中小学创客（STEM）教育调研分析

王应雪　王广洋

摘  要 通过问卷方式和实地调研，了解并分析创客（STEM）教育在安徽省中小学校开展现状，并提出应对策略，为中小学开展创客（STEM）教育和教育行政部门决策提供借鉴。

关键词 安徽;创客教育;STEM;校本课程;核心素养;创客实验室;智慧学校

中图分类号：G632.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）15-0011-05

1 引言

知识经济时代，创新人才是国家发展的战略资源，是构建创新型国家的必备条件。创客教育将推动我国人才培养模式的加速转型，培养大批实战型科技创新人才，为创新型国家建设提供人才支撑[1]。建设什么样的创客（STEM）教育基地，建立什么样的创客（STEM）教育体系，如何在中小学规范实施创客（STEM）教育，成为摆在国内创客（STEM）教育研究人员面前的重大课题。为此，课题组设想通过一线教师参与课题研究，通过实践总结，建立较完善的教学体系，开发适合的校本课程体例，为学校创客（STEM）教育发展提供借鉴。

2 调查问卷基本情况

调查目的  课题组基于学校、学生、家长等对创客（STEM）教育的理解设计了调查问卷，面向安徽省部分中小学生进行网上问卷调查，了解当前安徽省创客（STEM）教育硬件设施建设情况和学校创客（STEM）教育开展状况，从而形成具有针对性的解决策略。

调查对象与方法  本次问卷调查对象为全省部分中小学学生，包含城市学校和农村学校。通过各地区教育主管部门向相关学校发放问卷二维码，学生线上答卷。

调查内容  问卷内容主要包括三个层面：

一是通过学生了解中小学校当前创客（STEM）教育发展状况和活动开展情况;

二是了解学生当前参与创客（STEM）教育状况;

三是了解家长和学生对创客（STEM）教育的综合理解。

3 调查结果及现状分析

本次问卷共回收有效问卷11 273份，其中小学9709份，占86.13%;初中1036份，占9.19%;高中528份，占4.68%。城市学校问卷回收6803份，占问卷总数的60.35%。

针对学校层面的问卷数据及分析

1）创客（STEM）教育环境建设和设备建设是开展创客（STEM）教育活动的基础。在对学校开展创客（STEM）教育活动环境问卷中，回收有效问卷11 099份。为了对比城乡差别，课题组特别抽取合肥地区问卷，发现合肥地区问卷份数占比很大。据了解，合肥市教育行政部门较早地下发了创客（STEM）教育的文件要求，有政策、经费、培训、教研等方面支持，在省内领先。如图1所示，在拥有专用创客教室的学校问卷中，城市地区占60%，其中合肥地区问卷882份，约占55.68%;拥有VR教室的学校有705所，占6.35%，其中合肥地区问卷325份，占46%。而农村地区拥有VR教室的学校几乎为0。

在学生对学校创客（STEM）教育活动中所使用的设备了解问卷中（图2），共回收有效问卷10 948份。如图2所示，设备占比较高的为3D打印机，3927份，占35.87%，其中合肥地区2165份;其次为各类机器人套件3327份，占30.39%，其中合肥地区2091份;Arduino开源软硬件2202

份，占20.11%，其中合肥地区1191份;激光切割机和数控雕刻机分别为834份和1003份，占比在10%以內，其中合肥地区分别为466份和539份。

通过调查分析，许多学校使用其他功能馆室开展创客（STEM）教育，这种方式对于开展创客（STEM）教育的常态化教学会有一定的影响。在设备的拥有上，占比较高的为3D打印机、机器人设备及Arduino开源软硬件以及具有地方自身特色的设备，更高端的设备较少。另外，全省和合肥数据显示，创客（STEM）教育的场地和设备的建有率，农村与城市地区的差别较大，省会城市的占比明显较高，说明地区社会经济状况对学校是否实施创客（STEM）教育影响较大。

2）教师队伍是学校开展创客（STEM）教育的有力保障。在“创客（STEM）教育活动的教师来自什么学科”的问卷中，有效问卷11 158份。其中小学科学教师5957人，占53.39%;信息技术和通用技术教师分别为5109人和2428

人，分别占21.76%和45.79%;其他学科兼职教师主要为理科教师;另外，外聘教师1398人，占12.53%。数据显示，教师基本是来自其他学科的兼职教师，大多数学校将此课程与科学、信息技术、通用技术相结合，教师队伍偏向于理科教师兼职。可见，教师队伍的组成主要来源于学校教师本身的兴趣，学校具备专业并且独立、稳定师资队伍的少之又少，教师专业化成长之路还很漫长。

