基于STEAM 教育與創客教育的創新能力培養

牛舜君

(寧夏大學 教育學院，寧夏 銀川750021)

1 STEAM 教育概述

1.1 STEAM 教育內涵

STEAM，分別是科學(Science) 、技術(Technology) 、工程(Engineering) 、藝術(Art) 及數 學(Mathematics) ，5個要素之間相互補充、相互滲透、共同發展［1］。STEAM教育理念倡導創新教育，對教育改革的實現具有重大意義［2］。

1.2 STEAM 教育發展的必要性

(1) STEAM 教育特點。STEAM 教育的多樣性關注所有的學生，并且可以對不同認知水平、不同文化背景的學生開展個性化的學習。STEAM 教育是對學生創新思維的培養，注重學生在探究過程中的自我建構，注重學生的個性化自我發展。STEAM 教育的多樣化、多維度的特點，使得STEAM 教育的培養方式往往比傳統的教育方式更能促進學生的學習。

(2) STEAM 教育對學生創新素養的培養。STEAM 教育最大的優勢是多個學科、多個領域的結合，在這種理念支撐下，對學生創新素養的形成也發揮了重大的作用。學生在學習過程中，將科學、技術、過程、藝術、數學等多學科結合起來進行探究的自主學習，基于解決問題的學習，可以提高學生創新素養、培養學生創新思維、提高學生探究式解決問題的能力，培養學生的高階思維，并且在多學科融合的背景下，對基礎理論知識的掌握也在不斷提升的［3］。應從小培養學生的創新素養，為以后深度掌握STEAM 教育理念的核心知識體系，通過創新思維多維度的解決不同問題，開展基于項目和基于問題的學習提供最好的基礎鋪墊［4］。

2 創客教育

2.1 創客教育概述

創客教育以信息技術的融合為基礎，融合了創新教育，基于項目、問題的學習、虛擬式體驗教育以及DIY 理念［5］。即在創新教育下培養學習者創新思維、在基于項目、基于問題的學習下培養學生的自主探究解決問題的能力以及以項目為中心的團隊合作，以學生為中心的自主學習。

2.2 創客教育與STEAM 教育聯系與區別

創客教育和STEAM 教育有著密切的聯系，從關系上講，創客教育是STEAM 教育的主流表現形式之一，也是STEAM 教育的進一步拓展，兩者有非常多的相同點，比如在培養方式上，都是基于問題、項目的自主探究式學習，強調以學生為中心，都希望多學科融合，跨學科學習。在具體課程設置方面，兩者還是有區別的，創客教育的課程主要是從軟件Scratch 編程，Arduino 等開源硬件的電子理論與實操，3D 打印機、機器人的構造和組裝等多個維度分別設置基礎、中級、高級課程，訓練學員創造力、知識技能和探索能力;STEAM 教育主要通過設置科學、技術、工程、藝術、數學以及其他通訊科目，訓練學生跨學科實操能力。

3 STEAM 教育與創客教育的融合

3.1 STEAM 教育在教學中對學生創新素養的影響

3.1.1 從不同學科、不同領域培養學生的創新素養

STEAM 教育強調將科學、技術、工程、藝術和數學等多個學科結合起來，學?？稍谡n程安排、校本教材編寫等方面進行調整和修訂，開展教育教學活動以促進學生的創新思維的發展［7］:①將信息技術作為支持學習的工具，利用現代信息技術有助于教師向學生提供多樣化、個性化的教學，并且在基于問題解決的自主探究、自主建構的學習模式下，進行多學科融合的方式，能夠使得學生對課程內容的理解加深，對問題的感知更加深刻，促進學生創造性問題解決; ②STEAM 教育關注的是所有學生的多樣化和個性化的學習，因此可以滿足不同學生的不同課程需要選擇符合自己特定需求、興趣和特長的內容［6］;③學?？梢愿鶕陨淼膬瀯莺偷赜蛱攸c，開發校本資源，就不同的地方文化特色開展不能的創新教育資源。

