STEAM理念下航空创客课程开发与实践

杨佳龙 解家明 宋婕 文钟慧 杨运卿 赵静 陈琳

摘要：对《民航概论》进行科普创客教育课程设计，并结合中国民航大学部分CDIO项目的成果进行实验和实践课程开发，建立一套融合STEAM理念的理论加实践的民航创客课程资源，满足民航创客教育需求。

关键词：STEAM教育;学科融合;民航概论;创新

1  STEAM创客教育发展背景

1.1  传统课程发展过程中存在的弊端

1.1.1  课程体系与内容枯燥

目前的课程体系创新点较少，其课程的重点依旧在如何更好的完成考试内容，如何取得更优秀的成绩来设计课程。课程内容无法得到足够实践。

1.1.2  培养学生能力单一

很多学生对接触的事物了解仅局限于“是什么”而不知道“为什么”，缺乏对于生活中遇到的基本事物和现象的了解，独立思考与创新的能力较弱，独自解决问题的能力无法得到有效培养。

1.1.3  学生参与度不足

教师传授课本内容是基本方式，学生只能被动接受，很少经过思考与讨论，没有足够摸索与探究的过程，因此课堂上的互动机会比较少，学生参与度不高有时引起学习兴趣并不高涨，没有真正融入课堂，成为主角。

1.2  STEAM創客教育的发展

1.2.1  STEAM与创客教育

STEAM及将科学，技术，工程，艺术，数学相结合的教育模式，将原本分散的学科形成一个整体，主张跨学科交流与合作，培养综合性人才;而创客教育是基于学生兴趣，以项目学习为方式，通过数字化工具，实现创新研究与发现的培养模式。

1.2.2  国内外发展情况

国外针对于该教学模式的发展正如火如荼，成立的STEAM中小学，培养学生跨学科交流解决问题。针对一些简单的物理化学现象，通过实验的方式让学生亲自体验与感受，进而加深理解。通过机械和工程制作实现动手能力和团队协作等能力的培养。

国内引进STEAM理念后，素质教育得到重视。目前社会中出现很多素质培训班大多基于此，以物理现象，电池电路，化学现象，手工操作等方式，培养学生探究科学的精神与兴趣。虽未打开局面，但逐渐被越来越多的国人所了解。

1.2.3 STEAM创客教育的意义

大理论的穹顶下，素质教育的缺失是令人可惜的地方，开展STEAM的素质教育，让学生在初始就认识到知识的多面性，动手能力与动脑能力相结合，才是教育的真正意义。

2.发展民航创客教育的实践意义

2.1国家政策的背景支持

《国家教育事业“十三五”规划》，提出要深化本科教育教学改革，强化高校创新体系建设，深化全方位协同创新。开展跨学校、跨学科、跨领域跨国界的协同创新。推行以学生为中心的启发式、合作式、参与式和研讨式学习，加强个性化培养。《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出：“要有效利用信息技术推进‘众创空间建设，探索STEAM 教育、创客教育等新的教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识”。

2.2民航业背景与课程特色

航空业是典型的国际化、跨学科、综合化应用领域，具有开展创客教育的基本要素和行业背景。航空业作为朝阳行业近几年发展十分迅速，随着科学与技术的进步，民航也成为越来越多国人出行的选择方式，而飞机与飞行也成为人们生活中比较熟悉的事物。而航空业本身则兼具跨学科特性，飞机的生产安全运行及保障包含多个团队的交流协作，与之相关延伸出来的科学知识更是数不胜数。

首先，航空业具有高科技含量与创新性的特点，创客教学能够培养学生创新精神;第二，航空业运行复杂、参与人员众多、保障环节关键，培养学生合作精神;第三，航空业综合化强，涉及人文地理、工程力学、工商管理等学科，具有跨学科的特点;第四，实践性强，方便融入动手实践教学;最后，国际化显著，国内发展与国际接轨，且处在追赶超越阶段。

《民航概论》是国家级精品视频公开课和校极精品资源共享建设课程，有一定建设基础和受众。目前，民航知识除了在民航院校进行学习，社会上并没有一套完整的分阶的课程体系，所以我们开发的航空创客课程具有很强的独有性。学校的电子信息工程专业开展的CDIO项目符合STEAM教育理念，校内各大创基地具有一些适合大众接受的项目，具有一定的实践课程基础，可以培养学生的实践动手能力和工程理念。

3.基于STEAM理念的民航创客课程开发

基于STEAM创客教育理论，我们在中国民航大学校内成立了STEAM创客俱乐部。我们将STEAM教育理念落实于专业，引入航空及其相关专业教育资源，构建以《民航概论》为主线的综合交叉知识体系，构建一个跨校、跨学科、跨年龄的创客交流平台，寓教于乐，挖掘潜能，立体化推广民航科普知识，开发创客课程资源，提高民航服务作用和社会声誉。

在团队初步成立后，我们对STEAM和创客理论以及国内外的发展情况做了了解，进行了一些理论研究。STEAM理念重在培养学生的创造力和综合能力，其中动手能力，工程理念，沟通交流，团队合作等尤为重要。在进行课程设计时，带着STEAM理念研读《民航概论》，着重加入讨论环节和动手环节，此外，在实践后，不断改进课程内容，力求在普及民航知识的同时，最大程度激发学习者兴趣，并且与实际生活相关联，确切实际解决生活中遇到的疑问和困惑。在设计完成完整课程包之后，近期我们挑选了飞机的组成部分，机场特种车辆，登机流程等课程着重加工完善设计成为精品课程，重新编排包括喷绘设计图案、面包板设计电路、泡沫和木头组装飞机等课程设计为手工课，基于气动原理、空中浩劫纪录片、国内外电影集锦等为视频讲解课。

