基于STEAM 教育与创客教育的创新能力培养

牛舜君

(宁夏大学 教育学院，宁夏 银川750021)

1 STEAM 教育概述

1.1 STEAM 教育内涵

STEAM，分别是科学(Science) 、技术(Technology) 、工程(Engineering) 、艺术(Art) 及数 学(Mathematics) ，5个要素之间相互补充、相互渗透、共同发展［1］。STEAM教育理念倡导创新教育，对教育改革的实现具有重大意义［2］。

1.2 STEAM 教育发展的必要性

(1) STEAM 教育特点。STEAM 教育的多样性关注所有的学生，并且可以对不同认知水平、不同文化背景的学生开展个性化的学习。STEAM 教育是对学生创新思维的培养，注重学生在探究过程中的自我建构，注重学生的个性化自我发展。STEAM 教育的多样化、多维度的特点，使得STEAM 教育的培养方式往往比传统的教育方式更能促进学生的学习。

(2) STEAM 教育对学生创新素养的培养。STEAM 教育最大的优势是多个学科、多个领域的结合，在这种理念支撑下，对学生创新素养的形成也发挥了重大的作用。学生在学习过程中，将科学、技术、过程、艺术、数学等多学科结合起来进行探究的自主学习，基于解决问题的学习，可以提高学生创新素养、培养学生创新思维、提高学生探究式解决问题的能力，培养学生的高阶思维，并且在多学科融合的背景下，对基础理论知识的掌握也在不断提升的［3］。应从小培养学生的创新素养，为以后深度掌握STEAM 教育理念的核心知识体系，通过创新思维多维度的解决不同问题，开展基于项目和基于问题的学习提供最好的基础铺垫［4］。

2 创客教育

2.1 创客教育概述

创客教育以信息技术的融合为基础，融合了创新教育，基于项目、问题的学习、虚拟式体验教育以及DIY 理念［5］。即在创新教育下培养学习者创新思维、在基于项目、基于问题的学习下培养学生的自主探究解决问题的能力以及以项目为中心的团队合作，以学生为中心的自主学习。

2.2 创客教育与STEAM 教育联系与区别

创客教育和STEAM 教育有着密切的联系，从关系上讲，创客教育是STEAM 教育的主流表现形式之一，也是STEAM 教育的进一步拓展，两者有非常多的相同点，比如在培养方式上，都是基于问题、项目的自主探究式学习，强调以学生为中心，都希望多学科融合，跨学科学习。在具体课程设置方面，两者还是有区别的，创客教育的课程主要是从软件Scratch 编程，Arduino 等开源硬件的电子理论与实操，3D 打印机、机器人的构造和组装等多个维度分别设置基础、中级、高级课程，训练学员创造力、知识技能和探索能力;STEAM 教育主要通过设置科学、技术、工程、艺术、数学以及其他通讯科目，训练学生跨学科实操能力。

3 STEAM 教育与创客教育的融合

3.1 STEAM 教育在教学中对学生创新素养的影响

3.1.1 从不同学科、不同领域培养学生的创新素养

STEAM 教育强调将科学、技术、工程、艺术和数学等多个学科结合起来，学校可在课程安排、校本教材编写等方面进行调整和修订，开展教育教学活动以促进学生的创新思维的发展［7］:①将信息技术作为支持学习的工具，利用现代信息技术有助于教师向学生提供多样化、个性化的教学，并且在基于问题解决的自主探究、自主建构的学习模式下，进行多学科融合的方式，能够使得学生对课程内容的理解加深，对问题的感知更加深刻，促进学生创造性问题解决; ②STEAM 教育关注的是所有学生的多样化和个性化的学习，因此可以满足不同学生的不同课程需要选择符合自己特定需求、兴趣和特长的内容［6］;③学校可以根据自身的优势和地域特点，开发校本资源，就不同的地方文化特色开展不能的创新教育资源。

3.1.2 基于开展实践活动、促进学生专长发展培养学生的创新素养

STEAM 教育重视学习者在学习过程中的自主探究和自我建构，重视的是学习者亲身动手体验的一种多学科融合的学习方式。创造力需要不断的长期的发展训练和应用，如果没有持续的基于问题、项目解决的训练需求，就不能够不断创造性的解决复杂问题和多种解决路径的设计与评估。

