创新与融合：STEM教育、创客教育、创客课程的再思考

叶兆宁+杨元魁

【摘 要】从多个视角、结合多年实践经验，剖析创客教育和课程的特点，提出：创新人才培养是创客教育与STEM教育的共同追求，但两者具体目标的不同会引发不同的教育教学取向，且对创新教育的核心“创新思维”的培养方式也不同；创客课程是创客教育开展教学实践的抓手，但创客课程最与众不同之处是其独特的差异化教育和个性化教育。此外，对目前创客教育领域中存在的一些观点进行评析，认为：首先，缺乏健全的教学设计模式使得创客教育发展浮于表面，只有教育方式方法的变革才会带来创客教育的蓬勃发展；其次，不仅要提高创客教师的专业化水平，还需要发展创客教育的教师团队；最后，作为创客教育必备的创客空间，与其追求设备的完善不如发展出与课程紧密关联的具有适应性和个性特点的创客空间。

【关键词】创新；融合；创客教育；STEM教育；课程

【中图分类号】G633.67 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2017）19-0007-04

【作者简介】1.叶兆宁，东南大学（南京，210096）学习科学研究中心副教授；2.杨元魁，东南大学（南京，210096）学习科学研究中心讲师，学习科学博士。

K-12年级的STEM教育與创客教育是近年来教育领域所关注的热点话题，它们交织着，在基础教育的理论和实践中激起了一波又一波的浪潮，中小学教育的改革也随之不断深入。不仅仅是科学教育，综合教育、信息技术、通用技术、劳动技术、校本课程，甚至校园文化的整体建设都无一不见其踪影。无疑，它们已经开始影响传统的教育思路、教育方式、教育制度和教学规范。2015～2016年期间，由新媒体联盟发表的《地平线报告》中连续两年提到“重新思考学校运作模式”，又一次揭示了传统教育的改革正在它们的推动下悄然发生。

一、创新人才培养：创客教育与STEM教育的共同追求

1.社会发展对教育的需求促生了STEM教育与创客教育的共同追求。

21世纪是知识与经济全球化的时代，各国为了应对竞争压力，广泛开展基础教育改革，尤其是由美国发起的STEM（即Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育和创客教育（Maker Education）在全世界引起了广泛的关注。它们是近年来国际教育领域中新兴的教学模式与方法。

2015年7月，英国Nature期刊上推出有关STEM教育的“培育21世纪的科学家”的文章专题，系统审视了全球STEM教育的挑战和希望。[1]2016年美国国家学术出版社出版了《发展国家STEM劳动力策略》一书，指出具备STEM的知识和技能能增加个体的从业机会和增强国家竞争力。[2]2016年9月，北京师范大学发布《中国学生发展核心素养》研究成果，强调学生的全面发展与综合素质提升。可见，全面提升学生的综合素养已成为当前社会发展对教育的核心诉求，而理解各学科知识仅仅是综合素质的一部分，综合能力更多需要体现在学生对知识的运用、对现实问题的解决能力上。

STEM教育是科学、技术、工程与数学教育的统称，但它并不仅仅是学科教育的简单叠加，而是具有扎实的脑科学、认知科学和教育科学研究基础，并具有知识社会对创新人才需求的内涵和教育意义。STEM教育也并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。[3]

创客教育自产生以来，其概念与内涵众说纷纭，并未有统一认可的定义。如杨现民（2015）等认为创客教育是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。[4]郑燕林（2014）等从创客教育对教育功能的导向性上给予创客教育以阐释，认为创客教育是实现学生创造力乃至全人发展的平台，旨在为所有中小学生提供适宜的用于创造的环境、资源和机会。[5]张茂聪（2016）等人从是非中辨析创客教育，认为创客教育实则是一个系统的教育理念，其内涵是创新、实践、合作、共享。创客教育是一种彰显该理念的教育方式，它根基于传统教育，是传统教育的发展与革新。[6]

由此可见，无论是STEM教育还是创客教育，都顺应了社会的快速发展对人才的需求，高素质、跨学科、全球化的人才将成为未来社会的中坚力量。跨学科、综合类课程能更好地指向学生对知识的理解和运用，达成问题解决能力和创造力的提升。在社会发展的推动下，STEM教育与创客教育致力于共同的目标追求——培养适应21世纪发展的创新人才。

2.具体目标的不同引发不同的教育教学取向。

虽然STEM教育和创客教育在对创新人才的培养上有着共同的期许，但仔细分析其教育目标，其不同仍显而易见。

美国国家研究理事会2014年发布了STEM Integration in K-12 Education（《STEM教育在K-12年级的集成》）的报告，其中详细阐述了STEM教育的目标，包括面向学生的目标以及面向教师的目标。面向学生的目标有：STEM素养，21世纪技能，STEM的职业愿景，兴趣度和参与度，以及连接各STEM学科的能力。其中首要的目标即为培养学生的STEM素养，包括：（1）了解科学、技术、工程和数学在现代社会中的作用；（2）至少精通每个领域的基本概念；（3）能达到最基本的熟练运用，如能具备批判性的评估科学或工程报告的能力、解决通用技术问题的能力、完成与日常生活相关的基本数学运算的能力等。[7]