3.1团队结构与分工

为开发出跨学科的课程，项目组成立了跨学科的专业团队，分为如下几个部门：课程部、技术部、宣传部、科研部，各部门职能如下：

课程部：以现代航空知识为主题，对《民航概论》课程进行科普创客教育课程设计，并结合校内部分电子信息工程CDIO項目、大创项目、电子科技项目的成果进行实验和实践课程开发，建立一套融合STEAM理念的理论含实践的民航创客课程资源，满足民航创客教育和培训相关需求。将知识分成多个板块，联系生活进行生动形象的讲解，期间通过多种互动和游戏，让学生在轻松愉快的氛围下学到航空知识，旨在培养学生的信息获取能力，语言表达能力和动手实践能力，为成长为综合型人才打下基础。

技术部：负责制作课程幻灯片、课程影像记录。在技术上将现实的抽象搬到屏幕上，以高清的像素，易懂的构架，让学生们深入浅出的熟悉航空，记录成长与笑脸，目标是用最简单易懂的2D世界，为学生打开通往3D的航空之门。

宣传部：宣传部是展现STEAM创客俱乐部风貌的窗口，我们通过打造“立体化”宣传方式，对外大力宣传STEAM创客教育理念，对内深入贯彻落实STEAM创客精神，并积极配合其他各个部门开展各项活动，同时负责撰写讲稿以及制作微信推送。我们致力于记录、总结、宣传每一次活动，以达到扩大团队影响力的效果，使STEAM创客教育理念深入人心。

科研部：将科技融入教学，科研部以“培养学生创新意识、科学素养、工程能力，实践能力”为宗旨，充分利用大学生科技创新资源，以项目式教学为导向，开发动手实践教学课程，鼓励学生参与科技创新与创造，开阔学生视野，拓宽学生知识面，激发学生思考、设计、制作、应用能力，指导学生建立系统性、创造性思维，并为其提供技术指导。科研部同时也是一个学术交流平台，使校内更多的创新项目成果得以推广和应用。

3.2 课程内容选择

2017年秋季学期，团队在天津市某小学的课堂上进行了一个学期的一周一次民航创客科普教学，课程名称见表1。

3.3 课堂形式

课程采取理论讲解+动手实践的模式。理论部分采取播放幻灯片配合动画、视频、道具演示进行讲解。

手工实践部分采取多样化的授课模式：

绘画、折纸、多米诺骨牌：绘画设计课程培养空间感受能力，在绘画过程中可以增强对色彩的感知，培养艺术素养;折纸课程增强实践能力，开发手脑结合能力以及灵巧性的培养;多米诺骨牌的摆放和设计开拓学生创造力和想象力，增强学生的耐力、意志力，培养团队协作能力和受挫能力。

多种飞机模型组装：帮助学生深刻了解飞机的各个组成部分的结构，拼装航模飞机，培养动手能力与逻辑能力，绘制图标设计图案培养空间感知与美术素养。

同时开拓学生的眼界和思想。培养学生的创新能力与想象力。调动学生积极参与，敢想敢做的能力。

面包板、LED小灯：与讲解内容相结合，利用面包板和LED小灯加深对如机场跑道灯光的知识理解，感受电路设计的乐趣，对一些电子原理初步建立意识。

通过“理论+手工”课程的训练，培养学生动手能力，加强学生对新事物的兴趣和探索精神，以及加强动手实践，感受与体会;培养学生的创新思维，保护和发展学生的好奇心，鼓励学生的探索精神，为孩子创造性学习奠定基础，锻炼思维，促进全面发展;培养学生沟通协作技能，使学生站在一个相对客观的立场上，锻炼其表达能力，互帮互助，相互合作，为了一个共同的目标奋斗到底;培养学生应挫能力，正确认识困难，敢于迎接挑战，抗击挫折。

综上，随着教育改革的政策导向和国际化进程的加快，父母给孩子选择培训班不再局限于文化课，而是更多地倾向于培养孩子创新能力、动手能力等素质和能力，以发现孩子在某一领域的兴趣和特长。民航STEAM创客教育直接体现了与国际接轨和核心素养教育、跨学科能力培养的教育导向，不论社会还是家长，重视程度与日俱增。民航业“”“高风险、高科技、高投入、工程化、国际化”行业的特点及跨学科融合的体系是STEAM教育理念的完美诠释，是非常适合进行创客教育的行业。通过民航创客课程的开发与实践为建立和完善“基于STEAM理念的航空创客教育课程体系”奠定理论和实践基础。

参考文献

[1]章国琴.探讨创客教育在大学生创新创业教育中的作用[J].改革与开放，2017，（24）：123-124

[2]洪丹丹.基于学生特质的普通高中创客教育培育路径[J].教育科学论坛，2018，（1）：23-26

[3]马少军.在学科教学中实施创客教育的策略[J].学周刊，2018，（1）：126-127

[4]高毅.中学开展创客教育的路径探索[J].师道·教研，2018，（1）：61

[5]韩芳， 陈珊. 国内创客及创客教育研究述评. 黑龙江高教研究，2017，（2）

[6]王远，王长喜.创客教育本土化取向及其实践路径[J].现代中小学教育，2017，（12）：1-4