STEAM教育理念下的創(chuàng)客課程構(gòu)建研究

        在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的驅(qū)動下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展刷新著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形態(tài)。STEAM教育作為一種跨越科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學(xué)等學(xué)科的融合教育理念，契合當(dāng)今社會對創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的塑造要求。創(chuàng)客教育以“動手創(chuàng)造”“做中學(xué)”為核心，注重學(xué)生動手實踐、自主探索與合作等方面的創(chuàng)新精神培育，兩者的教育目標(biāo)及實踐方式在本質(zhì)上是一致的。《中國教育現(xiàn)代化2035》提出“強(qiáng)化實踐動手能力、合作能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”。在此背景下，將STEAM教育理念融入創(chuàng)客課程，構(gòu)建STEAM教育理念指導(dǎo)下的創(chuàng)客課程體系，是需要教育者關(guān)注的重要命題之一。

　　基于STEAM教育理念的創(chuàng)客課程價值維度

　　☆知識整合價值：促進(jìn)跨學(xué)科知識體系構(gòu)建

　　基于STEAM理念的創(chuàng)客課程打破了學(xué)科壁壘，讓學(xué)生在創(chuàng)客項目中學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多門學(xué)科知識。在“智能城市交通信號燈設(shè)計”案例中，學(xué)生需要用數(shù)學(xué)知識對交通流量進(jìn)行采集分析，建立交通流量模型，用工程原理進(jìn)行信號燈控制方式的設(shè)計，構(gòu)思信號燈的位置、信號燈持續(xù)時間分配等，用電子技術(shù)和編程語言完善信號燈的自動化控制，還要用藝術(shù)設(shè)計思考信號燈的造型設(shè)計，以提供良好的視覺效果和體驗感。這樣的項目學(xué)習(xí)可以使學(xué)生理解不同學(xué)科知識的關(guān)系，將單一的知識構(gòu)建為系統(tǒng)化的跨學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)賦能，提升知識遷移能力。

　　☆創(chuàng)新能力培養(yǎng)價值：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能

　　創(chuàng)客課程以項目活動為基礎(chǔ)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實踐創(chuàng)造了自由發(fā)展的機(jī)會。該課程要求學(xué)生根據(jù)需求，以項目小組的形式進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，針對不同問題提出富有創(chuàng)意的解決方案。STEAM教育理念中的藝術(shù)元素為創(chuàng)客項目的實施提供了更多可能。其不單指產(chǎn)品的造型設(shè)計，也包括用戶體驗、情感化設(shè)計等。STEAM理念把藝術(shù)和科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容融于一體，需要學(xué)生在關(guān)注技術(shù)的同時重視作品的人文關(guān)懷。這也是提高學(xué)生辯證思維、創(chuàng)造思維和實踐創(chuàng)新能力的重要途徑[1]。

　　☆教育生態(tài)重構(gòu)價值：推動教育模式的變革與創(chuàng)新

　　STEAM教育理念下的創(chuàng)客課程注重教師在教學(xué)中的引導(dǎo)地位，突出在課程中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。教師主要以學(xué)習(xí)指導(dǎo)者和課程組織者的身份出現(xiàn)在課堂中，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，通過項目任務(wù)的自主探究與合作學(xué)習(xí)完成創(chuàng)客課程的學(xué)習(xí)。創(chuàng)客課程的開展離不開學(xué)校、家庭和社會的協(xié)同合作，其中主要包括企業(yè)為學(xué)校建立實踐基地，企業(yè)工程師參與學(xué)校創(chuàng)客課程的教學(xué)，家長支持學(xué)生在家庭進(jìn)行創(chuàng)客項目實踐，社會機(jī)構(gòu)參與組織創(chuàng)客課程的競賽活動以及創(chuàng)客作品的展覽等[2]。這種模式有利于形成多方協(xié)同合作的教育生態(tài)，促進(jìn)教育模式的轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)教育資源優(yōu)化配置及教育公平。

　　基于STEAM教育理念的創(chuàng)客課程內(nèi)容模塊

　　☆基礎(chǔ)認(rèn)知模塊：夯實跨學(xué)科知識與技能基礎(chǔ)

