创客教育的内涵、理论与现状——主题二(5组)
STEM教育是科学、技术、工程和数学教育的简称,倡导跨学科教育,运用多学科的思维和知识解决实际问题。STEM教育不是科学、技术、工程和数学的简单叠加,而是将它们有效地整合为一个有机整体,以解决真实问题为驱动,在实践中应用知识、获取知识,培养学生的问题解决能力、复合思维和创新思维。
STEM教育是当今知识经济时代一种全新的教育范式。其根本目标是培养善于质疑、勇于实践和创新、具有跨学科知识素养和解决现实问题能力的人才。它已成为各国教育领域的重要发展战略。
对于STEM教育的本质,中国学术界主要基于STEM概念的历史轨迹和构成要素进行讨论,呈现出一种“整合取向”,即STEM教育的核心是跨学科整合。跨学科整合打破了单一学科的界限,强调学科的“混合”,将不同学科、不同领域的理论和方法有机地融合在一起。
STEM教育的学科整合不是将不同学科的内容盲目堆砌或拼凑,而是将各门学科的内容进行重构和整合,结合现实生活创造性地进行跨学科教学,目的是提高学生的科学精神和创新能力。有专家建议,可以以工程技术学科为基础,整合科学、数学等学科的知识内容,可以有效提高学生的综合实践和创新应用能力,有效弥补我国基础教育领域工程技术教育的短板。
STEM教育具有体验性的特点,注重基于项目的学习和学习的过程,而不是试卷中体现的知识结果和学习与现实世界的联系。学生在参与和体验知识的过程中,不仅获得了结果的知识,还在解决项目问题的过程中学习了过程的知识。STEM教育提倡学生通过自学或老师指导来获取抽象知识,强调学生在学习过程中的动手、动脑和参与。STAM教育为学生提供了亲身实践的学习体验。学生运用所学的数学和科学知识处理现实世界的问题,创造、设计、构造、发现、合作和解决问题。
STEM教育具有情境特征,强调学生能够以情境的方式获得应用创客知识的能力,同时能够理解和识别不同情境下的知识表达。STEM教育强调知识是学习者通过学习环境交互建构的产物,而不是来自外部的灌输。
STEM教育强调小组协作,互相帮助和启发,构建小组知识。在完成任务的过程中,学生需要与他人交流和讨论。STEAM教育的协作要求学习环境的设计应包括协作和对话两个要素:让学生分组收集和分析学习材料,提出和验证假设,评价学习结果。
STEM教育要求学习输出环节包含设计作品,能够促进知识的整合、迁移和应用,将学习成果和获得的知识、能力通过作品外化。学生在设计过程中学习知识,锻炼能力,提高STEM素养,所以设计是STEM教育的核心特征。
我国中小学科学教育的发展处于初级阶段,存在着学校科学设备建设有待完善、专业教师匮乏、学生自身兴趣有待提高、科学教育课程和活动的设置缺乏健全完整的体系、科学教育的宣传推广力度不够等问题。
初中和小学科学教育开展程度较高,高中相对较少。从高中阶段开始,最大的压力还是来自高考。
中小学生有一定的创新意识和能力。通过相关活动,提高了他们的操作、实践、合作、交流能力,但参与热情有待提高,对科学教育的认识有待加强。
许多学校的科学教育基础设施建设不能满足需求。政府和相关组织的政策和资金支持不足,许多领域的技术和人才参与不能满足需求。学校之间交流较少,资源和成果不足。
创客教育是以项目为中心设计的实践课程;STEM教育是一门综合性课程,旨在打破学科界限,整合相关学科。从狭义上讲,科学教育是根据学科领域设计的学科课程,而从广义上讲,它的课程形式是不受限制的。
创客教育鼓励学生在发现、探索和解决问题的过程中,利用数字化工具将自己的想法转化为作品,而教师作为支持者帮助学生;STEM教育是基于教师预设的问题情景,由教师组织引导,在理解和解决问题的过程中进行跨学科学习。科学教育是根据科学学习的规律和原则来教授、讨论和实践知识,教师主要是传授知识。
创客教育强调学生的产品创造,核心是创造;STEM教育强调跨学科和不同学科的融合;科学教育涉及四个领域:个人需求、社会问题、就业准备和深造的学术基础。它是向学生传授日常生活和未来科技世界的科学知识,掌握科学方法,培养科学精神和态度,教育学生如何处理科学和社会问题,使他们具备未来择业所必需的科学技术基础和继续学习科学所必需的理论基础。
从内涵和特点来看,创客教育、STEM教育和科学教育显然不能相互替代,因为它们的侧重点不同。
创客教育重在实践中培养学生的创新精神和实践能力。透过表象看本质,创客教育其实是一系列的教育理念。其教育目标是培养一个具有创客精神和素养的全人。对过程没有严格封闭的操作要求,但建立在自主、开放、享受的基础上。
STEM更关注学习过程。STEM教育的根本目标是培养善于质疑、勇于实践和创新、具有跨学科知识素养和解决现实问题能力的人才。这种方法在学生参与和体验的过程中,更注重学生在解题过程中获得的过程知识,而不仅仅是试卷中体现的知识结果。
科学教育是传授基本科学知识,体验科学思维方法和科学探究方法,培养科学精神和态度,进行基本科学研究能力训练和科学技术应用的教育。它更注重间接经验和技能的传授和积累,以掌握已有的科学知识为主要内容。现实中更多的是在知识学习的基础层面,不像另外两个那样注重实践和创新能力的培养。
因此,三种方法各有侧重,不能相互替代,但可以相互补充。
创客教育、STEM教育、科学教育各有利弊,将三者连接起来正好可以弥补各自的不足。所以很明显三者是可以互补融合的。
在教学过程中,教师可以将创客教育与科学教育相结合,让学生掌握基本的科学知识,发散思维,有助于形成创新意识。将创新实践与STEM跨学科的解题理念相结合,也能取得意想不到的效果。如果三种方法互相帮助,互相支持,就能更好地实现教育的最优化。
参考资料:
【1】秦锦若,傅刚善。STEM教育:基于真实问题情景的跨学科教育[J].中国电化教育,2017(04):67-74。
[2]彭敏,朱德全。STEM教育的本土理解——基于NVivo11对52名STEM教师的定性分析[J]。教育发展研究(10):6。
[3]杨雪,韩晓玲。中小学创客教育的调查与对策——以山东省为例[J]。中小学信息技术教育,2017(03):34-38。
[4]杨小哲,任友群。数字时代的STEM教育与创客教育[J]。开放教育研究,2015,21(05):35-40。
裴新宁。科学教育的再思考[J].科教与博物馆,2021,7(04):272-277。