STEM教育与创客教育的融合路径探析

欧椅华

（广东岭南职业技术学院，广东广州 510663）

面对国际竞争日趋激烈的严峻形势，世界各国都十分重视提高国民综合素质，最终提升国家综合实力，以保持其在国际地位立于不败之地，而国家综合实力的竞争归根结底是人才的竞争，即创新人才的竞争。在此背景下，STEM 教育和创客教育日益备受关注，成为教育领域的研究热点，浪潮席卷全国。促进STEM 教育和创客教育的深度融合，是我国培养创新人才的内在推动力和重要途径，更是推动教育信息化的有效举措。创客教育的开放性空间为STEM 教育拓宽实践领域，推进STEM 教育的跨学科知识深度融合，而STEM 教育的跨学科知识为创客教育奠定基础，促进创客教育的创意生成，二者互为补充，取长补短，相互促进发展。STEM 教育和创客教育存在着密不可分的联系，寻找两者间的融合点，有利于培养学生创新精神和实践能力，发展学生核心素养，为社会培养创新型人才。

在信息化时代背景下，世界各国都非常重视培养学生的核心素养。无论是经济合作与发展组织核心素养框架、欧盟核心素养框架，还是美国的21 世纪学习框架，无不强调培养学生的核心素养。2014年我国教育部提出组织研究核心素养体系，更加注重自主发展、合作参与、创新实践[1]。纵观国内外，发展学生核心素养，是世界各国的共同追求目标，是教育界的必然发展趋势，这与STEM 教育和创客教育的培养目标不谋而合。我国必须顺应国际发展潮流，积极应对信息化时代对教育提出的挑战，大力培养创新型人才。STEM 教育侧重于跨，创客教育则更加关注创，二者间既有共性、也有异性。因此，基于正确理解STEM 教育和创客教育内涵特征的前提下，分析比较二者异同，进一步探讨它们的融合路径，以培养学习者具备批判性思维、创造性思维、沟通协作能力、问题解决能力、创新能力等21 世纪关键素养。

1 相关内涵特征

随着信息时代的快速发展，社会对创新型、复合型和应用型人才的需求更为迫切，STEM 教育和创客教育应运而生，并成为教育界普遍关注的热点话题。STEM 教育和创客教育是我国培养创新人才的有效手段，必须促进二者深度融合，从而发展学生核心素养，为国家培养所需人才。理解STEM 教育和创客教育的内涵特征，是展开相关研究的前提条件。

1.1 STEM 教育内涵特征

国外学者希瑟·冈萨雷斯（Heather B. Gonzalez）等人认为：“STEM 教育是指在科学、技术、工程、数学领域的教学，它通常包括从学前到博士后的所有年级的教育活动，也包括正式与非正式形式的教育活动[2]。”STEM 教育一词是西方舶来品，最早产生于1986年美国国家科学委员会发布的 《本科的科学、数学和工程教育》这一报告中。该报告首次明确提出科学、技术、工程、数学教育集成的纲领性建议，由此确立了STEM 教育的优先发展战略地位，引领了全球性STEM 教育运动[3]。

我国学者余胜泉等人认为：“STEM 教育中四门学科的教学并不是简单的组合叠加，它们必须密切联系，以整合的教学方式培养学生掌握相关领域知识和技能，并能进行灵活迁移应用以解决真实复杂的问题。还强调交叉融合的STEM 教育应具备跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性以及技术增强性等新的核心特征[4]。”

综上所述，STEM 教育是科学、技术、工程及数学4门学科的简称，注重跨学科间的深度融合。从表面上看，这只是相互独立的四门学科，但本质上它强调4 门学科基础知识与核心理念的相互交融，旨在培养学习者的STEM 素养，包括科学素养、技术素养、工程素养、数学素养，即培养学习者的跨学科思维和综合运用科学、技术、工程和数学各科基础知识解决现实问题的能力，进而培养学习者的创新精神和实践能力，最终促进学生核心素养发展。

1.2 创客教育内涵特征

创客教育的兴起与2009年美国总统奥巴马在教育创新大会上发表的重要讲话直接相关。自奥巴马在大会上强调每个学生都应成为创造者，而不仅是消费者后，美国白宫立即启动了创客教育计划，并让《Maker》杂志的创始人德勒·东赫提（Dale Dougherty）负责实施计划[5]。该项计划旨在激发青少年创造的兴趣与爱好，发展青少年的创造力，培养青少年成为创客人才。关于创客教育的内涵界定，中外学者提出的见解，既有相同之处，也存在一定的差异。国内外学者对创客教育内涵特征的相关阐述，比较具有代表性的是： 我国可以由华东师范大学祝智庭教授等人为代表，而西方国家则可以由美国学者马丁尼兹（Sylvia Libow Martinez）和斯塔哲（Gray S.Stager）为代表[6]。

美国学者马丁尼兹等提出：“创客教育把‘基于创造的学习’或‘在创造中学习’看作是学生真正需要的学习方式。在学习方式过程中，学生不再是被动的信息与知识的接受者和消费者，而是主动的应用者与创造者。他们还强调成功的创客教育应具备目的和相关性、时间、有一定复杂性、有一定强度和挑战、具有多维关联性、可访问性、共享性、新颖性等八个要素（特性）[7]。”

