STEM教育與創客教育的融合路徑探析

歐椅華

（廣東嶺南職業技術學院，廣東廣州 510663）

面對國際競爭日趨激烈的嚴峻形勢，世界各國都十分重視提高國民綜合素質，最終提升國家綜合實力，以保持其在國際地位立于不敗之地，而國家綜合實力的競爭歸根結底是人才的競爭，即創新人才的競爭。在此背景下，STEM 教育和創客教育日益備受關注，成為教育領域的研究熱點，浪潮席卷全國。促進STEM 教育和創客教育的深度融合，是我國培養創新人才的內在推動力和重要途徑，更是推動教育信息化的有效舉措。創客教育的開放性空間為STEM 教育拓寬實踐領域，推進STEM 教育的跨學科知識深度融合，而STEM 教育的跨學科知識為創客教育奠定基礎，促進創客教育的創意生成，二者互為補充，取長補短，相互促進發展。STEM 教育和創客教育存在著密不可分的聯系，尋找兩者間的融合點，有利于培養學生創新精神和實踐能力，發展學生核心素養，為社會培養創新型人才。

在信息化時代背景下，世界各國都非常重視培養學生的核心素養。無論是經濟合作與發展組織核心素養框架、歐盟核心素養框架，還是美國的21 世紀學習框架，無不強調培養學生的核心素養。2014年我國教育部提出組織研究核心素養體系，更加注重自主發展、合作參與、創新實踐[1]。縱觀國內外，發展學生核心素養，是世界各國的共同追求目標，是教育界的必然發展趨勢，這與STEM 教育和創客教育的培養目標不謀而合。我國必須順應國際發展潮流，積極應對信息化時代對教育提出的挑戰，大力培養創新型人才。STEM 教育側重于跨，創客教育則更加關注創，二者間既有共性、也有異性。因此，基于正確理解STEM 教育和創客教育內涵特征的前提下，分析比較二者異同，進一步探討它們的融合路徑，以培養學習者具備批判性思維、創造性思維、溝通協作能力、問題解決能力、創新能力等21 世紀關鍵素養。

1 相關內涵特征

隨著信息時代的快速發展，社會對創新型、復合型和應用型人才的需求更為迫切，STEM 教育和創客教育應運而生，并成為教育界普遍關注的熱點話題。STEM 教育和創客教育是我國培養創新人才的有效手段，必須促進二者深度融合，從而發展學生核心素養，為國家培養所需人才。理解STEM 教育和創客教育的內涵特征，是展開相關研究的前提條件。

1.1 STEM 教育內涵特征

國外學者希瑟·岡薩雷斯（Heather B. Gonzalez）等人認為：“STEM 教育是指在科學、技術、工程、數學領域的教學，它通常包括從學前到博士后的所有年級的教育活動，也包括正式與非正式形式的教育活動[2]。”STEM 教育一詞是西方舶來品，最早產生于1986年美國國家科學委員會發布的 《本科的科學、數學和工程教育》這一報告中。該報告首次明確提出科學、技術、工程、數學教育集成的綱領性建議，由此確立了STEM 教育的優先發展戰略地位，引領了全球性STEM 教育運動[3]。

我國學者余勝泉等人認為：“STEM 教育中四門學科的教學并不是簡單的組合疊加，它們必須密切聯系，以整合的教學方式培養學生掌握相關領域知識和技能，并能進行靈活遷移應用以解決真實復雜的問題。還強調交叉融合的STEM 教育應具備跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、藝術性、實證性以及技術增強性等新的核心特征[4]。”

綜上所述，STEM 教育是科學、技術、工程及數學4門學科的簡稱，注重跨學科間的深度融合。從表面上看，這只是相互獨立的四門學科，但本質上它強調4 門學科基礎知識與核心理念的相互交融，旨在培養學習者的STEM 素養，包括科學素養、技術素養、工程素養、數學素養，即培養學習者的跨學科思維和綜合運用科學、技術、工程和數學各科基礎知識解決現實問題的能力，進而培養學習者的創新精神和實踐能力，最終促進學生核心素養發展。