3.1.2 基于開展實踐活動、促進學生專長發展培養學生的創新素養

STEAM 教育重視學習者在學習過程中的自主探究和自我建構，重視的是學習者親身動手體驗的一種多學科融合的學習方式。創造力需要不斷的長期的發展訓練和應用，如果沒有持續的基于問題、項目解決的訓練需求，就不能夠不斷創造性的解決復雜問題和多種解決路徑的設計與評估。

3.1.3 從真實情境中問題的解決來培養學生的創新素養

STEAM 教育重視在真實情景中基于問題、項目的解決，因此學校應該多開展基于項目和問題的學習。所謂的項目，在這里作為重要的出發點，強調應該具備兩個特點: 一個是“實景”，另一個是“大型”。①“實景”這一特點主要表現在學習過程中應該重視問題的真實性、情景性，每一個實景問題都是綜合性的而且是需要跨學科的知識才能解決的，這種教育是在實踐行動過程中的教育，遇到需要解決的問題也遠遠超過傳統的只在教室中理論的學習; ②“大型”這一特點，并不是簡單的說項目有多大，而是實踐這個項目的必要性，在創造性問題解決過程中，會衍生出無數新的問題，這些新的問題對于知識的融合貫通具有很大的作用。符合這兩個特點的項目需要一定的體量，這就涉及到了E(工程) 的重要性在過程作為核心的綜合實踐過程中，必定需要T(技術) 的支持，在這個項目實現的過程中，科學原理也是必不可少的，最后在是項目實行實踐過程中要通過A(藝術) 、M(數學) 的參與完成實踐的成果。以“制作一個汽車模型”這一項目為例，這是面向學生的一個學習項目，要求學習者在掌握了科學原理后，自己設計制造出汽車，這就相當于一個大的工程”E”在這個過程中學生學習相應的科學原理就是“S”，對制作過程中使用的一些操作就是“T”，在最后就是利用學習到的藝術“A”和數學“S”的素養進行組裝模型。

3.2 STEAM 教育與創客教育融合的必要性

(1) STEAM 教育實施過程中以創客教育為依托。STEAM 教育的多學科、跨學科融合式教育不同于傳統教學模式，旨在培養學生探索創新能力［6］。因此創新教育的發展推廣使得STEAM 在創新能力方面有了發展的依托。對于STEAM 來說，創客教育是最好的依托，創客教育中發展的數字化設備可以大幅度的提升學習者動手實踐能力，并且創新教育下的創新思維可以為STEAM 教育多學科的融合提供思維發展的幫助，激發學習者學習的興趣和動力。

(2) 創客教育需要STEAM 教育來補充。一般來說，好的創客教育僅僅在實施過程中是需要綜合不同學科的特點以及理論知識作為支撐的，僅用到單一的學科是不能達到培養探究、創新思維能力的，而是需要多學科知識的融合下完成的。比如要創造出一種好的交互平臺，需要設計到不能學科有關數學、技術、工程、藝術、科學的知識。因此，跨學科對開展創客教育來說是必要的前提與保障。在這方面，STEAM 理念是“Maker”扎根教育的保證。因為STEAM教育本質就是結合多種學科為學生們在學習過程中存在的孤立學習建立通往整體學習的橋梁［7］。避免孤立學科學習的知識割裂、學生形成跨學科的綜合素養STEAM 教育的多學科的優勢已經越來越受到重視。從這一意義上，STEAM教育是創客教育的重要基礎，能夠為創客教育所實現不了的功能提供必要補充。

(3) 兩種教育結合產生良好效果?；诳鐚W科創新的視角，碎片化、條塊化的知識正在被整體學習和混合學習代替，填平舊經驗和新問題之間的鴻溝需要的時間也越來越短暫。對于STEAM 教育和創客教育這些可以相互補充，相互填充的教育下，使得在STEAM 教育下學生創新思維得到培養。STEAM 教育與創客教育兩者的結合可以有不同的思想:①可以借助創客教育來培養學生的STEAM 素養，在創新教育過程中培養創新思維，達到自主探究解決實際問題的能力，從而培養跨學科應用人才; ②借助STEAM 教育理念來開展創客教育，以達到培養具有創新能力的人。兩種想法并不矛盾，完全可以相互借鑒，合二為一，甚至可以概括為“STEAM 為本，創客為用”的教育思路，體現了兩種教育對跨學科創新所帶來的巨大優勢。