中小學創客（STEM）教育調研分析

王應雪　王廣洋

摘? 要 通過問卷方式和實地調研，了解并分析創客（STEM）教育在安徽省中小學校開展現狀，并提出應對策略，為中小學開展創客（STEM）教育和教育行政部門決策提供借鑒。

關鍵詞 安徽;創客教育;STEM;校本課程;核心素養;創客實驗室;智慧學校

中圖分類號：G632.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）15-0011-05

1 引言

知識經濟時代，創新人才是國家發展的戰略資源，是構建創新型國家的必備條件。創客教育將推動我國人才培養模式的加速轉型，培養大批實戰型科技創新人才，為創新型國家建設提供人才支撐[1]。建設什么樣的創客（STEM）教育基地，建立什么樣的創客（STEM）教育體系，如何在中小學規范實施創客（STEM）教育，成為擺在國內創客（STEM）教育研究人員面前的重大課題。為此，課題組設想通過一線教師參與課題研究，通過實踐總結，建立較完善的教學體系，開發適合的校本課程體例，為學校創客（STEM）教育發展提供借鑒。

2 調查問卷基本情況

調查目的? 課題組基于學校、學生、家長等對創客（STEM）教育的理解設計了調查問卷，面向安徽省部分中小學生進行網上問卷調查，了解當前安徽省創客（STEM）教育硬件設施建設情況和學校創客（STEM）教育開展狀況，從而形成具有針對性的解決策略。

調查對象與方法? 本次問卷調查對象為全省部分中小學學生，包含城市學校和農村學校。通過各地區教育主管部門向相關學校發放問卷二維碼，學生線上答卷。

調查內容? 問卷內容主要包括三個層面：

一是通過學生了解中小學校當前創客（STEM）教育發展狀況和活動開展情況;

二是了解學生當前參與創客（STEM）教育狀況;

三是了解家長和學生對創客（STEM）教育的綜合理解。

3 調查結果及現狀分析

本次問卷共回收有效問卷11 273份，其中小學9709份，占86.13%;初中1036份，占9.19%;高中528份，占4.68%。城市學校問卷回收6803份，占問卷總數的60.35%。

針對學校層面的問卷數據及分析

1）創客（STEM）教育環境建設和設備建設是開展創客（STEM）教育活動的基礎。在對學校開展創客（STEM）教育活動環境問卷中，回收有效問卷11 099份。為了對比城鄉差別，課題組特別抽取合肥地區問卷，發現合肥地區問卷份數占比很大。據了解，合肥市教育行政部門較早地下發了創客（STEM）教育的文件要求，有政策、經費、培訓、教研等方面支持，在省內領先。如圖1所示，在擁有專用創客教室的學校問卷中，城市地區占60%，其中合肥地區問卷882份，約占55.68%;擁有VR教室的學校有705所，占6.35%，其中合肥地區問卷325份，占46%。而農村地區擁有VR教室的學校幾乎為0。

在學生對學校創客（STEM）教育活動中所使用的設備了解問卷中（圖2），共回收有效問卷10 948份。如圖2所示，設備占比較高的為3D打印機，3927份，占35.87%，其中合肥地區2165份;其次為各類機器人套件3327份，占30.39%，其中合肥地區2091份;Arduino開源軟硬件2202

份，占20.11%，其中合肥地區1191份;激光切割機和數控雕刻機分別為834份和1003份，占比在10%以內，其中合肥地區分別為466份和539份。

通過調查分析，許多學校使用其他功能館室開展創客（STEM）教育，這種方式對于開展創客（STEM）教育的常態化教學會有一定的影響。在設備的擁有上，占比較高的為3D打印機、機器人設備及Arduino開源軟硬件以及具有地方自身特色的設備，更高端的設備較少。另外，全省和合肥數據顯示，創客（STEM）教育的場地和設備的建有率，農村與城市地區的差別較大，省會城市的占比明顯較高，說明地區社會經濟狀況對學校是否實施創客（STEM）教育影響較大。

2）教師隊伍是學校開展創客（STEM）教育的有力保障。在“創客（STEM）教育活動的教師來自什么學科”的問卷中，有效問卷11 158份。其中小學科學教師5957人，占53.39%;信息技術和通用技術教師分別為5109人和2428

人，分別占21.76%和45.79%;其他學科兼職教師主要為理科教師;另外，外聘教師1398人，占12.53%。數據顯示，教師基本是來自其他學科的兼職教師，大多數學校將此課程與科學、信息技術、通用技術相結合，教師隊伍偏向于理科教師兼職。可見，教師隊伍的組成主要來源于學校教師本身的興趣，學校具備專業并且獨立、穩定師資隊伍的少之又少，教師專業化成長之路還很漫長。

