STEM+创客教育的中小学SM教学模式研究
基于STEAM教育与创客教育整合的小学科学课程设计研究
基于STEAM教育与创客教育整合的小学科学课程设计研究基于STEAM教育与创客教育整合的小学科学课程设计研究科学教育在培养学生创新和实践能力方面起着重要作用。
近年来，STEAM教育和创客教育在小学科学教育中的应用逐渐受到关注。
STEAM教育是一种综合学科教育方法，将科学、技术、工程、艺术和数学融入课程设计，旨在培养学生的综合性创新思维和解决问题的能力。
创客教育则是通过学生实践和动手制作的方式，培养创造力、团队合作和解决实际问题的能力。
本文旨在探讨基于STEAM教育与创客教育整合的小学科学课程设计。
1. 引言在传统的科学课堂中，学生被动接受知识的灌输，缺乏主动参与和实践的机会。
而STEAM教育强调学生主动参与创新和解决问题的过程，创客教育注重学生实践和动手制作。
将这两种教育方法整合到小学科学课程设计中，有助于培养学生的探索能力、创造能力和团队合作精神。
2. 实施步骤（1）确定课程目标：明确培养学生的核心能力，例如科学思维、动手能力、团队合作能力和沟通能力。
（2）课程内容设计：结合STEAM教育和创客教育的理念，选取与科学课程相关的主题，如天气变化、植物生长等。
（3）课程活动安排：设计一系列的实践活动和实验，让学生通过观察、实验、制作等方式来探究科学知识。
（4）团队合作与互助：组织学生分组合作，在团队中共同完成课程任务，培养学生的团队合作精神和互助意识。
（5）项目展示与分享：鼓励学生将自己的成果展示给其他同学和家长，并与他们分享学习的心得和体会。
3. 效果评估（1）学生评价：通过学生的自我评价和反思，了解他们对课程的理解和感受，以及他们在掌握知识和技能方面的进展。
（2）教师评价：通过观察和记录学生的表现，评估课程的设计是否达到预期效果，并根据学生的反馈做出相应调整。
（3）家长评价：征求家长对课程的评价和建议，以便更好地满足学生的需求。
4. 成果分享与持续改进将学生的创作成果和体验分享给其他学校和教师，促进教育资源的共享和交流。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析随着时代的发展和科技的进步，STEAM教育理念（即将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）整合在一起的教育理念）逐渐深入人们的教育意识之中。
在STEAM教育的理念下，中小学创客课程逐渐受到重视，成为教育的热门课程之一。
本文将从STEAM教育理念和中小学创客课程的特点出发，探析针对中小学生的创客课程教学模式，并提出相应的建议。
1. STEAM教育理念STEAM教育理念将科学、技术、工程、艺术和数学整合在一起，强调跨学科的教育，培养学生的创新思维、实践能力和团队合作精神。
STEAM教育注重引导学生通过实际操作和项目开发来学习知识，培养学生探索问题、解决问题的能力，促进学生的全面发展。
在STEAM教育理念下，中小学创客课程成为了重要的教学内容，旨在引导学生进行实践性的创新和创造。
2. 中小学创客课程特点（1）项目驱动式教学模式项目驱动式教学是中小学创客课程的核心教学模式之一。
在这种模式下，教师以项目为中心，引导学生进行项目实践，通过实际操作完成项目，并从中获取知识。
学生在项目实践中会遇到各种问题，需要找到解决问题的方法，培养了学生的动手能力和解决问题的能力，激发了学生的学习兴趣和创新意识。
（2）探究式学习模式探究式学习是中小学创客课程的另一种教学模式。
在这种模式下，学生通过提出问题、调查研究、分析问题、解决问题，从而获取知识。
教师在这一过程中扮演着引导者和组织者的角色，鼓励学生自主探索和发现，培养学生的学习主动性和创新能力。
（3）实践性教学模式二、中小学创客课程教学模式实施建议1. 建立创客实验室学校应该建立创客实验室，提供学生进行创客实践的场所。