1.2 創客教育內涵特征

創客教育的興起與2009年美國總統奧巴馬在教育創新大會上發表的重要講話直接相關。自奧巴馬在大會上強調每個學生都應成為創造者，而不僅是消費者后，美國白宮立即啟動了創客教育計劃，并讓《Maker》雜志的創始人德勒·東赫提（Dale Dougherty）負責實施計劃[5]。該項計劃旨在激發青少年創造的興趣與愛好，發展青少年的創造力，培養青少年成為創客人才。關于創客教育的內涵界定，中外學者提出的見解，既有相同之處，也存在一定的差異。國內外學者對創客教育內涵特征的相關闡述，比較具有代表性的是： 我國可以由華東師范大學祝智庭教授等人為代表，而西方國家則可以由美國學者馬丁尼茲（Sylvia Libow Martinez）和斯塔哲（Gray S.Stager）為代表[6]。

美國學者馬丁尼茲等提出：“創客教育把‘基于創造的學習’或‘在創造中學習’看作是學生真正需要的學習方式。在學習方式過程中，學生不再是被動的信息與知識的接受者和消費者，而是主動的應用者與創造者。他們還強調成功的創客教育應具備目的和相關性、時間、有一定復雜性、有一定強度和挑戰、具有多維關聯性、可訪問性、共享性、新穎性等八個要素（特性）[7]。”

國內學者祝智庭等人認為：“創客教育融入體驗教育、基于項目的學習、創新教育、DIY（Do It Yourself，自己動手做）等理念中的多種元素。首先強調體驗教育中的深度參與，繼承在實踐中學習的思想。然后是其教育框架與項目學習法相似，都以一個特定的學習任務為中心，使學生在分組協作完成任務的過程中進行自主探究學習，培養學生解決現實中復雜問題的能力。再者繼承創新教育的理念，以培養學生的創新意識、創新思維、創新能力為目標。而且還融入科學技術這一個不可或缺的因素，并把DIY 理念也融入其中，即培養學生積極動手創建的工匠精神[8]。”

綜上所述，西方學者強調創客教育就是要激發學生學習的主動性與積極性，努力開發學生創造性思維，促進學生將創意轉變為實體，培養學生成為能夠綜合運用技術和方法解決實際問題的創客人才。我國學者對創客教育的見解，同樣注重積極主動的基于項目的學習方式以及培養學生解決實際問題能力。不同之處在于最終培養目的，國外側重培養創客人才，我國則強調培養創新人才，即把學生培養成為具備創新意識、創新思維、創新能力的創新人才。

2 STEM 教育與創客教育的分析比較

STEM 教育和創客教育既有共性也有異性，正是因為存在異同，它們之間才能形成互為補充、互為完善的良好關系，并為二者的巧妙融合提供機遇。在理解STEM 教育和創客教育內涵特征的基礎上，深入分析比較二者的異同，是探討它們融合路徑的首要條件。下面從二者產生背景、核心特征、理論基礎及實踐基礎進行分析比較。

2.1 產生背景分析

從以上內涵特征分析可知，STEM 教育產生時間要早于創客教育，且二者產生背景有所不同。STEM 教育是20 世紀80年代以來美國在國際競爭日益激烈的嚴峻趨勢下，為繼續保持其領先地位，重拾美國學生對理工科的興趣，提升勞動力的創新能力，最終為提高國家競爭力而提出具有目的性的一項教育戰略。創客教育最早可追溯到2001年麻省理工學院的比特及原子研究中心產生的創客活動，真正興起源自奧巴馬在教育創新大會上的發言，旨在激發青少年對創造的興趣與信心，開發青少年的創造力，培養青少年將自身的創意轉換為實體作品。二者產生背景雖不同，但最終目標卻是一致的：皆指向培養學生創新能力，發展學生核心素養，同為適應信息化時代發展培養符合社會需求的創新型人才。

