薄麗娜

摘 要：隨著創(chuàng)客運動的火爆進行，創(chuàng)客教育也受到越來越多的關(guān)注，創(chuàng)客教育主張培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實踐能力，得到廣泛的認可。文章首先分析了STEAM教育的內(nèi)涵與中小學(xué)創(chuàng)客教育的現(xiàn)狀，并比較了STEAM教育與創(chuàng)客教育的異同；其次結(jié)合STEAM教育的特點，對創(chuàng)客課程設(shè)置的理念、目標以及內(nèi)容進行了闡述，建構(gòu)了STEAM教育理念下中小學(xué)創(chuàng)客課程教學(xué)模式；最后在此教學(xué)模式的指導(dǎo)下，在重慶師范大學(xué)附屬小學(xué)六年級學(xué)生的“Arduino的項目制作”課程中開展了教育實踐，取得較好的成效。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；創(chuàng)客教育；教學(xué)模式

中圖分類號：G40-057 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）04-0036-04

近年來，隨著創(chuàng)客和創(chuàng)客文化的迅猛發(fā)展，創(chuàng)客教育也逐漸走進人們的視野，國家十分重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識，教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的通知中提到：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用。”[1]創(chuàng)客教育進入學(xué)校是勢在必行，將STEAM教育的理念引入學(xué)校實施創(chuàng)客教育中，必將成為學(xué)校推進創(chuàng)客教育新的突破口。

一、STEAM教育與中小學(xué)創(chuàng)客教育的結(jié)合

1.STEAM教育的內(nèi)涵

STEAM教育的前身是STEM教育，是Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）和Math（數(shù)學(xué)）的基礎(chǔ)上，增加Arts（藝術(shù)）的教育，使得技術(shù)和工程教育融入了藝術(shù)人文的教育，構(gòu)成學(xué)校文化的一部分，這就是STEAM教育[2]。STEAM教育是一種整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的學(xué)科教學(xué)和學(xué)習(xí)的途徑，強調(diào)跨科統(tǒng)整，將知識獲取、方法與工具的利用以及創(chuàng)新生產(chǎn)的過程有機地融合在一起，形成的統(tǒng)一的整體。STEAM教育不單單是整合各個學(xué)科知識，更重要的是將各個學(xué)科不同的實踐過程和精神內(nèi)涵進行融合，是一種創(chuàng)新的學(xué)科融合。

STEAM教育以整合的教學(xué)方式讓學(xué)生進行知識獲取，引導(dǎo)學(xué)習(xí)動手實踐，以尋求解決現(xiàn)實生活中問題的方法。STEAM教育的核心特征是：跨學(xué)科、開放性、趣味性、體驗性、協(xié)作性、設(shè)計性。在進行STEAM教育時，以體驗現(xiàn)實世界為主，強調(diào)實踐動手，將不同學(xué)科的知識融入到解決實際問題中，通過設(shè)計進行知識體系的輸出，借助一定的工具，設(shè)計具有開放性的創(chuàng)新性產(chǎn)品，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。

2.創(chuàng)客教育與STEAM教育的異同

創(chuàng)客教育主要以自我探究和動手實踐為主，強調(diào)學(xué)生利用現(xiàn)有的知識動手制作具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，掌握解決現(xiàn)實問題的方法，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手實踐能力、團隊合作能力、問題分析和解決能力。

對創(chuàng)客教育和STEAM教育進行比較，會發(fā)現(xiàn)兩者有很多的異同點：

首先，STEAM教育強調(diào)的是學(xué)科的融合，提倡跨科統(tǒng)整，整合不同的學(xué)科，其教育核心就在于此；創(chuàng)客教育強調(diào)的是創(chuàng)造，即使在創(chuàng)造過程中會涉及不同的學(xué)科，但其本身不強調(diào)學(xué)科。

其次，STEAM教育和創(chuàng)客教育解決的問題都來源于現(xiàn)實情境的設(shè)定，不同的是，STEAM教育問題的設(shè)計來源于教師的引導(dǎo)，教師通過具體情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生利用不同學(xué)科的知識解決現(xiàn)實的問題；而創(chuàng)客教育的問題來源于學(xué)生自己，其主張的就是讓學(xué)生利用已有的知識將自己的想法變?yōu)楝F(xiàn)實，在此過程中教師更多的是指導(dǎo)學(xué)生解決問題，而非讓學(xué)生探索教師創(chuàng)設(shè)的相同的問題。