对于创客教育，部分学者也对其教学目标进行了分析。如祝智庭（2015）认为：虽然创客教育不会直接教授学生基础知识，但在“创客”的过程当中，学生将有机会运用到数学、物理、化学，甚至艺术等多学科的知识。其所倡导的提出问题并利用自己的创造力解决问题的过程，对学生能力的培养至关重要。[8]2016年10月，深圳市教育局印发了《深圳市中小学创客教育课程建设指南》（试行）。其中提出：创客教育的总目标包括工匠精神的传承、创客能力的习练，以及产业知识的启蒙；创客能力则包括贴近生活进行观察，创造性地运用各种技术和非技术手段，通过分享和协作发现问题、解构问题、探索解决方案，反复验证、优化迭代、制出成品；而担当起中小学产业创新知识的启蒙者则是创客教育的一大历史使命。

从两者的教育目标可见，STEM教育更关注和强调培养学生全方位的综合素质，对各学科知识的学习和理解是其重要和必备的目标之一，而创客教育更关注培养学生的创客精神和创造能力；STEM教育中跨学科是重要特点，在促進四个领域融合的前提下开展创造，而创客教育首要强调的就是创造，且并不指向特定的某些领域，由学习者根据项目、问题甚至爱好进行选择，可以在多个或某一领域中开展创造力的培养。然而，这些细节上的区别必将带来不同的教育模式、教育方法，以及教育价值的取向。

3.从不同的角度诠释对创新思维的培养。

2012年韦钰院士在其文章《科学教育对造就创新型人才的重要作用》中指出创新思维是导致创新活动发生的源泉和核心。[9]无疑，将创新人才培养作为共同追求的STEM教育和创客教育，必然将创新思维的培养作为其本质需求。神经教育学的发展指出，创新思维不同于一般的逻辑思维，它是人在面对需要做复杂决策的情况下，在激情驱动下突现的一种灵感，一种积极的直觉思维；它常常是跨学科的、循着不寻常思路发展的、高质量的综合思维；但是创新思维不是没有基础的，而是基于已有的、长期积累的知识（概念和模型）和推理之上的思想飞跃。

Kaufman等学者于2009年提出创新的“4C”模型，即迷你创新（MINI-C）、日常创新（LITTLE-C）、专业创新（PRO-C）和杰出创新（BIG-C）。[10]学者们认为创新可以在不同的层面上发生，既有高水平创新，也有普通创新。但是无论哪一种创新，基本过程都包括找出实质性的关键问题，并做出解决问题的决策，即发现问题和解决问题。[9]

可见，创新思维是高层次的综合思维，对学生创新思维能力的培养是一个长期的过程。学生在各个领域扎实的认知、技能和思维能力是发展创新思维的前提和基础。STEM教育关注各领域的共同发展，在努力夯实学生逻辑思维的基础上促进学生的创造力与创新思维；创客教育则以创造为主要出发点，更强调富有创造性的表达和设计。此外，努力培养学生积极的创新思维，激发学生的兴趣、爱好和激情也是创客教育必须关注的。

二、差异化教育与个性化教育：创客课程的与众不同之处

任何教育理念都需要通过学校、课堂、课程来实践和落实。杨现民等学者提出创客教育是一项系统工程，需要从创客环境、创客课程、创客学习、创客文化、创客教师队伍、创客教育组织、创客教育计划等多个方面协同推进。

Martinez与Stager（2015）认为一个好的创客课题应具备八大要素：相关性（与学生切身实际相关）、充足的时间（提供足够的课上与课下时间）、复杂性（涉及多个学科知识）、高投入（吸引学生长时间、高度投入）、关联性（学生协作、互动、联系外部专家）、可获得性（随时访问，使用任何材料、工具、软件、硬件等）、分享性（与他人分享一切）、新颖性（不重复已有研究）。[11]

陈刚等人详细分析了创客教育的课程观，认为创客教育是基于数字技术的“构造主义”教育实践；创客课程应以培养学生“通过设计制造以解决问题”的核心素养为目标，定位于融合各学科的工程类综合实践活动课程；其课程内容不具有严格的学科规定性，而是随着创客实践活动的展开呈现出“生成性”特征；基于设计的学习是创客课程的基本学习方式。创客课程应围绕“经验单元”进行课程设计，适宜采用表现性评价作为课程评价方式。[12]

创客课程与STEM课程一样，都是一种在“真实问题解决”中发生的学习。它们要求学生能综合运用各学科的基础知识和技能，遵循“调研分析、制定方案、动手制造、评估反思”的迭代步骤，通过反复的动手操作、信息处理、学习思考、组织规划、沟通表达、团队合作和自我管理等关键行为实现主动学习和问题解决。[13]故而，创客课程不可能是一门单一的课程或与学科课程并列的课程，而是与众多学科融合的一系列课程群，镶嵌于学校课程的整体规划中。而创客课程与STEM课程的跨学科性和解决问题学习方式要求学生能具备发现问题和解决问题的能力，以及综合利用已有知识的能力，这些能力同时需要各学科领域的概念与模型作为基础。因而，创客课程若想达到一定的深度和难度，学科类基本课程的学习仍是非常必要的。