　　基礎(chǔ)認(rèn)知模塊主要包括學(xué)生對基礎(chǔ)學(xué)科知識的認(rèn)識和創(chuàng)客實踐技術(shù)能力的掌握。在科學(xué)方面，創(chuàng)客課程利用趣味實驗、科學(xué)探究活動，使學(xué)生認(rèn)識物理、化學(xué)、生物等相關(guān)學(xué)科知識。在技術(shù)方面，創(chuàng)客課程利用開源硬件、圖形化編程等形式，講授包括硬件基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計技巧等在內(nèi)的基礎(chǔ)知識。在工程方面，創(chuàng)客課程介紹工程設(shè)計流程及設(shè)計方法，包括需求分析、方案設(shè)計、原型制作、測試優(yōu)化等。在藝術(shù)方面，創(chuàng)客課程對學(xué)生進(jìn)行審美和設(shè)計思維能力培養(yǎng)，包括色彩搭配知識、造型設(shè)計技巧等。在數(shù)學(xué)方面，創(chuàng)客課程培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力，包括利用測量、計算的方法確定模型尺寸等。

　　☆技術(shù)賦能模塊：提升數(shù)字化工具與創(chuàng)新方法應(yīng)用能力

　　技術(shù)賦能模塊集中訓(xùn)練學(xué)生對數(shù)字化工具和創(chuàng)新方法的運(yùn)用。數(shù)字化工具訓(xùn)練方面包括進(jìn)階編程、3D建模與打印、激光切割、數(shù)控加工等。在創(chuàng)新方法訓(xùn)練層面，課程注重引導(dǎo)學(xué)生掌握一系列前沿且實用的創(chuàng)新技巧。其一，創(chuàng)客課程通過開展頭腦風(fēng)暴工作坊，鼓勵學(xué)生打破常規(guī)思維定式，自由地提出各種新奇的想法，激發(fā)創(chuàng)意的火花。其二，創(chuàng)客課程引入設(shè)計思維方法，教導(dǎo)學(xué)生從用戶需求出發(fā)，深入洞察問題本質(zhì)，通過同理心地圖等工具更好地理解目標(biāo)用戶，為創(chuàng)新設(shè)計提供方向。其三，教師組織創(chuàng)新案例分析活動，讓學(xué)生剖析成功創(chuàng)新項目的思路和方法，汲取經(jīng)驗教訓(xùn)。這些創(chuàng)新方法訓(xùn)練與數(shù)字化工具應(yīng)用緊密結(jié)合、相互促進(jìn)，使學(xué)生不僅具備扎實的工具操作能力，還能運(yùn)用科學(xué)的創(chuàng)新方法，實現(xiàn)創(chuàng)意轉(zhuǎn)化和設(shè)計優(yōu)化。

　　☆項目實踐模塊：強(qiáng)化跨學(xué)科問題解決能力

　　項目化學(xué)習(xí)模塊圍繞項目驅(qū)動的實際問題展開，學(xué)生通過完成具有挑戰(zhàn)性的綜合性創(chuàng)客項目，運(yùn)用跨學(xué)科知識解決實際生活、環(huán)境、社會發(fā)展等相關(guān)問題。項目主題包括生活、環(huán)境、社會問題等。創(chuàng)客課程以項目為驅(qū)動，讓學(xué)生結(jié)成小組，通過“問題分析——項目方案設(shè)計——實物設(shè)計制作——結(jié)果測試及修正——成果展示”的流程解決問題。在此過程中，教師擔(dān)任項目指導(dǎo)者的角色，協(xié)助學(xué)生合理分工，幫助學(xué)生解決技術(shù)問題，讓學(xué)生在活動中掌握跨學(xué)科知識，提高團(tuán)隊協(xié)作及解決問題的能力。

　　☆創(chuàng)新孵化模塊：促進(jìn)創(chuàng)意成果轉(zhuǎn)化與社會價值實現(xiàn)

　　創(chuàng)新孵化模塊將學(xué)生的創(chuàng)意作品轉(zhuǎn)化成真正可用的產(chǎn)品或服務(wù)，產(chǎn)生創(chuàng)新成果和社會價值。模塊包括創(chuàng)客基礎(chǔ)教育，如商業(yè)計劃書寫、市場調(diào)研技能、知識產(chǎn)權(quán)等知識學(xué)習(xí)。模塊通過模擬創(chuàng)業(yè)項目，讓學(xué)生學(xué)習(xí)市場分析、營銷戰(zhàn)略策劃、商業(yè)計劃書寫等，為學(xué)生創(chuàng)新項目提供平臺。校外企業(yè)聯(lián)盟為學(xué)生的創(chuàng)新項目提供技術(shù)支持，以及生產(chǎn)加工、市場推廣等方面資源，將學(xué)生的成果推廣應(yīng)用于現(xiàn)實生活，實現(xiàn)社會價值。

　　上述創(chuàng)客課程模塊的融合創(chuàng)新能夠促進(jìn)創(chuàng)新教育理念的深度融入，從而構(gòu)建特色化課程生態(tài)體系[3]。