实验室内应该配备各种创客工具和设备，为学生提供一个自由发挥、动手实践的环境。
2. 培养创客导师学校需要培养一批创客导师，他们应该具备丰富的创客经验和教学经验，能够引导学生进行创客实践教学，为学生提供指导和帮助。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析一、STEAM教育理念的内涵和特点STEAM教育模式是一种整合了科学、技术、工程、艺术和数学的综合性教育模式，其中的各个元素相互交融，相互渗透，构建了一个全面的学习框架。
这种教育理念的提出，旨在培养学生的综合素质，培养学生的创新思维和实践能力，能够更好地满足当今社会对人才的需求。
在STEAM教育理念下，教育不再是简单的知识传递和技能培养，而是更注重培养学生的创新能力、团队合作能力和解决问题的能力。
这种教育理念的提出，也对课程的设计和教学模式提出了新的挑战，需要教师们积极探索新的教学方法和教学内容，以更好地适应这种教育理念。
二、中小学创客课程教学模式的探索创客教育是STEAM教育理念的一个具体实践，它强调学生通过自己的实践和探索，获得知识和技能，培养学生的创新和实践能力。
在中小学阶段，创客课程的开设对于学生的综合素质提升具有积极的意义。
那么，在STEAM教育理念下，中小学创客课程的教学模式应该如何设计呢？1. 引导式学习在创客课程的教学过程中，教师应该更多地发挥引导的作用，而不是简单地进行知识传授。
教师可以提出问题和挑战，引导学生进行探索和实践，激发学生的学习兴趣和主动性。
在这个过程中，学生可以通过自己的实践，逐渐发现问题的本质，培养解决问题的能力。
2. 开放式问题解决创客课程注重学生的实践能力和解决问题的能力，在教学模式上应该更注重开放式的问题解决。
教师可以提出一些开放性的问题或挑战，让学生在实践中寻找解决问题的途径。
这样不仅可以培养学生的创新意识，同时也能促进学生的团队合作能力。
3. 跨学科融合创客课程是以STEAM的教育理念为基础的，因此在教学内容上应该更加注重各学科的融合。
在创客教育中，学生需要掌握一定的技术和工程知识，同时也需要灵活运用数学和艺术的知识。
创客课程的教学内容应该是跨学科的，通过综合性的知识培养学生的综合素质。
4. 实践性教学创客课程的教学模式应该更加注重实践性教学，让学生通过实践来获取知识和技能。
小学数学教学融入STEAM教育与创客教育研究
小学数学教学融入STEAM教育与创客教育研究随着教育的不断发展，STEAM教育和创客教育成为了教育领域的热门话题。
STEAM教育是将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）融为一体的一种综合性教育模式，旨在培养学生的跨学科思维能力和综合素养。
而创客教育则是鼓励学生参与自主设计、制作和创新实践，培养他们的动手能力和创造力。
在这样的背景下，越来越多的教育工作者开始探索如何将STEAM教育和创客教育融入到小学数学教学中，以提高学生的学习兴趣和创造力。
传统的数学教学往往以死记硬背和机械计算为主，学生对数学的兴趣常常不高，因此不少教育工作者开始尝试将STEAM教育的理念和方法融入到小学数学教学中，以激发学生的学习热情和探究欲望。
教师可以将科技和工程元素融入到数学教学中。
在教学习题设计上可以引入一些具有科技和工程特点的内容，如设计一个简单的数学游戏，引导学生用编程语言编写程序来解决数学问题等。
这样的设计不仅可以吸引学生的兴趣，还可以提高他们的动手能力和创造力。
艺术元素也可以融入到数学教学中。
教师可以引导学生通过绘画、手工制作等形式来解决数学问题，或者通过学习数学与几何图形的关系来创作艺术作品，从而培养学生的审美能力和创造力。
数学教学还可以融入到数学教学中。
通过数学建模等方式，学生可以将所学数学知识应用到实际生活中，如通过建模探讨城市交通拥堵问题、用数学模型解决环境污染等，从而培养学生的综合思维能力和解决问题的能力。
创客教育强调学生在实际操作中通过自主设计和创新实践来学习和探索，因此与小学数学教学的融合也备受关注。
