創(chuàng)新與融合：STEM教育、創(chuàng)客教育、創(chuàng)客課程的再思考-精選教育文檔

1、創(chuàng)新與融合：STEM教育、創(chuàng)客教育、創(chuàng)客課程的再思考K-12 年級的 STEM教育?c創(chuàng)客教育是近年來教育領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)話題，它們交織著，在基礎(chǔ)教育的理論和實(shí)踐中激起了一波又一波的浪潮，中小學(xué)教育的改革也隨之不斷深入。不僅僅是科學(xué)教育，綜合教育、信息技術(shù)、通用技術(shù)、勞動技術(shù)、校本課程，甚至校園文化的整體建設(shè)都無一不見其蹤影。無疑，它們已經(jīng)開始影響傳統(tǒng)的教育思路、教育方式、教育制度和教學(xué)規(guī)范。2015 2016 年期間，由新媒體聯(lián)盟發(fā)表的地平線報告中連續(xù)兩年提到“重新思考學(xué)校運(yùn)作模式”， 又一次揭示了傳統(tǒng)教育的改革正在它們的推動下悄然發(fā)生。一、創(chuàng)新人才培養(yǎng)：創(chuàng)客教育與STEM教育的共同追求1.

2、 社會發(fā)展對教育的需求促生了STEM教育與創(chuàng)客教育的共同追求。21 世紀(jì)是知識與經(jīng)濟(jì)全球化的時代，各國為了應(yīng)對競爭壓力，廣泛開展基礎(chǔ)教育改革，尤其是由美國發(fā)起的STEM(即Science ， Technology ， Engineering ， Mathematics )教育和創(chuàng)客教育(Maker Education )在全世界引起了廣泛的關(guān)注。它們是近年來國際教育領(lǐng)域中新興的教學(xué)模式與方法。2015 年 7 月， 英國 Nature 期刊上推出有關(guān)STEM教育的“培育 21 世紀(jì)的科學(xué)家”的文章專題， 系統(tǒng)審視了全球STEM教育的挑戰(zhàn)和希望。12016 年美國國家學(xué)術(shù)出版社出版了發(fā)展國家ST

3、EM勞動力策略一書，指出具備STEM的知識和技能能增加個體的從業(yè)機(jī)會和增強(qiáng)國家競爭力。22016 年 9 月，北京師范大學(xué)發(fā)布中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全面發(fā)展與綜合素質(zhì)提升?？梢姡?全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)已成為當(dāng)前社會發(fā)展對教育的核心訴求，而理解各學(xué)科知識僅僅是綜合素質(zhì)的一部分，綜合能力更多需要體現(xiàn)在學(xué)生對知識的運(yùn)用、對現(xiàn)實(shí)問題的解決能力上。STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育的統(tǒng)稱，但它并不僅僅是學(xué)科教育的簡單疊加，而是具有扎實(shí)的腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和教育科學(xué)研究基礎(chǔ)，并具有知識社會對創(chuàng)新人才需求的內(nèi)涵和教育意義。STEM教育也并不是簡單地將科學(xué)與工程組合起來，而是要把學(xué)生學(xué)

4、習(xí)到的零碎的知識與機(jī)械過程轉(zhuǎn)變成一個探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。3創(chuàng)客教育自產(chǎn)生以來，其概念與內(nèi)涵眾說紛紜，并未有統(tǒng)一認(rèn)可的定義。如楊現(xiàn)民（2015）等認(rèn)為創(chuàng)客教育是一種融合信息技術(shù)，秉承“開放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”教育理念，以“創(chuàng)造中學(xué)”為主要學(xué)習(xí)方式和培養(yǎng)各類創(chuàng)新型人才為目的的新型教育模式。4 鄭燕林（2014）等從創(chuàng)客教育對教育功能的導(dǎo)向性上給予創(chuàng)客教育以闡釋，認(rèn)為創(chuàng)客教育是實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)造力乃至全人發(fā)展的平臺， 旨在為所有中小學(xué)生提供適宜的用于創(chuàng)造的環(huán)境、資源和機(jī)會。 5 張茂聰（2016）等人從是非中辨析創(chuàng)客教育，認(rèn)為創(chuàng)客教育實(shí)則是一個系統(tǒng)的教育理念，其內(nèi)涵是創(chuàng)新、實(shí)踐、 合作、共享。

