基于创客项目的小学STEM教育活动可行性研究

梁贤慧

【摘要】基于文献搜集，本文简要分析了STEM教育与创客教育的发展现状，阐述了国内外学者有关STEM教育和创客教育整合的理论研究和实践研究成果。得出结论，基于创客项目的小学STEM教育是切实可行的，但相关研究不多，是值得研究的课题。

【关键词】STEM教育;创客;跨学科

一、背景

（一）STEM教育和创客教育是我国学科教育变革的新方向

以美国为代表的一些发达国家，为提升国际竞争力，积极出台多项政策、法案，大力推动STEM教育和创客的发展，以达到培养综合型高素质人才的长远目标。西方国家大量的实践表明，依托项目式学习的创客教育和STEM教育对培养学生的探究能力、问题解决能力和创新能力大有裨益[1]。

2013年前后， STEM教育与创客教育在我国成为教育热点，几乎在同一时间给中小学教育教学改革注入了新的活力。2016年教育部颁布的《教育信息化“十三五”规划》首次提出明确建议——探索跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式，以提升学生的信息素养、创新意识和创新能力。随后，在中小学教育实践领域，STEM教育與创客教育受到了多个地区高度的重视，如贵州省、江苏省、山东省陆续公布了面向中小学校的有关创客空间建设和STEM教育项目开展的指导意见，各中小学积极依据上述指引尝试探索STEM教育和创客教育。与此同时，上海云中心、深圳柴火空间、鲨鱼公园等社会组织或企业都纷纷聚焦STEM教育与创客教育，足以说明STEM 教育和创客教育是教育改革新方向。

（二）STEM教育和创客教育是小学科学课程标准的新要求

2016年《中国学生发展核心素养》的发布是国家落实立德树人根本任务的重要举措。其中，培养学生科学精神和科学素养是核心素养中的重要因素。为了更好地适应时代的要求，教育部于2017年新修订了《义务教育小学科学课程标准》，增设了技术与工程领域的课程内容。新增的技术与工程领域内容，非常强调培养学生的团结协作能力、创造性思维和批评思维，充分反映出小学科学课程中对STEM 教育和创客教育的重视程度，是我国科学教育发展过程中的一次飞跃。STEM教育开展是依托学生的生活实践经验，让学生在实际问题中培养综合能力，最终再回到生活实践中去应用跨学科知识来解决具体的问题，达到学科理论与生活实践相结合的目的。STEM教育和创客教育倡导跨学科学习、合作探究、创新共享，这与新修订《义务教育小学科学课程标准》的要求不约而合。STEM教育和创客教育通过创设与学生生活实际相关的情境，着重提高学生的跨学科知识的综合应用能力、动手操作能力以及创新能力等，必定对发展学生的核心素养有着促进作用。

二、国内外研究现状

（一）国外研究现状

1.基于创客项目的STEM教育的理论研究

Bronwyn Bevan等人认为，从时间上来看，STEM教育的出现早于创客教育，STEM教育和创客教育产生于不同的组织：STEM教育是由美国国家层面上大力推行的新兴教育模式，而创客教育则是美国民众层面上对STEM教育的自发行为[2]。因此，由国家层面推广的STEM教育与民间自发兴起的创客教育是相辅相成的。

有“创客教父”之称的美国资深创客Mitch Altman认为创客空间是一个很好的推动STEM教育的地方。培养创作力的过程需要更广泛的综合知识，这就凸显了STEM教育的价值，STEM教育可以帮助学生在实践中构建科学、技术、工程学、数学领域的跨学科知识体系。创客社团的学生在设计作品的过程中会自然而然地发生STEAM的学习。

2.基于创客项目的STEM教育的教学实践研究

埃里克·布伦塞尔编写的《在课堂中整合工程与科学》一书，介绍了囊括小学至高中的30个STEM项目活动。他提出有关STEM教育和创客教育整合的“培养21世纪的科学家”，系统地审视了全球STEM与创客教育的挑战和希望。

国际技术和工程教育协会（ITEEA） STEM教学中心开发了工程设计项目（The Engineering by Design，简称EbD）模型，该模型专门为K-12年级提供一个基于项目学习的、真实的学习环境，经过一系列合作、探究、分享的活动来提高所有学生在科学、工程、技术及数学的成绩。

王志强，李菲，卓泽林等人以全美最早为本科生提供创客空间的卡内基梅隆大学为例，分析了该校创客教育与 STEM 教育整合的理念和方法。该校通过一系列基于创客项目的STEM教育的资源，为该校大学生在创新过程中培养跨学科实践能力的平台。