再次，STEAM教育中教師的角色是教學(xué)設(shè)計者、學(xué)生引導(dǎo)者、以及活動組織者，不同的教師可以相互配合共同完成項目，其注重的是學(xué)生在完成作品過程中，對問題解決能力和動手實踐能力的培養(yǎng)，在某種程度上，作品完成與否，并不十分重要；而在創(chuàng)客教育中，教師扮演的是學(xué)生支持者，不需要引導(dǎo)學(xué)生完成知識體系的學(xué)習(xí)，只需要維持秩序，配合學(xué)生完成作品即可。當然，創(chuàng)客教育強調(diào)產(chǎn)品的輸出，創(chuàng)客教育主張采用各種工具，比如開源硬件、3D打印、微型機床等，進行產(chǎn)品的設(shè)計，最終一定要產(chǎn)品的輸出。

最后，兩者都強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，但側(cè)重點有所不同。STEAM教育強調(diào)的是跨學(xué)科的多元思維，而創(chuàng)客教育強調(diào)的是獨立創(chuàng)造思維，能夠有自己獨特的想法，并將其實現(xiàn)的能力。

總之，借助STEAM教育的優(yōu)點，讓其在推進創(chuàng)客教育過程中發(fā)揮作用。以STEAM教育為本，推進創(chuàng)客教育，在設(shè)計創(chuàng)客課程時，融入STEAM教育的思想，讓大家可以意識到創(chuàng)客教育在知識覆蓋層面有不足的問題，使得這個問題能夠得到有效地解決。

3.中小學(xué)創(chuàng)客教育實施的現(xiàn)狀

隨著創(chuàng)客運動的火爆進行，創(chuàng)客教育也出現(xiàn)階段性大躍進的現(xiàn)象，不遵循教育規(guī)律，一窩蜂地讓學(xué)生進行開源電路、3D打印、機器人的學(xué)習(xí)，太過于注重技術(shù)的炫酷[3]，違背了創(chuàng)客教育的初衷，缺乏系統(tǒng)的學(xué)科知識的支撐，使得創(chuàng)客教育成為了學(xué)校秀場，就以機器人為例，過分注重競賽本身，忽略了學(xué)生的能力培養(yǎng)，在學(xué)習(xí)機器人過程中，學(xué)生只是學(xué)習(xí)涉及到比賽那些方面的知識，其實關(guān)于機器人的知識遠不是如此，這就使得學(xué)生學(xué)習(xí)不夠系統(tǒng)，對于學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)也并未達到，失去了最初進行創(chuàng)客教育的意義。

創(chuàng)客教育主張培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，但是在實際的學(xué)校教育中，并未將創(chuàng)客教育真正地引入學(xué)校課堂，更多的時候是讓學(xué)生利用學(xué)生活動時間來進行一些創(chuàng)作，究其原因主要有以下幾點：①升學(xué)壓力，在當前中國教育國情下，學(xué)生仍需通過考試來進行升學(xué)深造，學(xué)校都不愿將創(chuàng)客教育大量地引入課堂，擔(dān)心這樣會讓學(xué)生分心，影響考試學(xué)習(xí)成績；②缺乏切實可行的課程體系，有些學(xué)校愿意實行創(chuàng)客教育，但是缺乏支撐的課程，這樣就不利于推進創(chuàng)客教育；③缺乏合適教學(xué)模式支持，創(chuàng)客教育在某種意義上說是一種素質(zhì)教育，所以一般課堂的教育模式并不適用于創(chuàng)客課堂，探索新的教育模式也是非常必要的一項工作。endprint

綜上所述，將STEAM教育融入學(xué)校的創(chuàng)客教育中，一方面可以彌補創(chuàng)客教育在學(xué)校實施的弊端，解決基礎(chǔ)知識欠缺和不同學(xué)科知識缺乏融合的問題；另一方面也可以解決學(xué)校迫于升學(xué)壓力，無心讓學(xué)校進行創(chuàng)客教育的問題；試想，將不同學(xué)科的知識融入到創(chuàng)客作品中，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的同時，又讓學(xué)生對課本知識進行了一定程度的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，這樣既迎合了應(yīng)試教育，又體現(xiàn)了素質(zhì)教育，從根本上解決了學(xué)校無法有效推進創(chuàng)客教育的問題。