教师可以设计一些简单而有趣的数学实践活动，如设计一个简单的数学游戏、制作一个数学模型等，让学生在动手操作中学习数学知识。
这样的实践可以激发学生的学习兴趣，提高他们的动手能力和创造力。
为了更好地融合STEAM教育和创客教育到小学数学教学中，教育工作者可以从以下几个方面进行策略设计。
STEAM教学法在中小学的应用研究
STEAM教学法在中小学的应用研究介绍：STEAM教学法（Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics）是一种综合性的教育方法，旨在通过跨学科的方式培养学生的创新能力、解决问题的能力以及团队合作精神。
本篇文章将探讨STEAM教学法在中小学的应用研究。
一、STEAM教学法的定义和原则STEAM教学法是一种将科学、技术、工程、艺术和数学的知识融入课堂教学的方法。
它的核心原则包括：跨学科整合、项目和问题导向、自主学习和实践，以及合作与沟通。
二、STEAM教学法对中小学生的影响1.培养创新能力：STEAM教学法强调学生的创造力和创新思维。
通过实践性项目和解决问题的方式，学生能够培养独立思考和创新意识。
他们将学会提出问题、分析问题并找到解决问题的方法。
2.促进团队合作与沟通：STEAM教学法注重学生之间的合作与沟通能力。
学生在团队项目中学习如何与他人合作，并通过交流和分享知识来解决问题。
这种合作能力对学生的未来职场发展至关重要。
3.增强实践意识：STEAM教学法强调实践与理论的结合。
学生将通过亲身实践来理解和应用所学知识，这使他们能够更好地掌握课程内容，并将其应用于实际情境中。
4.培养解决问题的能力：STEAM教学法通过项目和问题导向的学习方式，培养学生的解决问题的能力。
学生将遇到真实的问题，需要探索和创新来找到解决方案。
这种培养学生解决问题的能力的方法，将对他们的终身学习和职业发展有着长远的影响。
三、STEAM教学法在中小学的应用实践1.设计实验室和创客空间：学校可以提供实验室和创客空间，供学生进行实践性的项目研究。
学生可以在这里进行科学实验、编程设计、手工制作等活动，培养创新能力和实践意识。
2.开设STEAM课程：学校可以开设STEAM相关的课程，如机器人技术、计算机编程、艺术设计等。
这些课程将为学生提供跨学科的学习机会，培养他们的综合能力。
3.组织STEAM竞赛和活动：学校可以组织STEAM竞赛和活动，鼓励学生参与创新和解决问题的实践。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析STEAM教育，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）的综合教育，旨在培养学生的创新精神、动手能力和解决问题的能力。
而中小学创客课程是STEAM教育的一个重要组成部分，通过开展创客活动，激发学生的创造力和实践能力。
教学模式是创客课程落地的重要环节，下面将对STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式进行探析。
中小学创客课程教学模式应以学生为中心，注重学生的主体地位。
传统的教学模式以教师为中心，强调传授知识和教育观念，而创客课程强调学生的主动参与和自主探究。
教师应扮演引导者和合作者的角色，激发学生的学习兴趣，帮助学生发现问题、解决问题，并从中获得成就感。
中小学创客课程教学模式应以项目为核心，强调综合应用能力。
创客课程注重学科之间的整合和应用，侧重于问题解决的过程和方法。
教师可以通过设置开放性的项目任务，鼓励学生跨学科地探索、创新和实践。
学生可以通过合作、研究和实践，培养综合运用知识和技能的能力。
中小学创客课程教学模式应注重实践与理论的结合。
创客课程强调实践性和动手能力的培养，但同时也要注重理论知识的学习和巩固。
创客活动可以为学生提供实践场所和实践机会，学生可以通过实践来巩固、应用和拓展所学的知识和技能。