3）课程实施形式和时间设定决定创客（STEM）教育活动效果。如表1所示，在对学校开展创客（STEM）活动或课程的实施形式问卷中，占比较高且具有独立实施形式的是社团活动和兴趣小组活动，在课程中交叉实施占比较高的为科学课、信息技术课和通用技术课，另外，比赛前针对性辅导占11.17%。对问卷进行分地区深层次比对，大多数学校课程实施形式并不只有一种，学校一般都是独立实施课程与交叉在其他课程中实施形式并存。

学校一般都认为社团活动或兴趣小组活动形式是当前最适宜的方式，教师队伍来源于各个学科，很多学校教师选择了如信息技术、科学等课程教学时间，将创客教育与相关学科教学融合，这也是创客教育和STEM教育的融合。学校开设创客（STEM）教育活动周课程数见表2。据了解，一周开课多节的学校，基本都是利用综合实践活动、课外活动、兴趣小组活动等时间开课。为了提高学生的学习兴趣和成绩，各个学校一般都会在赛前进行针对性强化训练，如机器人比赛等，这表明一些学校开展课程的目的是为了取得荣誉。竞赛活动是激励学生的一种有效手段，但开展创客（STEM）教育的常态化教学对学生核心素养的培养更为重要。

4）创客（STEM）教育课程决定创客教育的高度和深度。对什么是学校创客（STEM）教育，每个学校都有自己的理解，创客（STEM）教育课程种类纷繁。在“学生参与过哪些创客教育活动或相关课程”问卷数据显示（表3），手工制作6331份，占57.17%;Arduino编程、3D打印、无人机、各类机器人、木质材料搭建等课程只达到10%～20%之间。据了解，安徽省目前各类学校在开展创客教育活动中，课程主要依托供应商提供的教材。

从数据来看，目前大多数学生接触的创客（STEM）教育课程以手工制作类为主，涉及编程的创客（STEM）教育课程占比还比较低。在问卷分地区统计中发现，如实施Arduino编程、3D打印、无人机、各类机器人、物联网设计与制作等课程的学校一般都在城市，可见创客（STEM）教育的内容城乡差距还比较大。

针对学生层面的问卷数据及分析

1）兴趣决定学生的参与度。从学生参与度来看，对于这种能充分动手动脑的教育活动，其兴趣度较高。而认为以学业为重、参与度小的学生，笔者认为可能这些学生认为这些活动占用了文化课的学习时间。据了解，在创客类课程方面表现优异的学生，文化课成绩一般都处于学校前列，并且也没有因为参加了这些活动而使成绩下降;相反，更多的学生因为此类活动和比赛，观察、自学、动手操作等能力都得到了提升，较以前变得更加乐学、善学。

2）对于活动及课程的学生兴趣指向数据分析。学生对哪一类动手实践类活动感兴趣问卷中（表4），占比最高的是手工，占67.6%;其次是科技小制作，占45.53%;占比小的有纸电路制作、比特物联网，分别占13.48%、9.5%。

在对学生最喜欢的创客类课程问卷调查中（表5），占比较高的为百变积木课程、神笔马良（3D打印笔）课程，对涉及需要编程类的课程，喜爱度不高。

目前创客类课程种类较多，通过以上两份问卷发现，学生兴趣较高、喜爱度较高的是非编程类动手操作的类型，如手工制作、积木课程、3D打印笔等。笔者认为，学生兴趣与课程难易度及教师引导有很大的关系，非编程类课程相对而言易于上手，作品呈现所需要的时间较短，对教师教学水平的要求也不太高;而如MICRO BIT、比特物联网、3D建模课程等，部分学校可能在师资上还有待提高，只有拥有了较强的师资队伍，才能拓展更多的教学内容，开展更高层次的创客教育活动。

3）通过学生对基本元件了解情况看当前创客教育发展状况。在问卷设计上，选择列举创客教育活动中所使用的最基本、最常用的开源元件（表6），然而“都不了解”的占比却相当高。这组数据不仅反映出学生目前对创客教育的接受情况，也印证了前面学校课程设置的倾向问题。很多学校的创客实验室中所使用的设备基本都如同成品，课程并不设置对这些元件的认识和功能介绍，虽然学生可能用到这些元件，但并不知道这些元件的名称。

综合层面问卷数据及分析

1）学生对创客（STEM）教育所带来的影响的理解（能力、核心素养）。创客（STEM）教育对参与其中的学生在能力及核心素养培养方面，其实学生理解并不全面，他们并不知道这样的教育活动会带来什么样的影响。从数据来看，每一项数据都比较大（图3、图4），说明学生对于自身能力及核心素养的提升已有一定的了解，对参与此类活动有着浓厚的兴趣。