二、STEAM教育理念下中小學(xué)實施創(chuàng)客教育的課程設(shè)置與教學(xué)模式建構(gòu)

1.課程設(shè)置的需求（課程內(nèi)容、理念、目標）

創(chuàng)客教育是面向青少年的教育，課程設(shè)置應(yīng)該面向的是K12，需要考慮各個年級的學(xué)生特征，綜合考究之后，再進行課程內(nèi)容的選取。為了將創(chuàng)客教育融入學(xué)校教育，課程內(nèi)容需要整合各階段校本知識，以項目式教學(xué)為導(dǎo)向，使用工具有計算機編程、3D打印、微型機床、傳統(tǒng)手工，以高頻次產(chǎn)品輸出為手段，將學(xué)科知識有效地融入其中。

課程內(nèi)容設(shè)置需要基于校本課程的課標，使得創(chuàng)客教育的內(nèi)容與傳統(tǒng)的校本學(xué)科進行有效結(jié)合，讓學(xué)生不僅能夠做出有趣、實用的科技小產(chǎn)品，同時可以起到預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)校本學(xué)科的作用，將應(yīng)試教育與創(chuàng)客教育有效地結(jié)合，從根本上解決創(chuàng)客教育難以在學(xué)校推進的問題。

課程內(nèi)容在具體設(shè)置時，由基礎(chǔ)課程、主體課程和工具課程三部分組成?；A(chǔ)課程來源于不同學(xué)科的校本知識，需要STEAM理念的指導(dǎo)，進行有效地融合；主體課程依托項目制教學(xué)，著眼于產(chǎn)品制作本身，涉及到情境創(chuàng)設(shè)和產(chǎn)品設(shè)計等方面；工具課程主要是針對產(chǎn)品的完成設(shè)置的課程，比如3D建模、3D打印、仿真軟件等使用的課程，當然并非單純學(xué)習(xí)如何使用這些工具，都需要設(shè)置有具體的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上進行有效地學(xué)習(xí)。課程目標如圖1所示。

2.教學(xué)理念

采用項目制教學(xué)和分組教學(xué)，以項目制教學(xué)為主，使得跨學(xué)科的程度更深，化學(xué)科的有形變項目的無形，高頻次的成果輸出，做出更加具有科技性和趣味性的產(chǎn)品。對學(xué)生進行分組教學(xué)，使每個學(xué)生都能參與其中，并且發(fā)揮特長，真正地做到人人參與，都能有所收獲。

在整個教學(xué)過程中，教師創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，調(diào)動學(xué)生主觀能動性，讓學(xué)生積極主動地思考，讓學(xué)生學(xué)會運用不同學(xué)科的知識進行不同側(cè)面的思考，讓學(xué)生作為課堂的主導(dǎo)，教師輔助回憶已學(xué)過的知識，引導(dǎo)學(xué)生對未學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，整個過程強調(diào)的是每個學(xué)生都有所收獲。

3.STEAM教育理念下中小學(xué)創(chuàng)客課程的教學(xué)模式的建構(gòu)

STEAM教育的核心特點在于跨科統(tǒng)整，強調(diào)不同學(xué)科的融合[4]；創(chuàng)客教育的理念是基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)；綜合考慮學(xué)校的傳統(tǒng)教育的分量，這也是學(xué)校能夠主動接受創(chuàng)客教育進入校園的關(guān)鍵因素；將三者有效結(jié)合，探索一種教學(xué)模式，讓學(xué)生在進行創(chuàng)客教育的過程中也一并進行了學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，而且這種學(xué)習(xí)是基于興趣的主動學(xué)習(xí)，而非傳統(tǒng)教育中的被動接受。嚴格考究三者之間的關(guān)系，結(jié)合項目制教學(xué)，針對當前學(xué)校迫切需要解決的“升學(xué)壓力”問題，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，創(chuàng)新與創(chuàng)造為主線，構(gòu)建STEAM理念下中小學(xué)創(chuàng)客課程的教學(xué)模式，如圖2所示。