中小学创客课程教学模式应鼓励学生的创新思维和创业精神。
创客课程的目的是培养学生的创新能力和创造力，在培养学生的动手能力的也要培养其创新思维和创业精神。
教师应引导学生提出创新的思路和想法，并给予鼓励和支持，帮助学生将创意转化为实际行动。
中小学创客课程教学模式应以学生为中心，以项目为核心，注重实践与理论的结合，鼓励学生的创新思维和创业精神。
这样的教学模式有助于激发学生的学习兴趣和创造力，培养学生的实践能力和综合应用能力，提升学生的综合素质和竞争力。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析随着科技不断发展和社会对人才需求的变化，STEAM教育理念已经成为教育改革的重要方向之一。
STEAM教育理念强调将科学、技术、工程、艺术和数学融合在一起，鼓励学生通过跨学科的学习方式来探究问题，培养创新思维和创造力。
在这一背景下，中小学的创客课程教学也成为了越来越受到关注的重要领域。
创客教育的核心是“做中学”。
创客是指利用现代信息技术，通过利用自然、社会资源和自己的想象力，采用各种现代工具和材料，自行设计、制作、组装、调试和推广产品的人。
启迪学生的创造性思维和能力是创客教育教学的目标。
为此，创客教育试图通过提供多元化的学习机会和活动，支持学生在实践中探索自身兴趣和才华，并通过将课堂与现实生活中的挑战联系起来，帮助其培养严谨、批判的思维，并探索可能的解决方案。
在STEAM教育理念下，中小学创客课程教学应该注重学生的主动学习和探究精神，在教学过程中倡导创造性思维。
一般而言，教学模式有三种类型，分别是传统教学中心、学生中心和混合教学模式。
在中小学创客课程教学中，混合教学模式更适合STEAM教育理念。
中小学创客课程教学混合模式可以使学生在课堂和在线学习中获得全面的学习体验。
混合模式的优点在于，学生可以通过在线学习在家里、图书馆或任何地方进行学习，随时随地都可以独立完成任务，获得一定的自主性和学习空间。
通过在线教学和自主学习，创客教育可以让学生以自己的节奏、风格和需求进行学习，而不是在课堂总是跟随老师的节奏学习。
同时，课堂互动和实践活动也可以更加灵活自由，更多地关注于学生能力和个性的发展。
在此基础上，中小学创客课程可以利用设备车、时空视角等方式进行开发、探究和学习，鼓励学生进行自主探究，深入了解物理、科技和IT知识。
总之，中小学创客课程教育以STEAM教育理念为基础，通过混合教学模式，注重学生的主动学习和探究精神，培养学生的创新思维和实践能力。
将创客课程逐渐引入中小学教育，并加强创意教育的实现，不仅能推进教育变革，让学生变得更有竞争力，而且能促使我国走向创新型经济发展之路。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析一、STEAM教育理念下的创客教育意义1.培养创新精神：创客教育强调学生通过自主探究和实践，培养问题解决能力和创新意识，鼓励学生面对挑战，勇于尝试，培养学生的创新精神。
2.提升综合素养：创客教育贯穿了STEM教育的核心理念，涉及科学、技术、工程和数学等多个学科，有助于培养学生的综合素养和学科交叉应用能力。
3.促进跨学科整合：创客教育通过项目式学习和跨学科整合，让学生在实践中学习知识、应用技能，培养学生的综合能力。
4.培养团队合作精神：创客教育注重学生间的合作与交流，促进学生之间的团队合作意识和交流能力。
二、中小学创客课程教学模式探析1.项目驱动模式：项目驱动模式是指以项目为中心，学生通过实际项目的开展，进行跨学科整合、知识应用和技能训练。
教师在课程设计上围绕具体的项目进行，通过引导学生提出问题、分析问题、解决问题，培养学生的问题解决能力和实践能力。
学生可以利用Arduino和传感器制作一个智能温度控制器，这个项目涉及到科学、技术和工程等多个领域的知识和技能。
2.问题驱动模式：问题驱动模式是指以真实生活或学习中的问题为教学起点，让学生主动去探究和解决问题，促使学生在实践中学习知识、提升技能。