在问卷最后设计这样一道填空题：“你对学校开展创客（STEM）教育有什么意见和建议？”对此问题的11 000余份回答中，有6000份以上意见和建议是希望学校能更多地开展此类活动和延长活动时间，说明学生对创客（STEM）教育活动深层次开展下去的期盼值高。

2）家长态度取决于家长对活动的理解。通过图5所示数据明显看出，家长对于学生参与此类活动的支持率是非常高的，而对于无态度、质疑和反对的家长来说，应该是其对创客教育的了解程度不够。

4 创客（STEM）教育发展的对策建议

强化引导，为创客（STEM）教育发展提供条件保障  虽然有些省出台了中小学创客（STEM）教育的有关文件要求，但大多数地方还没有出台有关中小学创客（STEM）教育装备标准，需要建立或完善中小学创新实验室或创客（STEM）教育相关教育装备配备分类标准，结合各地社会经济发展实际，制定科学合理的配备标准，指导中小学合理配置创客教育装备条件。

加大投入，保障创客（STEM）教育装备基本配置  教育行政管理部门要出台有力政策，建立多元投入机制，拓宽经费筹措渠道，鼓励社会资本参与学校创客实验室（创客空间）建设。

填补空缺，培养一批创客（STEM）教师  创客及STEM教师是创客教育理念的实践者、播种者，一线创客教师的素质和水平决定了创客教育实施的质量。各地要结合智慧学校建设，改变教育行政管理人员和学校负责人的观念，投入经费培养创新型人才;做好创客及STEM教师队伍组建和管理工作，遴选一批创新意识强、综合素质高、技术能力好的优秀教师组建创客（STEM）骨干教师队伍，定期开展创客教育培训，多学科联动、多渠道促进教师成长;鼓励学校理科教师、信息技术教师、科技创新辅导员主动转型，充实到创客及STEM师资队伍中来，同时鼓励引进优秀外来教师。

立足学校，开发应用创客资源  有课程，常态化开课，创客空间才能发挥应有的育人效应。创客教育尤其是STEM教育大多数是基于项目的探究学习，是跨学科的融合教育，是集多学科为一体的教育教学，没有明确的课程标准，没有具体的教学内容，更没有明确的教学进度和完善的测评机制[2]。因此，要立足学校，教师要按照校本课程要求，秉承创客（STEM）教育的跨学科学习理念，开展创客活动。STEM课程具有鲜明的时代性，所以每年应该有更新，学校教师自主开发的课程资源才能满足教学需求。

活动引领，为学生发展提供平台  各级行政部门或协会可以开展一系列创客比赛活动，各级各类学校也要组织相应的活动，利用拓展性课程的开设和各种科技活动常态化开展丰富多彩的创客教育活动，为青少年创客提供展示作品、扩展视野的交流平台。发挥融媒体时效性强、覆盖面广、影响面大的优势，扩大创客活动的影响力，营造浓厚的创客文化氛围[3]，以提升学生核心素養为关键点，切实将创客教育落在实处。

引进外援，扩大教育资源  众多的科普基地、大学实验室、科研机构和企业有可供学校开展创客教育尤其是STEM教育的场所和资源，学校要拓展渠道、多方合作，主动联系具有资源的有关单位，开设专题讲座或选修课程（可邀请有专长的家长和校友等），或者将学生活动成果应用于社会生活中。

5 结语

本文是在做了大量实地调研以及网上问卷调研的基础上，结合安徽省现状，探索创客（STEM）教育策略，以便让中小学通过各种措施积极开设创客（STEM）教育课程，从而提升学生核心素养和核心竞争力。近年来，我国对创客（STEM）教育越来越重视，中小学校实施创客（STEM）教育普及面越来越广，课题组将继续深入研究，进一步探索如何高效在中小学开展基于学生核心素养培养的创客（STEM）教育，取得更好的教育效果。

参考文献

[1]杨现民，李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].现代远程教育研究，2015（2）：23-34.

[2]马文娟，马建军.美国STEM教育对创新人才培养的启示[J].中国教育技术装备，2019（16）：134-136.

[3]关于印发山东省学校创客空间建设指导意见的通知[EB/OL].[2017-03-15].http：//edu.shandong.gov.cn/art/2017/3/15/art_11990_7738935.html.

*项目来源：本文为全国教育科学“十三五”规划课题“基于现代教育装备的教育教学协同创新应用研究”子课题“基于核心素养的中小学创客教育地方课程建设与实施的研究”研究成果（课题编号：FCB170641ZH02AH）。

作者：王应雪，安徽省教育厅教育技术装备中心，高级工程师，研究方向为教育技术与教育装备（230011）;王广洋，马鞍山市新市中心学校，一级教师，研究方向为教育信息化设施设备在学校中的应用实践（243100）。