基于STEM理念下的创造力培养特色课程开发研究

文/广东实验中学 王 剑

党的十九大报告中10余次提到科技、50余次强调创新；可见科技创造是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要措施，调动激发全社会的创新热情和创造活力；科技创新是实现科技腾飞的重要措施。培养更多具有创新精神和创新能力的人才已经成为国人的共识，如何在学校教育中培养学生的创造力已成为摆在教育者面前的难题。

一、创造力培养特色课程理论

（一）STEM理念

STEM教育，是专指科学、技术、工程和数学课程，是在美国20世纪上半叶的技术高中和科学高中基础上发展起来的。STEM教育的本质，在于促进科学、技术、工程和数学知识的融合。项目学习方式是目前STEM课程中普遍认同的学习组织形式。 “项目学习方式”指的是以完成 “项目作品”为形式，将知识和技能的学习融于解决现实世界情境下真实和复杂问题的过程。

（二）创造力

创造力是由19世纪中叶美国心理学家吉尔福特在就任美国心理学会会长时首次提出，国内学者普遍认同说法是创造力是根据一定的目的，运用一切已知信息，产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的智力品质，这里的产品既指思维成果，也指物质成果。

结合我校科技教育特色，本课程采用STEM中的多学科知识融合、项目学习方式理念去指导创造力培养特色课程开展，课程的成果的呈现形式为制作发明作品。

二、基于STEM理念下的创造力培养特色课程建构

创造力培养特色课程属于综合实践活动课程。课程以培养科技创新人才为目标，学生从生活情境中发现问题，转化为创意设计或产品制作主题，通过设计、制作等方式，培养学生问题假设能力、设计能力、制定行动计划、使用工具能力等的创造力的跨学科实践性课程。

（一）搭建STEM理念下创造力培养课程管理模式

图1 发明创造作品为课程学习目标的课程模式图

参加课程学习的同学以制作发明创造作品为课程最终的评价方式。课程学习为发明创造提供了基础的科学、技术、工程和数学知识的融合学习资源，但需要制作发明创造作品还需要教师与学生的角色转换；在制作发明作品的过程中，学生的为主角，老师为辅导。这个过程不仅促进教师通过辅导学生从创意到作品的过程中不断地思考给予应该给学生在科学、技术、工程和数学知识的学习资源，促进课程不断地完善；同时在这个过程中学生更加积极主动，把课程学习知识转化了社会的实际生活、生产中，也把一些知识、技术及学习感受分享到课程建设中来。学生的很多发明案例成为课程的重要案例，学生的很多成长历程成为师弟师妹的榜样。（见图 1）

（二）研发STEM理念下的创造力培养课程学习资源包

创造力培养课程除了日常的课程教学外为每一个学生配置了丰富的项目学习资源，项目学习资源包括知识筹备、制作材料包、制作视频、学生成果集等；这些项目学习资源可以为学生开展某项项目提供知识、技能和成果参照。如：3D设计制作项目，在该项目学习资源包中123D Disign设计教程、3D打印机与3D打印材料、丰富的3D设计视频及学生3D设计作品成果册。

（三）开发STEM理念下的创造力培养课程评价方案

该课程开发了全过程、多主体、多维度的评价方案。该评价方案通过邀请专家、家长、指导教师、课程学生、产品体验者等参与结题汇报的形式，让更多主体参加到学生成果评价中来；通过对学生在选题、开题、实施、结题、反思过程中的选题能力、问题假设能力、设计能力、制定行动计划、使用工具能力、产品实用性、产品创新性、产品制作水平等方面进行全过程、多维度去评价。该评价方案不仅促进了学生发明作品的水平，而且促进了学生创造力、科研能力的发展与进步。

（四）构建科技竞赛实践平台

科技竞赛不仅能促进学生对发明作品的提升，同时也可以让课程班的学生向国内外拔尖科技创新人才学习。因此课程为课程的学生搭建了学校、省级、国家级到国际级循序渐进的多项目类科技竞赛实践平台 （科技创新、发明创造、水科技），如：科技创新竞赛平台——广东实验中学科技创新作品展评、广东省青少年创新大赛、全国青少年创新大赛、英特尔国际科学与工程大奖赛。

三、基于STEM理念下的创造力培养特色课程成效分析

（一）课程班学生被国内外著名大学录取

国内外大学对拔尖人才的衡量标准不仅体现在优异的学习成绩、优秀的标准化考试成绩，最佳的学术能力，而且体现在学生的领导力、创新精神和创造力。课程班的学生先后被中山大学、香港大学、杜克大学、哥伦比亚大学、南加州大学、伯克利大学等大学录取。

（二）课程学生对课程知识对现在职业学业的影响

很多同学在谈到高中课程对他的影响的时候，都提到高中生创造力培养课程对他们在问题假设能力、设计能力、制定行动计划、使用工具能力等的创造力核心能力的提升，如：

梁同学 （2014级，杜克大学）：通过创造力培养的课程，我慢慢对 “工程”这个原来很庞大的概念有了更加具体且深入的了解。在各式各样的实践活动中，我发现了自己对于科技与工程的兴趣，并且随后申请了杜克大学的工程学院。所以说，这节课对我探索自己的学科兴趣与热情起到了非常关键的作用。

邹同学 （2014级，香港大学）：选择这门课程是因为我的兴趣，同样也决定了我在大学中选择工程系。因为在课程中所学的知识非常实用，所以可以延续到大学的学习中。此外，以小组的形式进行创作发明，很大程度上提升了我的合作能力。在大学以及社会中，都有很多需要与人交流的情况。

近3年，课程班的学生共发明出80多项发明作品，其中50多项项发明作品在斯德哥尔摩青少年水奖、德国纽伦堡国际发明展、美国匹兹堡国际发明展中荣获奖牌。其中我校张同学、罗同学、何同学三名学生凭借参赛项目 “自动化水藻监测系统与超声波除藻设备”与来自世界29个国家的50名选手进行了交流和比赛，最终以总成绩第三名获得本届青少年水奖比赛优秀奖。