5、創(chuàng)客教育是一種彰顯該理念的教育方式，它根基于傳統(tǒng)教育，是傳統(tǒng)教育的發(fā)展與革新。6由此可見，無論是STEM教育還是創(chuàng)客教育，都順應(yīng)了社會的快速發(fā)展對人才的需求，高素質(zhì)、跨學(xué)科、全球化的人才將成為未來社會的中堅(jiān)力量?？鐚W(xué)科、 綜合類課程能更好地指向?qū)W生對知識的理解和運(yùn)用，達(dá)成問題解決能力和創(chuàng)造力的提升。在社會發(fā)展的推動下，STEM教育與創(chuàng)客教育致力于共同的目標(biāo)追求培養(yǎng)適應(yīng) 21 世紀(jì)發(fā)展的創(chuàng)新人才。2. 具體目標(biāo)的不同引發(fā)不同的教育教學(xué)取向。雖然STEM教育和創(chuàng)客教育在對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)上有著共同的期許，但仔細(xì)分析其教育目標(biāo)，其不同仍顯而易見。美國國家研究理事會2014 年發(fā)布了STEM Integ

6、ration inK-12 Education （STEM教育在K-12 年級的集成）的報告，其中詳細(xì)闡述了STEM教育的目標(biāo)，包括面向?qū)W生的目標(biāo)以及面向教師的目標(biāo)。面向?qū)W生的目標(biāo)有：STEM素養(yǎng)，21 世紀(jì)技能，STEM的職業(yè)愿景，興趣度和參與度，以及連接各STEM學(xué)科的能力。其中首要的目標(biāo)即為培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng)，包括：（ 1）了解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)在現(xiàn)代社會中的作用；（2）至少精通每個領(lǐng)域的基本概念；（3）能達(dá)到最基本的熟練運(yùn)用，如能具備批判性的評估科學(xué)或工程報告的能力、解決通用技術(shù)問題的能力、完成與日常生活相關(guān)的基本數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力等。7對于創(chuàng)客教育，部分學(xué)者也對其教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了分

7、析。如祝智庭（2015）認(rèn)為：雖然創(chuàng)客教育不會直接教授學(xué)生基礎(chǔ)知識，但在“創(chuàng)客”的過程當(dāng)中，學(xué)生將有機(jī)會運(yùn)用到數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)， 甚至藝術(shù)等多學(xué)科的知識。其所倡導(dǎo)的提出問題并利用自己的創(chuàng)造力解決問題的過程，對學(xué)生能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。82016年 10月，深圳市XX局 ,XX局印發(fā)了深圳市中小學(xué)創(chuàng)客教育課程建設(shè)指南（試行）。其中提出：創(chuàng)客教育的總目標(biāo)包括工匠精神的傳承、創(chuàng)客能力的習(xí)練，以及產(chǎn)業(yè)知識的啟蒙；創(chuàng)客能力則包括貼近生活進(jìn)行觀察，創(chuàng)造性地運(yùn)用各種技術(shù)和非技術(shù)手段，通過分享和協(xié)作發(fā)現(xiàn)問題、解構(gòu)問題、探索解決方案，反復(fù)驗(yàn)證、優(yōu)化迭代、制出成品；而擔(dān)當(dāng)起中小學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新知識的啟蒙者則是創(chuàng)客教育的一