国内学者祝智庭等人认为：“创客教育融入体验教育、基于项目的学习、创新教育、DIY（Do It Yourself，自己动手做）等理念中的多种元素。首先强调体验教育中的深度参与，继承在实践中学习的思想。然后是其教育框架与项目学习法相似，都以一个特定的学习任务为中心，使学生在分组协作完成任务的过程中进行自主探究学习，培养学生解决现实中复杂问题的能力。再者继承创新教育的理念，以培养学生的创新意识、创新思维、创新能力为目标。而且还融入科学技术这一个不可或缺的因素，并把DIY 理念也融入其中，即培养学生积极动手创建的工匠精神[8]。”

综上所述，西方学者强调创客教育就是要激发学生学习的主动性与积极性，努力开发学生创造性思维，促进学生将创意转变为实体，培养学生成为能够综合运用技术和方法解决实际问题的创客人才。我国学者对创客教育的见解，同样注重积极主动的基于项目的学习方式以及培养学生解决实际问题能力。不同之处在于最终培养目的，国外侧重培养创客人才，我国则强调培养创新人才，即把学生培养成为具备创新意识、创新思维、创新能力的创新人才。

2 STEM 教育与创客教育的分析比较

STEM 教育和创客教育既有共性也有异性，正是因为存在异同，它们之间才能形成互为补充、互为完善的良好关系，并为二者的巧妙融合提供机遇。在理解STEM 教育和创客教育内涵特征的基础上，深入分析比较二者的异同，是探讨它们融合路径的首要条件。下面从二者产生背景、核心特征、理论基础及实践基础进行分析比较。

2.1 产生背景分析

从以上内涵特征分析可知，STEM 教育产生时间要早于创客教育，且二者产生背景有所不同。STEM 教育是20 世纪80年代以来美国在国际竞争日益激烈的严峻趋势下，为继续保持其领先地位，重拾美国学生对理工科的兴趣，提升劳动力的创新能力，最终为提高国家竞争力而提出具有目的性的一项教育战略。创客教育最早可追溯到2001年麻省理工学院的比特及原子研究中心产生的创客活动，真正兴起源自奥巴马在教育创新大会上的发言，旨在激发青少年对创造的兴趣与信心，开发青少年的创造力，培养青少年将自身的创意转换为实体作品。二者产生背景虽不同，但最终目标却是一致的：皆指向培养学生创新能力，发展学生核心素养，同为适应信息化时代发展培养符合社会需求的创新型人才。

2.2 核心特征分析

STEM 教育和创客教育具备的核心特征在表述上虽有差异，本质上大多相同，例如：趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性等。这些STEM 教育和创客教育所共同具备的特性，是促进二者融合的奠基石。STEM 教育与创客教育虽然有着相同的特征，也有其不同之处。二者的侧重点不同：前者重视跨，核心任务是促进跨学科之间的深度融合； 后者则更加突出创，核心任务是促进创意生成。另外，二者都各自具备独有的特征： 跨学科性是STEM 教育具备的与众不同的特性，是区别于其他特性的最重要的核心特征，为二者的融合提供可能；开放性是创客教育的独特所在，为二者的融合创造机会。STEM 教育的跨学科知识，为顺利开展创客教育奠定理论基础。创客教育的开放性空间，突破了传统课堂教学的时空壁垒，为开展STEM 教育提供实践场所。

2.3 理论基础分析

STEM 教育和创客教育都是近年来为适应信息化时代发展而产生的两种新型的教育策略，每一种教育策略的产生都离不开理论基础的有力支撑。皮亚杰的建构主义学习理论和陶行知的教学做合一理论均突出以学生为本、以实践为主的教育理念，均为STEM 教育和创客教育奠定理论依据。建构主义学习理论强调以学习者为中心，关键是引导学生在原有经验基础上重新组合已有知识并进行意义建构。STEM 教育关注跨学科知识的交叉融合，这是重新组合并建构知识的直接表现。创客教育注重学生动手操作并完成实体作品的培养，在这过程中，学习者进行自我意义建构和内化升华知识。教学做合一理论强调理论联系实际，倡导以创造核心，提出教和学都要以作为中心，而做的最终目的是创造，这与创客教育重视创意生成和培养具有创新意识、创新思维以及创新能力的创新型人才一脉相承。STEM 教育注重培养学习者跨学科解决实际问题能力，强调动手能力，深刻蕴含着做的理念。

2.4 实践基础分析

在实践方面，STEM 教育也继承了创客教育的体验教育、项目学习法、创新教育及DIY 理念的元素，二者的课程实施方式几乎相同。STEM 教育和创客教育实施课程教学时，强调让学生处于真实的问题情境中，开展基于项目的学习或基于设计的学习。设计问题情境必须是学生感兴趣的，贴近学生日常生活，而且有一定难度，需要学生协作完成。学生在主动参与、深刻体验课程学习过程中，综合运用科学、技术、工程和数学等多门学科知识协作解决现实复杂问题或完成作品设计，促进知识的融合创新以及迁移。此外，STEM 教育与创客教育的有效实施都离不开社会的广泛参与。由于时间、财力、物力等条件的限制，仅靠教育部门或学校难以推动二者发展，需要社会多方力量的共同参与和大力支持。