2.2 核心特征分析

STEM 教育和創客教育具備的核心特征在表述上雖有差異，本質上大多相同，例如：趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性等。這些STEM 教育和創客教育所共同具備的特性，是促進二者融合的奠基石。STEM 教育與創客教育雖然有著相同的特征，也有其不同之處。二者的側重點不同：前者重視跨，核心任務是促進跨學科之間的深度融合； 后者則更加突出創，核心任務是促進創意生成。另外，二者都各自具備獨有的特征： 跨學科性是STEM 教育具備的與眾不同的特性，是區別于其他特性的最重要的核心特征，為二者的融合提供可能；開放性是創客教育的獨特所在，為二者的融合創造機會。STEM 教育的跨學科知識，為順利開展創客教育奠定理論基礎。創客教育的開放性空間，突破了傳統課堂教學的時空壁壘，為開展STEM 教育提供實踐場所。

2.3 理論基礎分析

STEM 教育和創客教育都是近年來為適應信息化時代發展而產生的兩種新型的教育策略，每一種教育策略的產生都離不開理論基礎的有力支撐。皮亞杰的建構主義學習理論和陶行知的教學做合一理論均突出以學生為本、以實踐為主的教育理念，均為STEM 教育和創客教育奠定理論依據。建構主義學習理論強調以學習者為中心，關鍵是引導學生在原有經驗基礎上重新組合已有知識并進行意義建構。STEM 教育關注跨學科知識的交叉融合，這是重新組合并建構知識的直接表現。創客教育注重學生動手操作并完成實體作品的培養，在這過程中，學習者進行自我意義建構和內化升華知識。教學做合一理論強調理論聯系實際，倡導以創造核心，提出教和學都要以作為中心，而做的最終目的是創造，這與創客教育重視創意生成和培養具有創新意識、創新思維以及創新能力的創新型人才一脈相承。STEM 教育注重培養學習者跨學科解決實際問題能力，強調動手能力，深刻蘊含著做的理念。

2.4 實踐基礎分析

在實踐方面，STEM 教育也繼承了創客教育的體驗教育、項目學習法、創新教育及DIY 理念的元素，二者的課程實施方式幾乎相同。STEM 教育和創客教育實施課程教學時，強調讓學生處于真實的問題情境中，開展基于項目的學習或基于設計的學習。設計問題情境必須是學生感興趣的，貼近學生日常生活，而且有一定難度，需要學生協作完成。學生在主動參與、深刻體驗課程學習過程中，綜合運用科學、技術、工程和數學等多門學科知識協作解決現實復雜問題或完成作品設計，促進知識的融合創新以及遷移。此外，STEM 教育與創客教育的有效實施都離不開社會的廣泛參與。由于時間、財力、物力等條件的限制，僅靠教育部門或學校難以推動二者發展，需要社會多方力量的共同參與和大力支持。

綜上所述，STEM 教育和創客教育異同共存。不同之處：（1）產生時間不同，STEM 教育先于創客教育；（2）產生背景不同，STEM 教育具有目的性，創客教育非目的性；（3）關注重點不同，STEM 教育關注跨，重點促進跨學科融合，創客教育關注創，重點促進創意生成；（4）核心特征不同，STEM 教育是跨學科性，創客教育是開放性。相同之處：（1）共同的培養目標，培養符合社會需求富有創造力的創新型人才；（2）共同的核心特征：趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性；（3）共同的理論基礎，建構主義學習理論和教學做合一理論；（4）共同的實踐基礎，課程實施方式和社會廣泛參與。正是因為二者之間既有區別，又密切聯系，才更好地為二者的深度融合提供契機。

3 STEM 教育與創客教育的融合路徑

通過以上分析可知，STEM 教育和創客教育之間存在異性，也存在共通之處。無論是異性還是共性，同為促進二者更好地融合提供思路和基礎。以下從STEM 教育和創客教育的異同出發，探討二者的融合路徑。