8、大歷史使命。從兩者的教育目標(biāo)可見，STEM教育更關(guān)注和強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生全方位的綜合素質(zhì)，對各學(xué)科知識的學(xué)習(xí)和理解是其重要和必備的目標(biāo)之一，而創(chuàng)客教育更關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客精神和創(chuàng)造能力；STEM教育中跨學(xué)科是重要特點(diǎn)，在促?M四個領(lǐng)域融合的前提下開展創(chuàng)造，而創(chuàng)客教育首要強(qiáng)調(diào)的就是創(chuàng)造，且并不指向特定的某些領(lǐng)域，由學(xué)習(xí)者根據(jù)項(xiàng)目、問題甚至愛好進(jìn)行選擇，可以在多個或某一領(lǐng)域中開展創(chuàng)造力的培養(yǎng)。然而， 這些細(xì)節(jié)上的區(qū)別必將帶來不同的教育模式、教育方法，以及教育價值的取向。3. 從不同的角度詮釋對創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。2012 年韋鈺院士在其文章科學(xué)教育對造就創(chuàng)新型人才的重要作用中指出創(chuàng)新思維是導(dǎo)致創(chuàng)新活動發(fā)生的

9、源泉和核心。9 無疑，將創(chuàng)新人才培養(yǎng)作為共同追求的STEM教育和創(chuàng)客教育， 必然將創(chuàng)新思維的培養(yǎng)作為其本質(zhì)需求。神經(jīng)教育學(xué)的發(fā)展指出， 創(chuàng)新思維不同于一般的邏輯思維，它是人在面對需要做復(fù)雜決策的情況下，在激情驅(qū)動下突現(xiàn)的一種靈感，一種積極的直覺思維；它常常是跨學(xué)科的、循著不尋常思路發(fā)展的、高質(zhì)量的綜合思維；但是創(chuàng)新思維不是沒有基礎(chǔ)的，而是基于已有的、長期積累的知識（概念和模型）和推理之上的思想飛躍。Kaufman等學(xué)者于2009年提出創(chuàng)新的“4C”模型，即迷你創(chuàng)新（ MINI-C）、日常創(chuàng)新（LITTLE-C）、專業(yè)創(chuàng)新（PRO-C）和杰出創(chuàng)新（BIG-C）。10 學(xué)者們認(rèn)為創(chuàng)新可以在不同的層

10、面上發(fā)生， 既有高水平創(chuàng)新，也有普通創(chuàng)新。但是無論哪一種創(chuàng)新，基本過程都包括找出實(shí)質(zhì)性的關(guān)鍵問題，并做出解決問題的決策，即發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。9可見， 創(chuàng)新思維是高層次的綜合思維，對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)是一個長期的過程。學(xué)生在各個領(lǐng)域扎實(shí)的認(rèn)知、技能和思維能力是發(fā)展創(chuàng)新思維的前提和基礎(chǔ)。STEM教育關(guān)注各領(lǐng)域的共同發(fā)展，在努力夯實(shí)學(xué)生邏輯思維的基礎(chǔ)上促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造力與創(chuàng)新思維；創(chuàng)客教育則以創(chuàng)造為主要出發(fā)點(diǎn)，更強(qiáng)調(diào)富有創(chuàng)造性的表達(dá)和設(shè)計。此外，努力培養(yǎng)學(xué)生積極的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的興趣、愛好和激情也是創(chuàng)客教育必須關(guān)注的。二、差異化教育與個性化教育：創(chuàng)客課程的與眾不同之處任何教育理念都需要通過學(xué)

11、校、課堂、課程來實(shí)踐和落實(shí)。楊現(xiàn)民等學(xué)者提出創(chuàng)客教育是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從創(chuàng)客環(huán)境、創(chuàng)客課程、創(chuàng)客學(xué)習(xí)、創(chuàng)客文化、創(chuàng)客教師隊(duì)伍、創(chuàng)客教育組織、創(chuàng)客教育計劃等多個方面協(xié)同推進(jìn)。Martinez 與 Stager （ 2015）認(rèn)為一個好的創(chuàng)客課題應(yīng)具備八大要素：相關(guān)性（與學(xué)生切身實(shí)際相關(guān)）、充足的時間（提供足夠的課上與課下時間）、復(fù)雜性（涉及多個學(xué)科知識）、高投入（吸引學(xué)生長時間、高度投入）、關(guān)聯(lián)性（學(xué)生協(xié)作、互動、聯(lián)系外部專家）、可獲得性（隨時訪問，使用任何材料、工具、軟件、硬件等）、分享性（與他人分享一切）、新穎性（不重復(fù)已有研究）。11陳剛等人詳細(xì)分析了創(chuàng)客教育的課程觀，認(rèn)為創(chuàng)客教育是基于

