基于創客項目的小學STEM教育活動可行性研究

梁賢慧

【摘要】基于文獻搜集，本文簡要分析了STEM教育與創客教育的發展現狀，闡述了國內外學者有關STEM教育和創客教育整合的理論研究和實踐研究成果。得出結論，基于創客項目的小學STEM教育是切實可行的，但相關研究不多，是值得研究的課題。

【關鍵詞】STEM教育;創客;跨學科

一、背景

（一）STEM教育和創客教育是我國學科教育變革的新方向

以美國為代表的一些發達國家，為提升國際競爭力，積極出臺多項政策、法案，大力推動STEM教育和創客的發展，以達到培養綜合型高素質人才的長遠目標。西方國家大量的實踐表明，依托項目式學習的創客教育和STEM教育對培養學生的探究能力、問題解決能力和創新能力大有裨益[1]。

2013年前后， STEM教育與創客教育在我國成為教育熱點，幾乎在同一時間給中小學教育教學改革注入了新的活力。2016年教育部頒布的《教育信息化“十三五”規劃》首次提出明確建議——探索跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式，以提升學生的信息素養、創新意識和創新能力。隨后，在中小學教育實踐領域，STEM教育與創客教育受到了多個地區高度的重視，如貴州省、江蘇省、山東省陸續公布了面向中小學校的有關創客空間建設和STEM教育項目開展的指導意見，各中小學積極依據上述指引嘗試探索STEM教育和創客教育。與此同時，上海云中心、深圳柴火空間、鯊魚公園等社會組織或企業都紛紛聚焦STEM教育與創客教育，足以說明STEM 教育和創客教育是教育改革新方向。

（二）STEM教育和創客教育是小學科學課程標準的新要求

2016年《中國學生發展核心素養》的發布是國家落實立德樹人根本任務的重要舉措。其中，培養學生科學精神和科學素養是核心素養中的重要因素。為了更好地適應時代的要求，教育部于2017年新修訂了《義務教育小學科學課程標準》，增設了技術與工程領域的課程內容。新增的技術與工程領域內容，非常強調培養學生的團結協作能力、創造性思維和批評思維，充分反映出小學科學課程中對STEM 教育和創客教育的重視程度，是我國科學教育發展過程中的一次飛躍。STEM教育開展是依托學生的生活實踐經驗，讓學生在實際問題中培養綜合能力，最終再回到生活實踐中去應用跨學科知識來解決具體的問題，達到學科理論與生活實踐相結合的目的。STEM教育和創客教育倡導跨學科學習、合作探究、創新共享，這與新修訂《義務教育小學科學課程標準》的要求不約而合。STEM教育和創客教育通過創設與學生生活實際相關的情境，著重提高學生的跨學科知識的綜合應用能力、動手操作能力以及創新能力等，必定對發展學生的核心素養有著促進作用。

二、國內外研究現狀

（一）國外研究現狀

1.基于創客項目的STEM教育的理論研究

Bronwyn Bevan等人認為，從時間上來看，STEM教育的出現早于創客教育，STEM教育和創客教育產生于不同的組織：STEM教育是由美國國家層面上大力推行的新興教育模式，而創客教育則是美國民眾層面上對STEM教育的自發行為[2]。因此，由國家層面推廣的STEM教育與民間自發興起的創客教育是相輔相成的。

有“創客教父”之稱的美國資深創客Mitch Altman認為創客空間是一個很好的推動STEM教育的地方。培養創作力的過程需要更廣泛的綜合知識，這就凸顯了STEM教育的價值，STEM教育可以幫助學生在實踐中構建科學、技術、工程學、數學領域的跨學科知識體系。創客社團的學生在設計作品的過程中會自然而然地發生STEAM的學習。

2.基于創客項目的STEM教育的教學實踐研究

埃里克·布倫塞爾編寫的《在課堂中整合工程與科學》一書，介紹了囊括小學至高中的30個STEM項目活動。他提出有關STEM教育和創客教育整合的“培養21世紀的科學家”，系統地審視了全球STEM與創客教育的挑戰和希望。

國際技術和工程教育協會（ITEEA） STEM教學中心開發了工程設計項目（The Engineering by Design，簡稱EbD）模型，該模型專門為K-12年級提供一個基于項目學習的、真實的學習環境，經過一系列合作、探究、分享的活動來提高所有學生在科學、工程、技術及數學的成績。

王志強，李菲，卓澤林等人以全美最早為本科生提供創客空間的卡內基梅隆大學為例，分析了該校創客教育與 STEM 教育整合的理念和方法。該校通過一系列基于創客項目的STEM教育的資源，為該校大學生在創新過程中培養跨學科實踐能力的平臺。