　　基于STEAM教育理念的創(chuàng)客課程實施策略

　　☆跨學(xué)科融合教學(xué)：構(gòu)建協(xié)同教學(xué)團(tuán)隊與課程體系

　　在STEAM理念下的跨學(xué)科融合式教學(xué)過程中，科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等不同學(xué)科的教師需要構(gòu)成教學(xué)共同體，組建跨學(xué)科教師團(tuán)隊。校外的企業(yè)工程師、行業(yè)專家等企業(yè)導(dǎo)師定期組織跨學(xué)科教研活動，共同完成課程內(nèi)容的設(shè)計，確定各學(xué)科在不同項目中的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)，使不同學(xué)科的作用與教學(xué)任務(wù)更加明確。例如，在智能農(nóng)業(yè)大棚設(shè)計項目中，由生物教師主講植物生長所需要的條件，信息技術(shù)教師指導(dǎo)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建和數(shù)據(jù)采集開發(fā)，美術(shù)教師參與大棚外觀設(shè)計，數(shù)學(xué)教師參與數(shù)據(jù)的采集、分析和數(shù)學(xué)模型的建立，由團(tuán)隊協(xié)同建設(shè)多學(xué)科的融通式教學(xué)課程，可改善課程的教學(xué)效果。

　　☆情境化項目驅(qū)動：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動性

　　情境化項目教學(xué)從真實情境中的問題出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。教師應(yīng)依據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平以及生活經(jīng)驗，設(shè)計有吸引力、有難度的項目主題。對于中小學(xué)學(xué)生，教師可以選擇專業(yè)性、綜合性較低的項目，讓學(xué)生利用已學(xué)習(xí)的相關(guān)知識，制定節(jié)能等問題的解決方案。而對于高校學(xué)生，教師可以選擇專業(yè)性、綜合性更強(qiáng)的項目。這種項目需要學(xué)生綜合運(yùn)用工程技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)學(xué)建模等多種學(xué)科的知識，以仿真模擬的形式解決問題[4]。與此同時，教師還需在項目的開展過程中創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，組織學(xué)生實地走訪，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

　　☆多元評價激勵：建立全面科學(xué)的評價體系

　　為了對全體學(xué)生的學(xué)習(xí)情況作出全面而充分的評價，課程的綜合評價激勵體系需做到全面完善[5]。評價主體涵蓋教師、學(xué)生、企業(yè)師傅等。教師的評價圍繞知識點與教學(xué)目標(biāo)等方面，學(xué)生通過自評、互評等方式反思學(xué)習(xí)過程，企業(yè)師傅從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、實際應(yīng)用的視角提供評價。評價內(nèi)容包括學(xué)生對知識技能的把握程度、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊合作能力、項目作品質(zhì)量等，采用過程評價與最終評價相結(jié)合、定性評價和定量評價相結(jié)合的方式。

　　☆校企協(xié)同育人：整合社會資源，拓展實踐平臺

　　校企協(xié)同育人是創(chuàng)客課程有效開展的可行方式。學(xué)校可加強(qiáng)校企合作、校所聯(lián)合，共建校外實踐基地，并邀請企業(yè)工程師、專家和企業(yè)導(dǎo)師共同參與課程教學(xué)和項目指導(dǎo)。學(xué)校與科技型企業(yè)合作推進(jìn)真實項目進(jìn)校園，將企業(yè)項目引入校園課堂，并通過企業(yè)工程師、行業(yè)專家指導(dǎo)學(xué)生參與產(chǎn)品的實際研發(fā)，讓學(xué)生親身體會行業(yè)的最新技術(shù)和相關(guān)需求。企業(yè)可為高校提供相關(guān)設(shè)備、技術(shù)、崗位的支持。學(xué)?？山M織學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實踐研修，參與企業(yè)項目，掌握行業(yè)動態(tài)和技術(shù)發(fā)展趨勢，從而實現(xiàn)教育與產(chǎn)業(yè)需求的有效對接，培養(yǎng)契合社會需求的創(chuàng)新型人才。

　　結(jié)語

　　在STEAM教育理念下，構(gòu)建創(chuàng)客課程體系的重要性不言而喻。研究者通過分析創(chuàng)客課程價值維度，構(gòu)建課程內(nèi)容模塊并提出實施路徑，能夠?qū)TEAM教育理念與創(chuàng)客課程的融合提供理論和實踐參考。相信隨著科學(xué)的發(fā)展和教育改革的深入，STEAM教育理念下的創(chuàng)客課程將發(fā)揮更大的作用，為社會培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才。

文章來源：  《大河美術(shù)報》     http://00559.cn/w/qk/35647.html