创客教育与STEM教育、科学教育三者的相互融合的可能性浅析

作者:第十二组——梁雨、孙玲玉
随着互联网、物联网、智能硬件的发展, 数字技术正渗透到生活的方方面面, 并不断地与不同领域不同产业紧密结合,重构产业内部结构,提升产业效益,推动人类向数字化时代迈进。网络的发展同时带动了教育领域的迅速发展,不仅带来了教与学的双重革命,而且使教育资源打破了围墙的限制,使得资源可以进行全球范围的共享。这一时代背景为STEM教育、科学教育和创客教育等的实现和发展提供了良好的基础,使得教与学可以更具有个性化和创新性。
一、STEM教育及其特点
STEM 教育的概念最先由美国国家科学委员会于 20 世纪 80 年代提出,意指科学(Science)、 技术(Technology)、 工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科的简称, 强调多学科的交叉融合。STEM 教育并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加, 而是要将四门学科内容组合形成有机整体,以更好地培养学生的创新精神与实践能力。从字面上理解的话,它是科学、技术、工程和数学的一个整合。它的课堂常常是基于真实问题解决的探究学习(PBL,Problem-Based Learning)、基于设计的学习(DBL,Design-Based Leraning)。在学习与研究的过程中,学生被要求使用技术搜集、分析数据,并设计、测试和改进一个解决方案,然后与其同伴交流研究成果。这类学习方式,学生需要花费更多的课外时间。
随着STEM的不断实践和发展,它比较偏向于理科层面的跨学科融合这一缺陷引起了教育决策者和学者的重视。美国弗吉尼亚科技大学学者格雷特亚克门 ( Georgette Yakman) 提出STEAM 概念, 其中, A 不仅指艺术, 还指美( Fine) 、语言( Language) 、人文( Liberal) 、形体( Physical) 艺术等含义( Yakman,2011) 。此外,还有STEMx和STEM+的概念拓展。
总之,不管是STEM教育还是STEAM教育,或者是STEM+和STEMx,它们的性质和特点还是没有改变,都是为了帮助学生突破单一学科的束缚,以整合的形式帮助学生提高知识技能和能力水平。跨学科型是它的核心特征,它的具体实施过程过程中还体现出艺术性、协作性、趣味性和设计性等等。
二、科学教育及其特点
科学教育是以全体青少年为主要对象,以学校教育为主要阵地,以自然科学学科教育作为中心内容,并将科学史、科学哲学、科学社会学等一并纳入学科体系中的整体教育。在这一教育形式中,科学教育和技术教育并重、和人文教育相融合,而且还具有校内教育和校外教育相结合的特点。科学教育旨在通过培养具有科学素养的合格公民,发展社会生产力,改良社会文化,让科学精神和人文精神在现代文明中交融贯通。学生在学习过程中发挥主体作用,教师则退居为学生认知过程中的辅助者、指导者。
在小学、中学和高等三个阶段的教育当中,中学科学教育最为重要,因其承担着承上启下的过渡作用,是小学科学教育的深造和提高以及为高等教育夯实基础。但在我国中小学的科学教育中,数理化生在整个科学过程中占据这绝对的优势地位,其他学科则涉及较少。教材内容中则以科学知识为主,动手及技术知识占比例较少,甚至为零。教学过程和课堂也大多围绕中考和高考展开,较单一化和模式化,而这种现象在城市与农村、发达地区和落后地区更是极不平衡。
三、追求创客教育与STEM教育、科学教育三者的相互融合
创客教育即通过鼓励学生进行创造,在创造过程中有效的使用数字化工具,包括开源硬件、三维打印、计算机、小型车床、激光切割机等培养学生动手实践的能力,让学生在发现问题、探索问题、解决问题中将自己的想法作品化,并具备独立的创造思维与解决问题的综合能力的一种教育方式。
创客教育起源于社会文化,有一定的教育参与,更加偏重于创造,是一种DIY手工制作与大众生产的结合;STEM教育是由教育系统发起进一步扩展到社会,是一种强调培养跨学科的思维能力的一种教育方式;科学教育有着不同的对象和内容,由书本走向生活,不再只是理论阐述,更加关注与日常生活的联系,在不断扩大自身的包容性,选择与不同学科融合培养学生更为多样的能力,教育对象由精英转向大众,使得科学走近寻常百姓身边,走近中小学课堂。
在不断的实践与展示过程中,STEAM中的工程教育是一个弱项,而创客的作品常常是非常好的工程教育案例。此外,科学教育相较于另外两者而言,更加注重对于理论知识的学习,将理论与实践结合在一起,也正是教育所要达到的目标。
随着创客日益受到社会关注, 开展创客教育已成为教育界讨论并实践的热点。创客教育不能滑入到在中小学推广创造发明的歧途, 而应是推进跨学科知识融合的STEM教育, 在帮助学生打好扎实的科学、技术、工程和数学知识的基础之上,培养学生创新精神与实践能力,促进创新型、创业型人才的成长,这正是科学教育的目标。

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