3.1 以產生背景為依托，明確“STEM+創客教育”培養目標

STEM 教育和創客教育是基于不同背景下產生的兩種新型教育戰略，其初衷也存在差異，卻殊途同歸。STEM 教育是美國為鞏固其國際地位而提出的一項有目的發展戰略，旨在培養學習者創新能力和跨學科解決問題能力，最終提升國家競爭力。創客教育催生于美國麻省理工學院研究中心的創客運動，重點培養學習者創造性思維和創新能力，最終促進創意轉換為實體。基于STEM 教育和創客教育的產生背景下，制定“STEM+創客教育”的培養目標，應以核心素養為根本目標，以立德樹人為行動指南，培養學習者的跨學科思維、創造性思維、創新精神、協作學習能力、解決問題能力以及創新能力等21 世紀關鍵素養，最終培養適應社會發展的具備創造力的創新型人才。

3.2 以核心特征為準則，設計“STEM+創客教育”核心課程

趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性等是STEM 教育和創客教育的共同核心特征，跨學科性和開放性分別是二者的獨特之處。STEM 教育和創客教育的深度融合，便融合了彼此間的不同特征。因此，“STEM+創客教育”的核心特征為：跨學科性、開放性、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性等。在設計“STEM+創客教育”核心課程時，首先要以核心特征為準則，實現核心特征寓于課程中，尤其要注意體現出跨學科性和開放性，創客教育需要借助跨學科教育理念，STEM 教育需要開放性空間的支持。再者要立足于校本課程，使“STEM+創客教育”課程促進校本課程發展。

3.3 以理論基礎為導向，創設“STEM+創客教育”實踐活動

建構主義學習理論和教學做合一理論，均為STEM 教育和創客教育奠定堅實的理論基礎。在創設“STEM+創客教育”實踐活動時，要以建構主義學習理論和教學做合一理論為導向，從核心素養視角出發，設置螺旋上升的活動目標，選擇符合學生身心發展規律和個性發展的活動內容，設計基于項目（項目規劃）、基于問題（問題情境）、基于設計（創意生成）學習的活動方式，循序漸進地培養學生的必備品格和關鍵能力。“STEM+創客教育”實踐活動的創設理念，既要保留STEM 教育本身所具備的跨學科性，又要融合創客教育所倡導的創意作品化，形成一種創客式的跨學科實踐活動。

3.4 以實踐基礎為前提，構建“STEM+創客教育”學習空間

構建“STEM+創客教育”學習空間，首先要以基于項目的學習或基于設計的學習為前提，充分利用創客教育的開放性，深度融合STEM 教育的跨學科知識，使STEM 教育的跨學科知識成為創客教育的創作基礎。再者，STEM 教育和創客教育僅依靠教育部門及學校師資難以有效開展，必須借助社會多方力量的支持，充分利用社會各界的資源，促進學生從課堂參與者轉變為社會創造者，促使學生將創意作品化。創客作品離不開STEM 教育跨學科知識的支撐，STEM 教育理念的融入，是創客教育扎根于教育領域的有力保證，跨學科知識需要創客教育開放性空間來培養學生的STEM 素養。

4 結語

隨著信息化社會蓬勃發展，STEM 教育與創客教育日益盛行于世界各國。如何促進二者融為一體、共同推進我國教育事業發展，已成為當前廣大教育工作者的追求。只有在真正理解掌握STEM 教育與創客教育內涵外延及深刻分析比較二者異同的基礎上，才能更好促進二者深度融合。STEM 教育是集科學、技術、工程、數學于一體的教育，旨在培養學生跨學科解決問題能力、創新能力、協作學習能力等。創客教育是融入體驗教育、項目學習法、創新教育和DIY 等理念，旨在培養學生成為具備創新意識、創新思維、創新能力的創新型人才。因此，尋求STEM 教育和創客教育的融合路徑，推進二者深度融合，促進創新型人才培養和科學技術發展，實現以教育信息化引領教育現代化。