创客教育与STEAM教育的融合

科学传播

◎ 高云峰创客教育与STEAM教育的融合新的教育模式，近年教育部发文鼓励探索STEAM教育、作者曾经在大、中、小学开展过这两方面创客教育等的教学尝试，创客经验，提倡把创客教育和STEAM教育进行融合。并成立了创客工作室。基于自己的教学及创客教育与STEAM教育的特点能动手实现的人。创客源自于英文“Maker”，意思是有自己的想法并让别人去做，能自己设计，工匠能做出产品但不是自己的想法。从传统意义说：设计师有自己的想法但又能自己加工，那就是创客。设计师与工匠如果既的统一带来了明显的优势：中发现问题也能立刻反馈修改。有了想法可以立刻实现，过程师到创客的转变过程，作者自己就经历过从设计计一个简单作品，寄回北京；要从北京寄到广东去加工；对其中的差异深有体会：工厂加工完前几年设通常完成一个作品需要反复修改几次，拼装起来后发现问题，修改后又寄给工厂……后来作者成立创客实验室可以自己加工，耗时至少一个月。作品（也要修改几次）只需要几个小时甚至更短。这时再完成一个巨大影响，创客是自下而上发展起来的，但是对教育产生了告》指出，创客将在3到5年之内形成影响教育发展的关2014年的国际高等教育权威报告《地平线报内悄然兴起。键趋势，并取得实际效果。目前创客教育的实践正在国开发学生的创新素养提供了新的有效途径。创客教育让学生利用数字化工具将创意作品化，创客教育可为以让学生实现完整的工程训练过程，的消费者而同时也是设计和生产者，学生不再只是知识以知识传播为中心，转变为以学生为中心、学校也从传统的以大量善于发明创造、以实践体验和创造为中心。教师为中心、（Technology）STEAM教育强调整合科学（S善于解决实际问题的创造性人才。创客教育将为未来社会提供和数学（Mathematics）、工程（Engineering）cience）、技术领域的内容，将知识的获取、、人文艺术（Arts）与工具的利用进行有机的统一，对培养学生的解决问题能方法力和综合能力具有重要价值。美国国家科学委员会最初又加入Arts提出STEM的概念，（人文艺术）经过实践后从人才培养的角度，，从而演变为STEAM教育。后来了不同学科所蕴涵的实践活动、STEAM教育不仅综合了多种学科的知识，更是融合认为是一种多元学科文化的融合创新。精神内涵和价值观，可以实生活情境中的问题，思路强调打破学科边界，在此过程中培养学生的综合素养。使学生运用多门学科知识解决真这种跨学科的教育STEAM教育与创客教育融合的必要性育内容、STEAM教育与创客教育在概念起源、教育过程以及师生关系等方面存在一定的差异，教育目标、教但二者又存在着诸多共通之处，相互补充，在教育实践过程中可以人文等多个学科解决真实情境中的问题；STEAM教育强调跨学科融合，取长补短。鼓励学生运用科学与点在于通过数字化工具，创客教育的重学生的创新素养。可见，科的STEAM教育内容，而STEAM教育也有与创客教育创客教育中有一部分含有跨学促使学生将创意作品化，培养恰好可以融合互补。交叉的模块。二者既有共同之处，也有明显互补的地方，所周知，（一）传统教育过程中存在分科教育的弊端，创客教育是STEAM教育实施的有效手段。隔不利于探索真实情境中的问题，学科阻众统的教育模式。对原创性和创新性重视不足。但STEAM教育在强调跨学科整合的同时STEAM教育改变了传蓬勃开展，提升了动手实践的效率，STEAM教育有了新的依托：伴随着创客运动在全球的数字化设备极大还可以激发学生的探索热情。至包括允许学生进行试错。此外，使学生有时间进行多种尝试，创客教育的造物乐趣甚创客凭着兴趣和热情可以做出一些作品，（二）STEAM教育是创客教育的必要补充。创客作品背后也离不开跨学科的支撑。持续发展的角度来说存在缺陷；但是从知识体单纯的系的完整性、以跨学科、另外，好的性、情境性、体验性及协作性等为特征的STEAM理念是趣味创客扎根教育的保证。STEAM教育为学生提供整体认识

