育活動應用分析

（一）科學的目標定位

基于STEAM的創客教育要圍繞核心素養的培養要求，以跨學科素養、科學精神、創新意識、創新能力、實踐能力培養為主要目標，培養學生融會貫通的跨學科知識運用能力，培養學生的創新精神和團隊合作能力，獲得全面的發展。創客教育不但側重于知識的傳授，而且重視知識運用的體驗，尤其是多學科知識的融會貫通，這要求教學要以生成性目標為導向，為學生的自主學習創造廣闊的空間。

（二）做中學的學習方式

創客教育活動重視在做中學，學生在教學情境中通過觀察、模仿、探究、實驗等來進行學習，在學習活動中體驗，習得知識和技能，獲得價值觀、情感等多方面的發展[7]。創客教育的做中學更加強調創新性思維，而不僅僅是照著做，要發揮學生的個人思維創意，進行體驗式學習。因此，教師要重視學生的獨立自主性，摒棄劇本式探究的傳統思路，引導學生進行開放式探究，鼓勵學生獨立思考和創作，在創中做，通過自己的動手實踐將創意轉變為實際作品，強化知識的綜合運用，使得學習具有現實意義。同時，教師要借助結構化的腳手架引導學生構建知識框架和經驗結構，比如對學生的最近發展區進行激發，或是將學生的創意應用到其他問題的解決上，促進學生深層次學習。

（三）問題解決導向的動態評價方式

在創客教育活動的教學評價上，重視問題的解決和創造性，具體評價方式重視過程性評價、迭代式評價，對學生學習過程進行實時評價，并根據學生的表現變化進行動態評價[8]。傳統教學往往以知識和技能的掌握為主要目標，采用測驗考試的方式進行結果性評價，創客教育的目標在于培養學生的綜合素養，評價對象包括設計方案、模型、產品等，需要考量學生作品的創造性和解決問題的能力，以過程為導向而非以結果為導向。

當前創客教育活動的評價方式比較單一，比如通過問卷調查和訪談的方式，了解學生的學習情況和學習過程，在評價過程中比較被動，很難通過評價改善后續教學。這種方式沒有充分發揮學生的作用，可以采用學生互評、小組自評等豐富評價方式，這樣能夠更加充分、全面地了解學生的學習情況。在評價標準上，要重視對學生的肯定和鼓勵，發現學生學習過程中的優點和進步，促進學生更加積極主動地參與學習，培養學生的學習信心和興趣。

（四）構建民主平等的師生關系

在創客教育活動中，教師要和學生構建民主平等的互動關系，弱化教師的控制，突出學生的主觀能動性，使學生真正成為學習活動的主人公和實踐的創造者，變為學習內容的生產者。教師要發揮鼓舞、激勵、引導的作用，做學生的咨詢顧問和治療專家，不能預設太多問題，或是過多干預學生的學習過程。

（五）搭建創客空間

創客教育活動的開展離不開創客空間的支持，創客空間包括實驗室、機械加工室等場所，需要各種軟硬件工具、材料的支持，高水平的創客空間能夠為教學活動提供強力的支持。基于STEAM的創客教學中，未必需要先進的設備，但需要豐富的教學資源和必要的實踐工具，這需要學校做好基礎設施建設工作，為創客教育活動的開展提供必要的資源支持。

五、結語

綜上所述，STEAM和創客教育的融合，能夠彌補當前創客教育存在的缺陷和不足，促進創客教育的發展，更好地培養學生的多方面素質能力。這需要學校做好創客空間建設，打造一支高水平的師資隊伍，成立創客教學小組，通過教師集體的努力，不斷深入對創客教育課程和模式進行研究，提升學校的創客教育水平，充分發揮STEAM和創客教育的育人作用。

參考文獻

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[8]趙瑩瑩，陳求實.基于3D打印與智能控制的STEAM課程的探索與實踐[J].中小學信息技術教育，2017（5）：72-75.

Research on the Design and Application of Maker Education Activity Based on STEAM

—Taking the Maker Education Activity Based on STEAM in Yaosai High School in Jiangyin City as an Example

SHEN Yan

（Yaosai High School in Jiangyin City of Jiangsu Province，Wuxi，Jiangsu，China 214400）

Abstract： This paper has explained the connotation of STEAM education and maker education based on the project research results of Yaosai High School in Jiangyin City，expounded the idea and teaching mode of maker education combining the characteristics of STEAM education，and analyzed the design and application of maker education activity，hoping to providing references for the carrying out of STEAM education and maker education.

Key words： STEAM education;maker education;activity design;application