教师在课程设计上引导学生提出问题、探究问题、解决问题，培养学生的探究精神和创新意识。
学生可以从日常生活中的需求出发，设计并制作一个智能家居控制系统，通过学习和实践，解决实际问题。
3.资源整合模式：资源整合模式是指充分利用社会资源，为学生提供更广阔的创客空间和更丰富的创客资源，例如学校可以与其他社会资源进行合作，邀请专业人士或企业机构来指导学生进行创客项目，为学生提供更多的实践机会和资源支持。
4.个性化定制模式：个性化定制模式是指根据学生的个性特点和学习需要，为学生提供具有个性化特色的创客教育。
教师在教学中关注每个学生的学习兴趣和特长，根据学生的个性特点和学习需求进行针对性教学，让每个学生都能找到适合自己的学习方式和创客方向。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析随着科技的不断进步和社会的快速发展，创新能力越来越成为当今社会最为关注的能力之一。
STEAM教育作为国际教育的一种新兴模式，将科学、技术、工程、艺术、数学等学科有机结合，以培养学生的创新思维为目标。
随着STEAM教育的普及和推广，越来越多的中小学开始实施创客课程，以鼓励学生探索发现、勇于创新、独立解决问题的思维方式，提高学生的创新素质和动手能力。
本文将从STEAM教育理念的角度出发，探讨中小学创客课程的教学模式。
一、STEAM教育理念STEAM教育的理念源于美国的STEM教育，即科学、技术、工程、数学教育。
而STEAM教育在STEM教育的基础上加入了艺术教育，强调了科技和艺术的融合和交互。
STEAM教育理念重视培养学生的思考能力、创新能力和实践能力，而不是简单的知识传授。
STEAM教育鼓励学生在课堂中自主地探索、发现和挑战问题，并且着重培养学生的社会、文化和环境意识。
STEAM教育不仅注重学生个人兴趣和爱好的培养，也追求学生整体素质的提升。
二、中小学创客课程的教学模式中小学创客课程作为STEAM教育的核心，突破了传统教学模式的狭隘和平庸，提倡学生在实际的创造和探索中学习科学知识、开发技能和提高能力。
创客课程注重学生的实践操作和个性发挥，充分体现了STEAM教育的理念。
下面就以四川省南充市第七中学的创客课程为例，简要介绍一下其教学模式。
1. 以问题为导向的教学创客课程的核心是学生自主探索和解决问题的能力。
南充市第七中学的创客课程依托自然科学课程，在教学中针对实际问题进行探究式学习。
学生在这个过程中，能够自主思考问题，提出自己的思路，尝试解决问题。
这样的教育模式鼓励学生在解决实际问题中学习知识，从而提高学生的学习兴趣和学习效率。
2. 提倡探究性学习提供探究性学习机会是创客课程的一个重要的组成部分。
学生们通过实验、制作，以及场地考察等方式来真正的探究知识。
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析
STEAM教育理念下中小学创客课程教学模式探析STEAM教育理念是指科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），艺术（Arts），数学（Mathematics）等学科的整合和交叉应用，旨在培养学生的创造力、解决问题的能力和团队合作精神。
在中小学的创客课程中，可以通过引入STEAM教育理念，设计适合学生年龄和学科特点的教学模式，激发学生的创造力和兴趣，提高学习效果。
中小学创客课程的教学模式可以采用问题导向的方式。
教师可以提出一个实际问题，启发学生思考并提出解决方案。
可以让学生设计一个节能的电路板，让他们思考如何利用光敏电阻等元件来控制电路的电流，达到节能的目的。
通过这种方式，学生可以从实际问题中学习到相关的知识和技能，培养解决问题的能力。
中小学创客课程的教学模式可以注重学生的实践操作。
学生可以在教师的指导下，亲自动手制作一些小发明或实验装置。