3）課程實施形式和時間設定決定創客（STEM）教育活動效果。如表1所示，在對學校開展創客（STEM）活動或課程的實施形式問卷中，占比較高且具有獨立實施形式的是社團活動和興趣小組活動，在課程中交叉實施占比較高的為科學課、信息技術課和通用技術課，另外，比賽前針對性輔導占11.17%。對問卷進行分地區深層次比對，大多數學校課程實施形式并不只有一種，學校一般都是獨立實施課程與交叉在其他課程中實施形式并存。

學校一般都認為社團活動或興趣小組活動形式是當前最適宜的方式，教師隊伍來源于各個學科，很多學校教師選擇了如信息技術、科學等課程教學時間，將創客教育與相關學科教學融合，這也是創客教育和STEM教育的融合。學校開設創客（STEM）教育活動周課程數見表2。據了解，一周開課多節的學校，基本都是利用綜合實踐活動、課外活動、興趣小組活動等時間開課。為了提高學生的學習興趣和成績，各個學校一般都會在賽前進行針對性強化訓練，如機器人比賽等，這表明一些學校開展課程的目的是為了取得榮譽。競賽活動是激勵學生的一種有效手段，但開展創客（STEM）教育的常態化教學對學生核心素養的培養更為重要。

4）創客（STEM）教育課程決定創客教育的高度和深度。對什么是學校創客（STEM）教育，每個學校都有自己的理解，創客（STEM）教育課程種類紛繁。在“學生參與過哪些創客教育活動或相關課程”問卷數據顯示（表3），手工制作6331份，占57.17%;Arduino編程、3D打印、無人機、各類機器人、木質材料搭建等課程只達到10%～20%之間。據了解，安徽省目前各類學校在開展創客教育活動中，課程主要依托供應商提供的教材。

從數據來看，目前大多數學生接觸的創客（STEM）教育課程以手工制作類為主，涉及編程的創客（STEM）教育課程占比還比較低。在問卷分地區統計中發現，如實施Arduino編程、3D打印、無人機、各類機器人、物聯網設計與制作等課程的學校一般都在城市，可見創客（STEM）教育的內容城鄉差距還比較大。

針對學生層面的問卷數據及分析

1）興趣決定學生的參與度。從學生參與度來看，對于這種能充分動手動腦的教育活動，其興趣度較高。而認為以學業為重、參與度小的學生，筆者認為可能這些學生認為這些活動占用了文化課的學習時間。據了解，在創客類課程方面表現優異的學生，文化課成績一般都處于學校前列，并且也沒有因為參加了這些活動而使成績下降;相反，更多的學生因為此類活動和比賽，觀察、自學、動手操作等能力都得到了提升，較以前變得更加樂學、善學。

2）對于活動及課程的學生興趣指向數據分析。學生對哪一類動手實踐類活動感興趣問卷中（表4），占比最高的是手工，占67.6%;其次是科技小制作，占45.53%;占比小的有紙電路制作、比特物聯網，分別占13.48%、9.5%。

在對學生最喜歡的創客類課程問卷調查中（表5），占比較高的為百變積木課程、神筆馬良（3D打印筆）課程，對涉及需要編程類的課程，喜愛度不高。

目前創客類課程種類較多，通過以上兩份問卷發現，學生興趣較高、喜愛度較高的是非編程類動手操作的類型，如手工制作、積木課程、3D打印筆等。筆者認為，學生興趣與課程難易度及教師引導有很大的關系，非編程類課程相對而言易于上手，作品呈現所需要的時間較短，對教師教學水平的要求也不太高;而如MICRO BIT、比特物聯網、3D建模課程等，部分學校可能在師資上還有待提高，只有擁有了較強的師資隊伍，才能拓展更多的教學內容，開展更高層次的創客教育活動。

3）通過學生對基本元件了解情況看當前創客教育發展狀況。在問卷設計上，選擇列舉創客教育活動中所使用的最基本、最常用的開源元件（表6），然而“都不了解”的占比卻相當高。這組數據不僅反映出學生目前對創客教育的接受情況，也印證了前面學校課程設置的傾向問題。很多學校的創客實驗室中所使用的設備基本都如同成品，課程并不設置對這些元件的認識和功能介紹，雖然學生可能用到這些元件，但并不知道這些元件的名稱。

綜合層面問卷數據及分析

1）學生對創客（STEM）教育所帶來的影響的理解（能力、核心素養）。創客（STEM）教育對參與其中的學生在能力及核心素養培養方面，其實學生理解并不全面，他們并不知道這樣的教育活動會帶來什么樣的影響。從數據來看，每一項數據都比較大（圖3、圖4），說明學生對于自身能力及核心素養的提升已有一定的了解，對參與此類活動有著濃厚的興趣。

在問卷最后設計這樣一道填空題：“你對學校開展創客（STEM）教育有什么意見和建議？”對此問題的11 000余份回答中，有6000份以上意見和建議是希望學校能更多地開展此類活動和延長活動時間，說明學生對創客（STEM）教育活動深層次開展下去的期盼值高。