3.1.3 从真实情境中问题的解决来培养学生的创新素养

STEAM 教育重视在真实情景中基于问题、项目的解决，因此学校应该多开展基于项目和问题的学习。所谓的项目，在这里作为重要的出发点，强调应该具备两个特点: 一个是“实景”，另一个是“大型”。①“实景”这一特点主要表现在学习过程中应该重视问题的真实性、情景性，每一个实景问题都是综合性的而且是需要跨学科的知识才能解决的，这种教育是在实践行动过程中的教育，遇到需要解决的问题也远远超过传统的只在教室中理论的学习; ②“大型”这一特点，并不是简单的说项目有多大，而是实践这个项目的必要性，在创造性问题解决过程中，会衍生出无数新的问题，这些新的问题对于知识的融合贯通具有很大的作用。符合这两个特点的项目需要一定的体量，这就涉及到了E(工程) 的重要性在过程作为核心的综合实践过程中，必定需要T(技术) 的支持，在这个项目实现的过程中，科学原理也是必不可少的，最后在是项目实行实践过程中要通过A(艺术) 、M(数学) 的参与完成实践的成果。以“制作一个汽车模型”这一项目为例，这是面向学生的一个学习项目，要求学习者在掌握了科学原理后，自己设计制造出汽车，这就相当于一个大的工程”E”在这个过程中学生学习相应的科学原理就是“S”，对制作过程中使用的一些操作就是“T”，在最后就是利用学习到的艺术“A”和数学“S”的素养进行组装模型。

3.2 STEAM 教育与创客教育融合的必要性

(1) STEAM 教育实施过程中以创客教育为依托。STEAM 教育的多学科、跨学科融合式教育不同于传统教学模式，旨在培养学生探索创新能力［6］。因此创新教育的发展推广使得STEAM 在创新能力方面有了发展的依托。对于STEAM 来说，创客教育是最好的依托，创客教育中发展的数字化设备可以大幅度的提升学习者动手实践能力，并且创新教育下的创新思维可以为STEAM 教育多学科的融合提供思维发展的帮助，激发学习者学习的兴趣和动力。

(2) 创客教育需要STEAM 教育来补充。一般来说，好的创客教育仅仅在实施过程中是需要综合不同学科的特点以及理论知识作为支撑的，仅用到单一的学科是不能达到培养探究、创新思维能力的，而是需要多学科知识的融合下完成的。比如要创造出一种好的交互平台，需要设计到不能学科有关数学、技术、工程、艺术、科学的知识。因此，跨学科对开展创客教育来说是必要的前提与保障。在这方面，STEAM 理念是“Maker”扎根教育的保证。因为STEAM教育本质就是结合多种学科为学生们在学习过程中存在的孤立学习建立通往整体学习的桥梁［7］。避免孤立学科学习的知识割裂、学生形成跨学科的综合素养STEAM 教育的多学科的优势已经越来越受到重视。从这一意义上，STEAM教育是创客教育的重要基础，能够为创客教育所实现不了的功能提供必要补充。

(3) 两种教育结合产生良好效果。基于跨学科创新的视角，碎片化、条块化的知识正在被整体学习和混合学习代替，填平旧经验和新问题之间的鸿沟需要的时间也越来越短暂。对于STEAM 教育和创客教育这些可以相互补充，相互填充的教育下，使得在STEAM 教育下学生创新思维得到培养。STEAM 教育与创客教育两者的结合可以有不同的思想:①可以借助创客教育来培养学生的STEAM 素养，在创新教育过程中培养创新思维，达到自主探究解决实际问题的能力，从而培养跨学科应用人才; ②借助STEAM 教育理念来开展创客教育，以达到培养具有创新能力的人。两种想法并不矛盾，完全可以相互借鉴，合二为一，甚至可以概括为“STEAM 为本，创客为用”的教育思路，体现了两种教育对跨学科创新所带来的巨大优势。