让学生用废旧材料制作一个简易的风力发电机，通过实际操作，学生可以了解到风力发电的基本原理和制作方法。
这种实践操作的方式可以增加学生对知识的理解和记忆，并培养他们的动手能力和实际操作能力。
中小学创客课程的教学模式可以强调学生的合作学习。
在创客活动中，学生往往需要分工合作，共同完成一个项目或解决一个问题。
教师可以组织学生进行小组讨论和合作实践，让他们互相交流、合作思考，培养团队合作和沟通能力。
在合作学习中，学生可以相互激发创新思维，共同发现、解决问题，提高解决问题的效率和质量。
中小学创客课程的教学模式可以鼓励学生的自主学习。
学生可以在一定范围内选择他们感兴趣的创客项目，并自主研究和学习相关知识和技能。
教师可以提供必要的指导和资源，引导学生发现问题、制定解决方案，并在实践中进行反思和改进。
这种自主学习的方式可以激发学生的主动性和创新能力，培养他们的自学能力和终身学习的习惯。
中小学创客课程教学模式应该注重问题导向、实践操作、合作学习和自主学习。
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一、问题的提出我国一直将人才培养放在国家战略的地位予以高度重视。
“互联网+教育”的背景下,人才被赋予新的阐释,人才培养开辟了新的实现路径。
《教育信息化“十三五”规划》在“主要任务”中提出,“有条件的地区要积极探索信息技术在众创空间、跨学科学习(STEAM 教育)、创客教育等新的教育模式中的应用,着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力”[1]。
2016年,《中国学生发展核心素养》在北京师范大学发布,实践创新位列其中[2]。
STEAM 教育和创客教育俨然成为“互联网+教育”时代下探索人才培养的新途径。
然而,在推动STEM 教育和创客教育的进程中,存在缺乏有效的教学方式[3]、学科孤立的实践倾向[4]、教学模式研究较少[5]等问题。
因而,将STEM 教育与创客教育相结合,研究中小学的SM 教学模式具有重要的理论意义和实践价值。
二、相关研究述评STEM 教育与创客教育均被视为人才培养的有效路径。
由于两者具有较多的共同性,逐渐被结合研究。
美国更是将“STEM 教育+创客教育”放在国家战略的位置予以实施。
研究者开始探索STEM 教育融合创客教育的教学模式。
例如,王旭卿[6]认为创客教育是深化STEM 教育的方式,提出了面向STEM 教育的创客教育模式。
傅骞等[7]从学习目标和学习方式的角度出发,将STEM 教育应用模式分为验证、探究、制造和创造四种类型。
其中,制造类和创造类的STEM 教育应用模式本质上就是STEM 和创客教育相结合的应用模式。
现有研究多是跨学科课程、资源与实物创造的简单组合,结合STEM 教育和创客教育的教学模式研究较少。
因而,本研究将STEM 教育与创客教育相融合,实现优势互补,构建STEM+创客教育的中小学SM 教学模式,对中小学人才培养、课程实践具有重要的价值意义。
三、小学SM 教学模式的理念gineering)和数学(Mathematics)各学科首字母的缩写,[8]多被界定为一种教学理念和课程组织形式,强调打破学科壁垒,实现跨学科整合。
创客教育是在创客运动催生下的新的教育形态。
迄今为止,学术界还未对创客教育进行统一的界定。
本文认为创客教育是“做中学”、DIY、“基于创造的学习”、“项目教学法”等教学理念与3D 打印技术、开源软件等新技术有效融合的产物,是信息时代下创新教育新的表征形式。
有许多研究者将STEM 教育与创客教育进行比较分析。
本文认为比起一味区分二者的差异,更应推动两者的融合,这才是发展STEM 教育和创客教育,培养创新人才的关键所在。
STEM 教育与创客教育结合的优势STEM＋创客教育的中小学SM 教学模式研究刘繁华,李克,肖名望,齐天翔(华南师范大学教育信息技术学院,广东广州510631)摘要：STEM 教育和创客教育作为人才培养的新的教育形式,其相关研究具有重要的意义价值。