2）家長態度取決于家長對活動的理解。通過圖5所示數據明顯看出，家長對于學生參與此類活動的支持率是非常高的，而對于無態度、質疑和反對的家長來說，應該是其對創客教育的了解程度不夠。

4 創客（STEM）教育發展的對策建議

強化引導，為創客（STEM）教育發展提供條件保障? 雖然有些省出臺了中小學創客（STEM）教育的有關文件要求，但大多數地方還沒有出臺有關中小學創客（STEM）教育裝備標準，需要建立或完善中小學創新實驗室或創客（STEM）教育相關教育裝備配備分類標準，結合各地社會經濟發展實際，制定科學合理的配備標準，指導中小學合理配置創客教育裝備條件。

加大投入，保障創客（STEM）教育裝備基本配置? 教育行政管理部門要出臺有力政策，建立多元投入機制，拓寬經費籌措渠道，鼓勵社會資本參與學校創客實驗室（創客空間）建設。

填補空缺，培養一批創客（STEM）教師? 創客及STEM教師是創客教育理念的實踐者、播種者，一線創客教師的素質和水平決定了創客教育實施的質量。各地要結合智慧學校建設，改變教育行政管理人員和學校負責人的觀念，投入經費培養創新型人才;做好創客及STEM教師隊伍組建和管理工作，遴選一批創新意識強、綜合素質高、技術能力好的優秀教師組建創客（STEM）骨干教師隊伍，定期開展創客教育培訓，多學科聯動、多渠道促進教師成長;鼓勵學校理科教師、信息技術教師、科技創新輔導員主動轉型，充實到創客及STEM師資隊伍中來，同時鼓勵引進優秀外來教師。

立足學校，開發應用創客資源? 有課程，常態化開課，創客空間才能發揮應有的育人效應。創客教育尤其是STEM教育大多數是基于項目的探究學習，是跨學科的融合教育，是集多學科為一體的教育教學，沒有明確的課程標準，沒有具體的教學內容，更沒有明確的教學進度和完善的測評機制[2]。因此，要立足學校，教師要按照校本課程要求，秉承創客（STEM）教育的跨學科學習理念，開展創客活動。STEM課程具有鮮明的時代性，所以每年應該有更新，學校教師自主開發的課程資源才能滿足教學需求。

活動引領，為學生發展提供平臺? 各級行政部門或協會可以開展一系列創客比賽活動，各級各類學校也要組織相應的活動，利用拓展性課程的開設和各種科技活動常態化開展豐富多彩的創客教育活動，為青少年創客提供展示作品、擴展視野的交流平臺。發揮融媒體時效性強、覆蓋面廣、影響面大的優勢，擴大創客活動的影響力，營造濃厚的創客文化氛圍[3]，以提升學生核心素養為關鍵點，切實將創客教育落在實處。

引進外援，擴大教育資源? 眾多的科普基地、大學實驗室、科研機構和企業有可供學校開展創客教育尤其是STEM教育的場所和資源，學校要拓展渠道、多方合作，主動聯系具有資源的有關單位，開設專題講座或選修課程（可邀請有專長的家長和校友等），或者將學生活動成果應用于社會生活中。

5 結語

本文是在做了大量實地調研以及網上問卷調研的基礎上，結合安徽省現狀，探索創客（STEM）教育策略，以便讓中小學通過各種措施積極開設創客（STEM）教育課程，從而提升學生核心素養和核心競爭力。近年來，我國對創客（STEM）教育越來越重視，中小學校實施創客（STEM）教育普及面越來越廣，課題組將繼續深入研究，進一步探索如何高效在中小學開展基于學生核心素養培養的創客（STEM）教育，取得更好的教育效果。

參考文獻

[1]楊現民，李冀紅.創客教育的價值潛能及其爭議[J].現代遠程教育研究，2015（2）：23-34.

[2]馬文娟，馬建軍.美國STEM教育對創新人才培養的啟示[J].中國教育技術裝備，2019（16）：134-136.

[3]關于印發山東省學校創客空間建設指導意見的通知[EB/OL].[2017-03-15].http：//edu.shandong.gov.cn/art/2017/3/15/art_11990_7738935.html.

*項目來源：本文為全國教育科學“十三五”規劃課題“基于現代教育裝備的教育教學協同創新應用研究”子課題“基于核心素養的中小學創客教育地方課程建設與實施的研究”研究成果（課題編號：FCB170641ZH02AH）。

作者：王應雪，安徽省教育廳教育技術裝備中心，高級工程師，研究方向為教育技術與教育裝備（230011）;王廣洋，馬鞍山市新市中心學校，一級教師，研究方向為教育信息化設施設備在學校中的應用實踐（243100）。