12、數(shù)字技術(shù)的“構(gòu)造主義”教育實(shí)踐；創(chuàng)客課程應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生“通過設(shè)計制造以解決問題”的核心素養(yǎng)為目標(biāo)， 定位于融合各學(xué)科的工程類綜合實(shí)踐活動課程；其課程內(nèi)容不具有嚴(yán)格的學(xué)科規(guī)定性，而是隨著創(chuàng)客實(shí)踐活動的展開呈現(xiàn)出“生成性”特征；基于設(shè)計的學(xué)習(xí)是創(chuàng)客課程的基本學(xué)習(xí)方式。創(chuàng)客課程應(yīng)圍繞“經(jīng)驗(yàn)單元”進(jìn)行課程設(shè)計， 適宜采用表現(xiàn)性評價作為課程評價方式。 12創(chuàng)客課程與STEM課程一樣，都是一種在“真實(shí)問題解決”中發(fā)生的學(xué)習(xí)。它們要求學(xué)生能綜合運(yùn)用各學(xué)科的基礎(chǔ)知識和技能，遵循“調(diào)研分析、制定方案、動手制造、評估反思”的迭代步驟，通過反復(fù)的動手操作、信息處理、學(xué)習(xí)思考、組織規(guī)劃、溝通表達(dá)、團(tuán)隊(duì)合作和自我管理等關(guān)

13、鍵行為實(shí)現(xiàn)主動學(xué)習(xí)和問題解決。 13 故而， 創(chuàng)客課程不可能是一門單一的課程或與學(xué)科課程并列的課程，而是與眾多學(xué)科融合的一系列課程群，鑲嵌于學(xué)校課程的整體規(guī)劃中。而創(chuàng)客課程與STEM課程的跨學(xué)科性和解決問題學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生能具備發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，以及綜合利用已有知識的能力，這些能力同時需要各學(xué)科領(lǐng)域的概念與模型作為基礎(chǔ)。因而， 創(chuàng)客課程若想達(dá)到一定的深度和難度，學(xué)科類基本課程的學(xué)習(xí)仍是非常必要的。創(chuàng)新意味著不同，意味著改變，更意味著差異性。創(chuàng)客課程也因此會表現(xiàn)出與傳統(tǒng)學(xué)科課程完全不同的差異性，甚至在傳統(tǒng)學(xué)科課程強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一的要求和統(tǒng)一的評價之時，創(chuàng)客課程卻需要凸顯對學(xué)生差異、愛好以及學(xué)習(xí)成

14、果的尊重，為學(xué)生創(chuàng)造適宜其自身發(fā)展的時空，因而課程的內(nèi)容、進(jìn)度、評價將無一不具備差異性和個性化。采用多內(nèi)容、研究性課程、選修課程等形式發(fā)展校本型的創(chuàng)客課程，則更適應(yīng)創(chuàng)客教育的需求、發(fā)展及其特殊性。三、對STEM教育、創(chuàng)客教育、創(chuàng)客課程的再思考對大多數(shù)參與STEM教育和創(chuàng)客教育的實(shí)踐者而言，用理念指導(dǎo)實(shí)踐時總是存在很多的困惑。熟悉了傳統(tǒng)的學(xué)科教育，對如何開展跨學(xué)科的綜合教育會束手無策。通過查閱近年來有關(guān)創(chuàng)客教育的文章，并結(jié)合開展教學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，筆者對以下幾種觀點(diǎn)談?wù)効捶ㄅc思考。1. 創(chuàng)客教育缺乏健全的教學(xué)設(shè)計模式。有學(xué)者認(rèn)為創(chuàng)客教育是以“工程”的思想和模式讓學(xué)生在“做中學(xué)”， 基于問題或項(xiàng)目的學(xué)