文章从人才培养角度出发,指出要促进STEM 教育和创客教育的相互融合。
本研究在理清两者的关系、分析两者结合的优势及必要性的基础上,提出构建STEM 教育+创客教育的SM 模式的理念。
接着,基于创新教育理论、项目学习理论和建造主义学习理论,分析总结出SM 模式教学过程的八大环节和三个阶段。
之后,从教与学活动和教学环境两方面出发构建了SM 模式。
最后结合应用案例对该模式进行了深度分析,以期为具体实践提供参考。
关键词:STEM 教育;创客教育;教学模式中图分类号：G40-057文献标志码：A 文章编号:1673-8454(2018)10-0009-05主要体现在以下四个方面。
兴趣层面。
有研究指出STEM 教育停滞不前的原因是学生缺乏对STEM 教育的兴趣[9]。
创客运动具有激发创新激情与个人内在驱动力的潜能,二者结合能够有效激发学生的学习兴趣。
知识层面。
难度系数大、复杂程度高的任务往往涉及跨学科知识。
因而,在创客教育中,STEM 是作为创意实现的知识基础而存在。
此外,创意产品的产出作为做中学成果的高级表现形式,更有利于跨学科知识的深度理解和内化。
能力培养层面。
中小学阶段STEM 知识无疑对中小学生未来的发展起关键作用,创新能力作为21世纪人才的必备技能之一,其重要性不言而喻。
两者的有效融合将推动学生高阶思维能力、实践操作能力、创新能力的全面提高。
人才培养层面。
21世纪创新人才应该具备创新意识、创新思维和创新能力。
以造物为主的创客教育培养的仅仅是学生的创新能力,创客教育需要与学科教学相结合,融入教育体系[10]。
学科教学的发展趋势———STEM 教育,当仁不让地成为与创客教育相融合的对象。
可以说,STEM 教育与创客教育的融合才能真正实现人才培养的愿景。
STEM 教育的跨学科不是仅局限于课程,而是指课程、资源、内容、活动主题等多方面的跨学科融合。
因而,在STEM 教育+创客教育的中小学SM 模式中,设计包含多学科知识,丰富、连贯的活动项目,实现课程、资源、内容和活动等多方面的跨学科融合。
(2)课程设置灵活化采用SM 模式进行学习时,课程教学涉及的是跨学科知识,多使用研究性学习、项目式学习等方式,围绕项目活动展开。
因此,课程的时长、跨度会因项目本身的难度、特点而改变。
所以课程的实施地点、周期以及课的时长要根据所选项目灵活设置。
(3)教学方式项目化STEM 教育注重将学生置于知识发生的真实场景进行学习[11]。
项目学习也强调问题、项目的真实性。
同时为了发挥学生的创意,教师所设计的问题需要是劣构型问题。
因此,在SM 模式中,学生采用项目学习、基于设计的学习等方式,围绕情境性、真实性、劣构型的项目、活动、问题展开学习。
(4)教学过程迭代化基于工程设计的STEM 课程要求学生在工程循环过程中,不断地发现问题,优化设计,寻找最佳的问题解决方案[12]。
创客将创意转化为创意制品,需要经历设计迭代的过程。
SM 教学模式强调学生在多次的小组讨论、协作学习中不断构思创意,在迭代设计中形成和完善创意制品。
(5)教学成果实物化创客教育强调实物产出,富有创意的人造制品是创客教育成果最直接的表现形式。
因而,中小学SM 教学模式强调学生围绕项目活动,展开基于创造的学习,在实践创造中实现跨学科知识的融合,最终形成自己的创意制品。
(6)实物创造数字化3D 打印、机器人等现代信息技术的使用是创客教育区别于其他时期创新教育的显著标志,具有一定的时代特性。
中小学SM 教育强调将创意产品的数字化特征,让学生借助机器人、3D 打印、Arduino 等软硬件,创造自己的作品。
(7)评价多元化无论是STEM 教育,还是创客教育,都更加关注学生的学习过程。
中小学SM 模式的评价方式注重过程性评价,强调对学生探究实践过程、协作学习过程和创造过程的观察与评价。
由于中小学SM 强调创意制品的产出,因此还应关注对学生人造制品的评价。
四、SM 教学模式的理论分析、项目学习理论和建造主义学习理论。