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2018年第3期 总第172期

的教与学整合到一种教学范例中，世界的机会，通过把科学、技术等领域学科知识和技能识变成一个相互联系、成跨学科的综合素养。从这一意义上，相互统一的整体，使以往学到的零碎知STEAM教育是创有利于学生形客教育的重要基础。助创客教育来培养学生的STEAM素养，STEAM教育与创客教育的结合可以有两种思路：实际问题，培养跨学科应用人才；或者借助STEAM理念目标是通过解决借路，具体实施中，来开展创客教育，目标是通过造物，培养创新型人才。在实现以人才培养为根本的教育目标。采用“STEAM为本，创客为用”的教育思STEAM与创客融合的案例作者曾经有机会开展大量的STEAM教育和创客教育度地把设想变为现实。的尝试，同时建立了自己的创客工作室，可以快速、高精计制作了大量教学教具、作者利用创客平台，融合STEAM的跨学科知识，设道具、例如作者设计了被动行走的小鸭，太空授课中的演示道具原型等。游戏中的玩具、科普节目中的小，等关系后，在满足一定的重心位置、可以在斜面上自动行走；腿的长短、尺寸只有20cm大后来把它放大为3m斜面角度、摩擦未来》的大鸭，被动行走小鸭项目，完美地体现了教育创客与中的一期节目。人可以坐在里面当配重，于是就成了《加油！向STEAM教育的融合：小模型，放大后还要考虑结构强度、首先在理论上进行分析计算，安全性等，是一个做出真实的巨大工程问题。而且它还隐含了一个教育寓意：坐在不正确的座位上，下面举一个作者设计的研究性学习案例,让大家体会怎么也不能前进。STEAM教育与创客教育融合的意义与作用。学生了解孔子时代的欹器，作者曾经让行设计制作。并且进行理论分析，然后进（一）《孔子家语背景孔子观于鲁桓公之庙，·三恕》中提到：有欹器焉。夫子问于守庙者，曰：“此谓何器？”对曰：“此盖为宥坐之器。”孔子曰：“吾闻宥坐之器，虚则欹，中则正，满则覆。明君以为至诫，故常置之于坐侧。”顾谓弟子曰：

“试注水焉！”乃注之。水中则正，满则覆。夫子喟然叹曰：“呜呼！（二）夫物恶有满而不覆哉？”置、从力学角度看，难点及处理方法欹器的特点与其表面形状、重心位形状、平衡及稳定性有关，加水后重心位置的变化规律未知。而难点是这些因素相互耦合，虽然有人把欹且做出一个能在桌面上演示的欹器。器画为悬挂式的，但是从“座右铭”的角度出发，我们要稳定性。学生需要统一考虑表面形状、然后利用数学知识进行尝试计算，重心位置、平衡位置、果只能是果然学生们发现实际做出的作品有很多问题，“理论上的结果”，还需要制作出来进行验证。然而算出的结很自然：计算中的参数可能不是那么精确、考虑不周全、这也完成了任务，加工中的误差等等都会影响结果。他们用代替水，演示起来更方便。但是最终学生们成功学生自己写的思考与总结：欹器没有成型的物体供准备，是一个不小的挑战。参考，需要我们重新进行分析与设计，知道我们需要通过不断的改进，我们小组也对前期的失败做了心理这对于我们来说完美的结果。事实也的确如此，我们最后前后设计了6来逐渐接近最后决问题，版，每次都有新的问题出现，但是我们能够不断改进解通过这个例子可以看出：这对我们的能力是很好的锻炼。量的跨学科知识的整合，（1）STEAM教育所起的作用：欹器的设计需要大作用，没有理论分析和计算，STEAM教育在这里起到了重要根本不知道如何动手；现其中的问题，器”后，（2）创客教育所起的作用：设计出“理论上的欹如果没有创客平台和手段加工制作出来，只能算是“纸上谈兵”；不会发定的难度，（3）课程设计所把握的重点：给学生的项目要有一科技和人文有机融合，但是通过努力可以完成；实现了价值塑造、更重要的是，能力培养、尽量把传授的教育理念。知识孔子及其（4）“中庸之道”课程设计实现的多方面功能：；从教育角度认识从历史角度了解益”；从科学角度处理平衡、“满招损，谦受度培养发散思维、稳定、重心；从能力培养角 动手能力。（作者为清华大学航天航空学院教授）责任编辑：严俊