15、習(xí)在中小學(xué)教育中剛起步，教學(xué)設(shè)計模式尚不健全。但筆者認(rèn)為，教學(xué)設(shè)計模式的不健全只是創(chuàng)客教育發(fā)展的表面現(xiàn)象。創(chuàng)客教育和STEM教育有著較為相同的教學(xué)模式與方法，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，它們更強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為學(xué)習(xí)的中心、強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)經(jīng)歷和結(jié)果的開放性，使用多種方式的基于問題、基于設(shè)計、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。12 因此， 基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)理論與探究式教育的理論相結(jié)合即可成為創(chuàng)客教育的教學(xué)模式和方法。探究式教育早在2001 年開始的基礎(chǔ)教育改革時就已經(jīng)提出， 在我國科學(xué)教育領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)施了十多年，探究的理念和方式方法已被廣泛接受和使用?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)則較少被中小學(xué)教師所熟悉。 同時由于開展科技教育和綜合教育的教師人數(shù)有限，其中

16、優(yōu)秀教師的人數(shù)則更少，因而筆者認(rèn)為，缺乏健全的教學(xué)設(shè)計模式不是制約創(chuàng)客教育的本質(zhì)因素，教學(xué)方式方法的變革才能帶來創(chuàng)客教育的蓬勃發(fā)展。如果不能脫離傳統(tǒng)的傳授式教育，實(shí)現(xiàn)真正意義上的以學(xué)生為中心，用探索、研究、解決問題的方法開展教學(xué)和學(xué)習(xí)，創(chuàng)客教育也只能望洋興嘆。2. 教育創(chuàng)客人才缺乏。雖然筆者認(rèn)為用“專業(yè)化教師”代替“教育創(chuàng)客”更為貼切， 但卻完全贊同“創(chuàng)客教師缺乏”這一觀點(diǎn)。 創(chuàng)客教育和STEM教育對教師在學(xué)科知識和教育教學(xué)能力方面都提出了更高的要求。 教師不僅需要了解多領(lǐng)域的知識，還需要具有較高的創(chuàng)新意識、動手能力以及評價能力；不僅能指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動，還能協(xié)助學(xué)生解決各種問題。因此， 在

17、實(shí)踐創(chuàng)客教育的教師群體也將發(fā)生一系列的變化。變化一：教師的專業(yè)化程度更高。教師在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各領(lǐng)域的專業(yè)認(rèn)知和技能，以及解決各領(lǐng)域基本問題的能力是創(chuàng)客教師的基本功。專業(yè)能力的提升可以幫助教師提高實(shí)施創(chuàng)客教育的信心，提高教師協(xié)助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的成功率，使教學(xué)達(dá)成預(yù)期的目標(biāo)。目前，教師的職后培訓(xùn)是提高教師專業(yè)化程度的唯一途徑，這需要教育管理部門的支持和扶持，也需要教師職前培養(yǎng)模式和方法的改革。變化二：教師不再僅僅是課堂教學(xué)的實(shí)施者。對于傳統(tǒng)課堂而言，教師是課程的實(shí)踐者，教師可以對課程和教材進(jìn)行靈活使用而不是設(shè)計與創(chuàng)造。創(chuàng)客課程的課堂是多樣的、極具差異性的，各個小組的研究內(nèi)容、研究進(jìn)度都有可能不一樣。因此，教師不再僅僅是課堂教學(xué)的實(shí)施者，更多情況下教師將成為課堂教學(xué)的設(shè)計者和組織者。師生關(guān)系也將發(fā)生變化，教師需要能更好地協(xié)助學(xué)生、為學(xué)生提供服務(wù)和幫助，讓學(xué)生成為項(xiàng)目的主導(dǎo)、創(chuàng)新的主體，才能發(fā)揮創(chuàng)客教育的作用與價值。變化三：教師群體將發(fā)揮更大的作用。傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)往往是教師一個人面對所有學(xué)生，而創(chuàng)客教育則不同?？鐚W(xué)科的特點(diǎn)使得創(chuàng)客課程實(shí)施中會涉及方方面面的問題，一名教師不可能滿足學(xué)生的所有需求。因此，創(chuàng)客教育將會采用教師團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)的方法，掌握不同知識和能力的教師與專家組