該模式是以“跨科統(tǒng)整，動手創(chuàng)造”的STEAM教育理念為理論指導(dǎo)，具體分為5個部分：①教學(xué)目標：通過對不同學(xué)科的知識的整合，促進學(xué)生對知識的掌握，強化學(xué)生動手實踐的能力，針對不同項目都能夠?qū)崿F(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面的目標；②知識與積累：主要包括課前準備與課堂活動兩方面，課前準備的工作主要是教師對學(xué)習(xí)者進行分析，根據(jù)學(xué)習(xí)者的具體情況，進行學(xué)科整合，將不同學(xué)科的內(nèi)容進行融合，以便學(xué)生進行理解性學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上，教師對學(xué)習(xí)情境進行創(chuàng)設(shè)，進而引入課堂學(xué)習(xí)，課堂由教師進行總-分結(jié)構(gòu)的知識講解，在學(xué)生掌握知識的基礎(chǔ)上，進行分組教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生完成作品文檔（案例名稱、創(chuàng)作思想、技術(shù)技巧、獨特之處），由小組成員進行說明匯報；③工具與能力：在設(shè)計圖完成的前提下，采用分享式教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生進行三維建模，最終進行3D打印，完成作品的外在結(jié)構(gòu)模型；④創(chuàng)新與制造：即項目制作，選取合適的主板和電子元件，在此基礎(chǔ)上，進行編程、電子元件的連接以及與外在模型的組裝，完成項目制作；⑤展示與評價：評價的方法主要包括成品展示與制作分享，讓學(xué)生將完成作品的收獲進行交流與分享，成品展示體現(xiàn)學(xué)生的動手能力，制作分享鍛煉和考驗學(xué)生的表達能力，在此過程中，教師進行視頻錄制，在學(xué)生進行陳述之后，教師進行點評，以學(xué)生實際的表現(xiàn)反饋回教學(xué)中，以促進創(chuàng)客教育的持續(xù)發(fā)展。

三、STEAM教育理念支持下的中小學(xué)創(chuàng)客課程的教育實踐

本研究依托重慶師范大學(xué)附屬小學(xué)，將STEAM教育理念下中小學(xué)實施創(chuàng)客教育的教學(xué)模式運用到教學(xué)中，開展創(chuàng)客教育，具體實踐情況如下：

1.教學(xué)目標

創(chuàng)客教育的目標在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，通過對不同學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，學(xué)會多角度思考問題；經(jīng)歷從多角度尋求分析問題和解決問題的方法，體驗解決問題的多樣性，形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，合理使用工具和制作方法，體驗設(shè)計和制作過程，發(fā)展創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

2.知識與積累

（1）學(xué)習(xí)者分析

本次教育實踐的對象是重慶師范大學(xué)附屬小學(xué)六年級二班的30個小學(xué)生，處于這個年齡段的學(xué)生具有好動、注意力不能持續(xù)集中，但是對任何新鮮的事物都充滿好奇心，具有極大地興趣進行探索發(fā)現(xiàn)，同時模仿力極強。六年級二班的小學(xué)生進行過機器人的學(xué)習(xí)，具有一定的動手實踐能力，而且對基于Arduino的課程和3D打印有一定的了解，因此本研究選擇開設(shè)“Arduino的項目制作”作為實踐課程，依據(jù)前文中所述的創(chuàng)客課程的設(shè)置，在原有的課程基礎(chǔ)上進行了重新編排，切實做到適合小學(xué)生進行創(chuàng)客教育的要求。

（2）學(xué)科整合endprint

如前文所述，教學(xué)模式是基于STEAM理念構(gòu)建的，其核心思想在于“跨科統(tǒng)整”，融合不同學(xué)科的思想，進行創(chuàng)新與創(chuàng)造。Arduino作為當前創(chuàng)客教育實施的常用平臺，其優(yōu)點就是硬件開源且具有可擴展性，價格便宜，教學(xué)成本低。在六年級的科學(xué)課程里面有學(xué)習(xí)生命的起源，對于細胞和生態(tài)系統(tǒng)有一定的了解，基于此，本研究選取Arduino系列課程中，高年級開設(shè)的“傳感世界”和“智能機器”課程——《智能細胞花盆的設(shè)計與制作》，重新編排，用于教育實踐。簡而言之，智能細胞花盆設(shè)計與制作就是指做一個形狀像某一種細胞，并且可以測土壤濕度的花盆。