创新教育理论明确了SM 模式的价值取向和教学目标,项目学习理论规划了SM 模式的基本教学流程走向,建造主义学习理论支持并强化了SM 模式的理念特色。
(1)项目学习理论项目学习源于杜威“做中学”的教育理念,后被教育研究者发展为基于项目的学习方法[13]。
基于项目的学习(PBL)是以学生为中心的教学法,涉及一种动态的课堂教学方式[14],学生需要通过长时间地调查一个复杂的疑问、挑战或难题,并不断对其回应,进行学习[15]。
有研究者指出真实问题和人工制品是项目学习区别于基于问题的学习的关键特征。
项目学习、数字工具、实物创造被视为创客教育的核心特征。
由此可见,创客教育和项目学习具有较高契合度。
(2)创新教育理论创新教育就是根据创新原理,以培养学生具有一定的创新意识、创新思维、创新能力以及创新个性为主要目标的教育理论和方法[16]。
创新教育是与人的创造本质相一致的教育,它能有效地促进人的发展与创造,最大限度地开发人的创造潜能[17]。
我国学者大都将创客教育与创新教育相结合,将创客教育视为创新人才培养的重要路径,通过创客教育培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。
(3)派珀特建造主义学习理论Seymour Papert 在西方被誉为“创客运动之父”。
派珀特的建造主义理论认为“学习是通过创造可分享的事物的行为来进行知识的建构”[18]Mcgrath 认为派珀特建造主义学习理论就是皮亚杰建构主义学习理论与数字工具/程序(乐高、logo、Scratch)相结合的产物[19]。
由此可见,派珀特建构主义学习理论与创客教育在问题解决、数字化和实物创造三方面是相契合的。
根据上述分析,可知SM 模式中的教学过程是以项目化学习过程为基础,结合SM 的教学理念特色而形成的。
目前国内外较为知名的项目学习模型的主要核心观点如表1所示。
综上所述,项目学习的基本流程为情境创设、主题概述、计划制定与实施、成果分享和评价反馈。
由于SM 模式面向的是跨学科的项目实践,因而学生在进行创意实践活动前需要学习相关的跨学科知识,并能够初步应用;在SM 模式中,创意从形成到产出并非一蹴而就,是需要经历循环迭代的过程。
因而,根据项目学习的基本过程,结合SM 教育的基本理念特色,本文认为SM 模式的基本教学过程包括情境创设,主题概述、(跨学科)知识习得、实验活动、任务概述、计划制定、设计迭代、分享创意和评价反馈八个环节。
(1)情境创设教师讲述或提出与学生真实生活相关联的事例、问题,并借助视频、动画、音乐等多媒体资源展现出来,创设情境,激发学生学习兴趣,引出跨学科项目所涉及的知识主题。
学生在教师的引导下产生共鸣。
(2)知识习得这里所学习的知识为跨学科项目涉及的学科基础知识,为实践应用做准备。
教师要定义基本概念,讲解基础知识,介绍工具的组成部分与功能。
学生则学习基本概念。
(3)实验活动实验活动所涉及的知识是较上一阶段更为复杂的学科知识,会应用于之后的跨学科项目实践中。
本阶段,教师需要将这些复杂知识转换为彼此相关联的小步骤实验活动。
同时总结学生进行跨学科项目实践时可能遇到的障碍或问题,然后将这些障碍或问题转化为实验探究活动,使学生根据任务单内实验步骤,找到问题解决方案。
学生明确任务与问题,按照学习任务单的实验步骤进行,观察并记录实验现象,回答预设问题,总结并写下实验结论。
(4)(跨学科)项目概述教师阐述跨学科项目的内容、要求、涉及的材料,项目完成所需的知识与能力,所交的作品形式等内容。
学生明确要解决的问题。
(5)制定计划小组制定初步的实施计划,并进行分工,然后协作形成初步的设计蓝图。
教师全程指导,为学生提供网站、视频、文本等相关的学习支持材料,优秀范例和评价标准。
(6)设计迭代设计迭代的过程实质上是“数字制造—创意形成—修改设计”的循环过程。
此阶段,学生根据设计的初步蓝图进行首次实物创造,在制造中形成创意,再次探究、修改、创造,循环往复,最终形成自己的创意制品。