（二）國內研究現狀

1.基于創客項目的STEM教育的理論研究

國內不少學者曾對STEM 教育和創客教育的關系進行剖析，被譽為“中小學創客第一人”的溫州中學謝作如老師結合自身的實踐，比較了STEM 教育和創客教育的異同，他認為兩者是密切相關的，兩者的學習內容和學習方式都有較多交集，不能將STEM 教育和創客教育人為地割裂開。

黃志紅從四個角度詳細地辨析了STEM 教育和創客教育：1.起源和發展路徑不同，但二者殊途同歸;2.內涵定義不同，但二者互相拓展;3.學科基礎不同，但二者互為補充;4.建設內容側重不同，二者需互相融合，進而得出兩者的共通性大于差異性的結論。

滕嬌嬌，閆志明等人從理論上分析了STEM 教育和創客教育的區別，還從中小學的實踐中比較分析兩者的活動類型、內容、課程，發現兩者是相互交融的。

2.基于創客項目的STEM教育實踐研究

與國外的實踐研究相比，我國基于創客項目的STEM教育實踐研究起步較晚，研究范圍主要集中在大城市。

劉綺君較為詳細地分析了中國香港地區STEM教育的發展現狀以及STEM教育實踐的優秀案例，如香港仔工業學校“推動STEM教育，小創客大創作”特色活動、樂善堂余近卿中學實現的魚菜共生系統、圣公會圣十架小學運用STEM理念優化整合的校本課程《制作磁浮列車》等。她認為STEM教育與創客運動的融合在香港部分中小學的實踐中得到了論證。

王旭卿以信息技術設備為硬件支持，創新地構建了基于STEM教育的創客教育模式，在實踐中探索如何提升學生的信息素養，為我國面向STEM教育的創客教育教育模式提供了有價值的參考。

馬瑩華基于STEAM教育和創客教育理念，設計了創意紙電路趣味課程， 將初中物理的電學知識生動地融入在項目學習中。該項目在武漢科技館推行得到了廣大師生及家長的好評。

三、結語

綜上所述，國內外學者都認為基于創客項目的STEM教育是切實可行的，這是本課題研究的重要基礎和理論依據。國外有一些較為成熟的基于創客項目的STEM教育的教學實踐案例，具有一定的參考價值，但將其應用在國內的教育教學改革當中絕不能生搬硬套。根據前期的文獻研究了解到，目前國內基于創客項目的STEM教育的研究仍在起步階段，尤其是針對其應用在小學教育改革的研究不多，更未形成系統的課程體系;面對新的教學模式，教師需要具備新進的教學理念和較高的專業技能;教學資源與教材還不夠豐富，基于創客項目的STEM教育的教學活動案例還比較缺乏等問題。

【本文系2020年廣東省教育研究院科研立項課題“基于創客項目的小學ATEM教育活動實踐研究”（GDJY-2020-Aa-206）研究成果之一】

【參考文獻】

[1]李小濤，高海燕，鄒佳人等.“互聯網+”背景下的STEM教育到創客教育之變遷——從基于項目的學習到創新能力的培養[J].遠程教育雜志，2016，34（1）：28-36.

[2] Bronwyn Bevan， Joshua P Gutwill， Mike Petrich， Karen Wilkinson. Learning Through STEM-Rich Tinkering： Findings form a Jointly Negotiated? Research Project Taken UP in Practice[J].Science Education ，2015（1）：98-120.

[3] 吳俊杰.創客運動與STEM教育——專訪“創客教父”Mitch Altman[J].中小學信息技術教育，2013（12）：39-42.

[4] 埃里克·布倫賽爾.在課堂中整合工程和科學[M].周雅明，王慧慧譯.上海科技教育出版社，2015：6.

[5] Rockland Ronald， Bloom Diane S. Advancing the “E” in K-12 STEM Education [J]. Technology Studies， 2010（36）：53-64.

[6] 王志強，李菲，卓澤林. 美國高校創客教育與 STEM 教育的融合：理念"路徑"啟示[J].復旦教育論壇，2016（14）：101-107.

[7] 謝作如.創客教育和STEM教育關系之辨析[J].中國現代教育裝備，2017（4）：16-19.

[8] 黃志紅. STEM和創客教育共通性大于差異性[J].中國民族教育，2018（Z1）：29-31.

[9] 滕嬌嬌，閆志明. STEM與創客教育辨析[J].現代教育技術，2019（11）：101-106.

[10] 劉綺君.香港中小學STEM教育的概況與實踐案例[J].軟件導刊·教育技術，2016（10）：56-58.

[11] 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）：36-41.

[12] 馬瑩華.科技館中基于STEAM的創客教育活動設計與應用研究[D]華中師范大學，2017.

（責任編輯：梁慧嬋）