（3）情境創(chuàng)設(shè)

教師通過將語文、數(shù)學(xué)、美術(shù)、生物等學(xué)科的知識進行整合，各科的課程目標如下表1所示，根據(jù)具體的課程目標，選取合適的教學(xué)內(nèi)容，進行學(xué)科整合，將生命起源引入教學(xué)，進行背景知識的講解，應(yīng)用總—分結(jié)構(gòu)進行知識梳理，最后創(chuàng)設(shè)情境，播放相關(guān)圖片，引發(fā)學(xué)生思考，創(chuàng)設(shè)項目，進入分組式教學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生完成作品文檔，繪制草稿圖，最終完成設(shè)計圖。

3.工具與能力

根據(jù)繪制的設(shè)計圖，教師指導(dǎo)學(xué)生利用3D one進行三維建模，首先制作主體，建立兩個長方體，進行抽殼、吸附、圓角操作；然后制作蓋子，建立兩個長方體，做圓角、吸附、合并的操作；接著制作顯示屏和開關(guān)的位置，同樣制作兩個長方體，進行吸附、移動、相減的操作；最后制作花盆，導(dǎo)入矢量圖，進行拉伸操作，然后進行移動、抽殼操作。在此基礎(chǔ)上，進行3D打印，完成作品外在模型。

4.創(chuàng)新與創(chuàng)造

項目制作，教師將成品功能進行展示，然后對電子元件進行介紹，如下表2所示；接著指導(dǎo)學(xué)生進行編程，完成之后讓學(xué)生對電子元件進行連接，教師負責(zé)維持秩序，讓學(xué)生自己動手完成即可；最后將電子元件與外在模型進行組裝，完成作品。

5.展示與評價

學(xué)生將完成的作品進行展示，講述自己的創(chuàng)作過程，同時分享制作過程中遇到的困難以及解決的方法，與大家一起交流，最后表述自己的作品的獨特之處。教師進行視頻的錄制，以及點評學(xué)生的表現(xiàn)。

教師在評價過程中要關(guān)注學(xué)生回顧知識、創(chuàng)作心路和反思問題三個方面的表現(xiàn)情況，尤其要重視在這個創(chuàng)作的過程中學(xué)生是否有所收獲，以及是否具有將作品清楚地表述給他人的能力，切忌一味地關(guān)注作品是否完成。通過記錄的視頻可以認真進行研究，幫助學(xué)生不斷提升自己。

四、結(jié)語

當前創(chuàng)客教育在中國發(fā)展迅猛，越來越多的學(xué)生接觸到創(chuàng)客教育，為了讓創(chuàng)客教育更好地走進校園并發(fā)揮作用，本研究嘗試將STEAM教育與創(chuàng)客教育相結(jié)合，提出具體創(chuàng)客課程的設(shè)置策略，構(gòu)建出STEAM理念下中小學(xué)實施創(chuàng)客課程的教學(xué)模式，并在此基礎(chǔ)上進行了教育實踐，但是在具體實施中也發(fā)現(xiàn)了很多新的問題，因此還需要進一步加強理論研究與實踐探究。

參考文獻：

[1]教育部（2016）.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的通知[EB/OL]. [2016-06-24].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[2]陳怡倩.跨科統(tǒng)整STEAM教育探究[J]. 教育參考，2017，（03）：5-11.

[3]劉蓮花，張濤，戴艷紅.3D打印技術(shù)在STEAM教育中的應(yīng)用探討[J].長沙航空職業(yè)技院學(xué)報，2016，16（03）：24-26.

[4]劉淑云，馬燕，范文翔.創(chuàng)客理念下師范院校的機器人教學(xué)模式探究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016，26（07）：120-126.

[5]高云峰.創(chuàng)客與STEAM教育結(jié)合的實踐[J].力學(xué)與實踐，2016，38（01）：74-77.

[6]楊曉哲，任友群.數(shù)字化時代的STEM教育與創(chuàng)客教育[J].開放教育研究，2015，21（05）：35-40.

（編輯：郭桂真）endprint