（二）国内研究现状

1.基于创客项目的STEM教育的理论研究

国内不少学者曾对STEM 教育和创客教育的关系进行剖析，被誉为“中小学创客第一人”的温州中学谢作如老师结合自身的实践，比较了STEM 教育和创客教育的异同，他认为两者是密切相关的，两者的学习内容和学习方式都有较多交集，不能将STEM 教育和创客教育人为地割裂开。

黄志红从四个角度详细地辨析了STEM 教育和创客教育：1.起源和发展路径不同，但二者殊途同归;2.内涵定义不同，但二者互相拓展;3.学科基础不同，但二者互为补充;4.建设内容侧重不同，二者需互相融合，进而得出两者的共通性大于差异性的结论。

滕娇娇，闫志明等人从理论上分析了STEM 教育和创客教育的区别，还从中小学的实践中比较分析两者的活动类型、内容、课程，发现两者是相互交融的。

2.基于创客项目的STEM教育实践研究

与国外的实践研究相比，我国基于创客项目的STEM教育实践研究起步较晚，研究范围主要集中在大城市。

刘绮君较为详细地分析了中国香港地区STEM教育的发展现状以及STEM教育实践的优秀案例，如香港仔工业学校“推动STEM教育，小创客大创作”特色活动、乐善堂余近卿中学实现的鱼菜共生系统、圣公会圣十架小学运用STEM理念优化整合的校本课程《制作磁浮列车》等。她认为STEM教育与创客运动的融合在香港部分中小学的实践中得到了论证。

王旭卿以信息技术设备为硬件支持，创新地构建了基于STEM教育的创客教育模式，在實践中探索如何提升学生的信息素养，为我国面向STEM教育的创客教育教育模式提供了有价值的参考。

马莹华基于STEAM教育和创客教育理念，设计了创意纸电路趣味课程， 将初中物理的电学知识生动地融入在项目学习中。该项目在武汉科技馆推行得到了广大师生及家长的好评。

三、结语

综上所述，国内外学者都认为基于创客项目的STEM教育是切实可行的，这是本课题研究的重要基础和理论依据。国外有一些较为成熟的基于创客项目的STEM教育的教学实践案例，具有一定的参考价值，但将其应用在国内的教育教学改革当中绝不能生搬硬套。根据前期的文献研究了解到，目前国内基于创客项目的STEM教育的研究仍在起步阶段，尤其是针对其应用在小学教育改革的研究不多，更未形成系统的课程体系;面对新的教学模式，教师需要具备新进的教学理念和较高的专业技能;教学资源与教材还不够丰富，基于创客项目的STEM教育的教学活动案例还比较缺乏等问题。

【本文系2020年广东省教育研究院科研立项课题“基于创客项目的小学ATEM教育活动实践研究”（GDJY-2020-Aa-206）研究成果之一】

【参考文献】

[1]李小涛，高海燕，邹佳人等.“互联网+”背景下的STEM教育到创客教育之变迁——从基于项目的学习到创新能力的培养[J].远程教育杂志，2016，34（1）：28-36.

[2] Bronwyn Bevan， Joshua P Gutwill， Mike Petrich， Karen Wilkinson. Learning Through STEM-Rich Tinkering： Findings form a Jointly Negotiated  Research Project Taken UP in Practice[J].Science Education ，2015（1）：98-120.

[3] 吴俊杰.创客运动与STEM教育——专访“创客教父”Mitch Altman[J].中小学信息技术教育，2013（12）：39-42.

[4] 埃里克·布伦赛尔.在课堂中整合工程和科学[M].周雅明，王慧慧译.上海科技教育出版社，2015：6.

[5] Rockland Ronald， Bloom Diane S. Advancing the “E” in K-12 STEM Education [J]. Technology Studies， 2010（36）：53-64.

[6] 王志强，李菲，卓泽林. 美国高校创客教育与 STEM 教育的融合：理念"路径"启示[J].复旦教育论坛，2016（14）：101-107.

[7] 谢作如.创客教育和STEM教育关系之辨析[J].中国现代教育装备，2017（4）：16-19.

[8] 黄志红. STEM和创客教育共通性大于差异性[J].中国民族教育，2018（Z1）：29-31.

[9] 滕娇娇，闫志明. STEM与创客教育辨析[J].现代教育技术，2019（11）：101-106.

[10] 刘绮君.香港中小学STEM教育的概况与实践案例[J].软件导刊·教育技术，2016（10）：56-58.

[11] 王旭卿. 面向STEM教育的创客教育模式研究[J].中国电化教育，2015（8）：36-41.

[12] 马莹华.科技馆中基于STEAM的创客教育活动设计与应用研究[D]华中师范大学，2017.

（责任编辑：梁慧婵）