创新意味着不同，意味着改变，更意味着差异性。创客课程也因此会表现出与传统学科课程完全不同的差异性，甚至在传统学科课程强调统一的要求和统一的评价之时，创客课程却需要凸显对学生差异、爱好以及学习成果的尊重，为学生创造适宜其自身发展的时空，因而课程的内容、进度、评价将无一不具备差异性和个性化。采用多内容、研究性课程、选修课程等形式发展校本型的创客课程，则更适应创客教育的需求、发展及其特殊性。

三、对STEM教育、创客教育、创客课程的再思考

对大多数参与STEM教育和创客教育的实践者而言，用理念指导实践时总是存在很多的困惑。熟悉了传统的学科教育，对如何开展跨学科的综合教育会束手无策。通过查阅近年来有关创客教育的文章，并结合开展教学实践的经验，笔者对以下几种观点谈谈看法与思考。

1.创客教育缺乏健全的教学设计模式。

有学者认为创客教育是以“工程”的思想和模式让学生在“做中学”，基于问题或项目的学习在中小学教育中刚起步，教学设计模式尚不健全。但笔者认为，教学设计模式的不健全只是创客教育发展的表面现象。

创客教育和STEM教育有着较为相同的教学模式与方法，与传统教学相比，它们更强调以学生为学习的中心、强调学习经历和结果的开放性，使用多种方式的基于问题、基于设计、基于项目的学习。[12]因此，基于项目的学习理论与探究式教育的理论相结合即可成为创客教育的教学模式和方法。

探究式教育早在2001年开始的基础教育改革时就已经提出，在我国科学教育领域已经实施了十多年，探究的理念和方式方法已被广泛接受和使用。基于项目的学习则较少被中小学教师所熟悉。同时由于开展科技教育和综合教育的教师人数有限，其中优秀教师的人数则更少，因而笔者认为，缺乏健全的教学设计模式不是制约创客教育的本质因素，教学方式方法的变革才能带来创客教育的蓬勃发展。如果不能脱离传统的传授式教育，实现真正意义上的以学生为中心，用探索、研究、解决问题的方法开展教学和学习，创客教育也只能望洋兴叹。

2.教育创客人才缺乏。

虽然笔者认为用“专业化教师”代替“教育创客”更为贴切，但却完全赞同“创客教师缺乏”这一观点。创客教育和STEM教育对教师在学科知识和教育教学能力方面都提出了更高的要求。教师不仅需要了解多领域的知识，还需要具有较高的创新意识、动手能力以及评价能力；不仅能指导学生开展创新活动，还能协助学生解决各种问题。因此，在实践创客教育的教师群体也将发生一系列的变化。

变化一：教师的专业化程度更高。

教师在科学、技术、工程、数学各领域的专业认知和技能，以及解决各领域基本问题的能力是创客教师的基本功。专业能力的提升可以帮助教师提高实施创客教育的信心，提高教师协助学生发现问题解决问题的成功率，使教学达成预期的目标。目前，教师的职后培训是提高教师专业化程度的唯一途径，这需要教育管理部门的支持和扶持，也需要教师职前培养模式和方法的改革。

变化二：教师不再仅仅是课堂教学的实施者。

对于传统课堂而言，教师是课程的实践者，教师可以对课程和教材进行灵活使用而不是设计与创造。创客课程的课堂是多样的、极具差异性的，各个小组的研究内容、研究进度都有可能不一样。因此，教师不再仅仅是课堂教学的实施者，更多情况下教师将成为课堂教学的设计者和组织者。师生关系也将发生变化，教师需要能更好地协助学生、为学生提供服务和帮助，让学生成为项目的主导、创新的主体，才能发挥创客教育的作用与价值。

变化三：教师群体将发挥更大的作用。

传统的学科教学往往是教师一个人面对所有学生，而创客教育则不同。跨学科的特点使得创客课程实施中会涉及方方面面的问题，一名教师不可能满足学生的所有需求。因此，创客教育将会采用教师团队作战的方法，掌握不同知识和能力的教师与专家组成教学团队，通过课堂教学、课外研讨、在线交流、远程辅导等多种方式实现对学生创新项目的帮扶。教师群体将在教学中发挥更大的作用，同时社区、研究所、高校、工矿企业将越来越深入中小学基础教育中。

3.创客空间越完善越好。

基于创客课程多样化的特点，建设适宜的创客空间是创客教育发展的必要需求。但一味追求空間的大小、设备的齐全和精密程度以及空间的统一化标配，并不是适宜创客教育发展的有效做法。

笔者认为，创客空间的建立应该经历一定的发展过程，在前期完成基础配置的基础上，空间建设与课程教学同步进行，以发展出满足课程要求、适合学生学习需求和创造需求、具有自身特色的创客空间。

【参考文献】

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[13]叶兆宁，杨元魁. 集成式STEM教育：破解综合能力培养难题[J]. 人民教育，2015（17）.