综上所述，STEM 教育和创客教育异同共存。不同之处：（1）产生时间不同，STEM 教育先于创客教育；（2）产生背景不同，STEM 教育具有目的性，创客教育非目的性；（3）关注重点不同，STEM 教育关注跨，重点促进跨学科融合，创客教育关注创，重点促进创意生成；（4）核心特征不同，STEM 教育是跨学科性，创客教育是开放性。相同之处：（1）共同的培养目标，培养符合社会需求富有创造力的创新型人才；（2）共同的核心特征：趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性；（3）共同的理论基础，建构主义学习理论和教学做合一理论；（4）共同的实践基础，课程实施方式和社会广泛参与。正是因为二者之间既有区别，又密切联系，才更好地为二者的深度融合提供契机。

3 STEM 教育与创客教育的融合路径

通过以上分析可知，STEM 教育和创客教育之间存在异性，也存在共通之处。无论是异性还是共性，同为促进二者更好地融合提供思路和基础。以下从STEM 教育和创客教育的异同出发，探讨二者的融合路径。

3.1 以产生背景为依托，明确“STEM+创客教育”培养目标

STEM 教育和创客教育是基于不同背景下产生的两种新型教育战略，其初衷也存在差异，却殊途同归。STEM 教育是美国为巩固其国际地位而提出的一项有目的发展战略，旨在培养学习者创新能力和跨学科解决问题能力，最终提升国家竞争力。创客教育催生于美国麻省理工学院研究中心的创客运动，重点培养学习者创造性思维和创新能力，最终促进创意转换为实体。基于STEM 教育和创客教育的产生背景下，制定“STEM+创客教育”的培养目标，应以核心素养为根本目标，以立德树人为行动指南，培养学习者的跨学科思维、创造性思维、创新精神、协作学习能力、解决问题能力以及创新能力等21 世纪关键素养，最终培养适应社会发展的具备创造力的创新型人才。

3.2 以核心特征为准则，设计“STEM+创客教育”核心课程

趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性等是STEM 教育和创客教育的共同核心特征，跨学科性和开放性分别是二者的独特之处。STEM 教育和创客教育的深度融合，便融合了彼此间的不同特征。因此，“STEM+创客教育”的核心特征为：跨学科性、开放性、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性等。在设计“STEM+创客教育”核心课程时，首先要以核心特征为准则，实现核心特征寓于课程中，尤其要注意体现出跨学科性和开放性，创客教育需要借助跨学科教育理念，STEM 教育需要开放性空间的支持。再者要立足于校本课程，使“STEM+创客教育”课程促进校本课程发展。

3.3 以理论基础为导向，创设“STEM+创客教育”实践活动

建构主义学习理论和教学做合一理论，均为STEM 教育和创客教育奠定坚实的理论基础。在创设“STEM+创客教育”实践活动时，要以建构主义学习理论和教学做合一理论为导向，从核心素养视角出发，设置螺旋上升的活动目标，选择符合学生身心发展规律和个性发展的活动内容，设计基于项目（项目规划）、基于问题（问题情境）、基于设计（创意生成）学习的活动方式，循序渐进地培养学生的必备品格和关键能力。“STEM+创客教育”实践活动的创设理念，既要保留STEM 教育本身所具备的跨学科性，又要融合创客教育所倡导的创意作品化，形成一种创客式的跨学科实践活动。

3.4 以实践基础为前提，构建“STEM+创客教育”学习空间

构建“STEM+创客教育”学习空间，首先要以基于项目的学习或基于设计的学习为前提，充分利用创客教育的开放性，深度融合STEM 教育的跨学科知识，使STEM 教育的跨学科知识成为创客教育的创作基础。再者，STEM 教育和创客教育仅依靠教育部门及学校师资难以有效开展，必须借助社会多方力量的支持，充分利用社会各界的资源，促进学生从课堂参与者转变为社会创造者，促使学生将创意作品化。创客作品离不开STEM 教育跨学科知识的支撑，STEM 教育理念的融入，是创客教育扎根于教育领域的有力保证，跨学科知识需要创客教育开放性空间来培养学生的STEM 素养。

4 结语

随着信息化社会蓬勃发展，STEM 教育与创客教育日益盛行于世界各国。如何促进二者融为一体、共同推进我国教育事业发展，已成为当前广大教育工作者的追求。只有在真正理解掌握STEM 教育与创客教育内涵外延及深刻分析比较二者异同的基础上，才能更好促进二者深度融合。STEM 教育是集科学、技术、工程、数学于一体的教育，旨在培养学生跨学科解决问题能力、创新能力、协作学习能力等。创客教育是融入体验教育、项目学习法、创新教育和DIY 等理念，旨在培养学生成为具备创新意识、创新思维、创新能力的创新型人才。因此，寻求STEM 教育和创客教育的融合路径，推进二者深度融合，促进创新型人才培养和科学技术发展，实现以教育信息化引领教育现代化。