面向STEM教育的创客载育模式研究

王旭卿

摘要:当前越来越多的教育工作者开始关注STEM教育和创客教育，并将两者结合起来，让学生在利用前沿技术“玩创新”和自主探究的过程中提升创造能力和STEM综合素养。而创客教育主要依托的技术之一就是物理计算和互动媒体技术，它是当前信息技术与其他学科(如艺术设计)交又、融合的新生领域，借由软硬件的整合可以创建感知和响应现实模拟世界的交互式系统，强化人与数字世界的联系。面向STEM教育，创客教育的目标与方向、实施过程可以更加清晰。在综合考虑创客教育的基本理念、教学目标、教学内容、教学策略、评价方法和学习环境六个方面的基础上，可以构建面向STEM教育的创客教育模式。基于物理计算平台的创客教育有着深厚的理论基础—建造主义，它是适应数字信息化时代、培养学生STEM素养和创新实践能力的一种教育新范型，可以为探索信息技术教育改革、通用技术教育改革乃至中小学教育的整体变革提供了新思路和新方向。

关键词:STEM教育;创客教育;物理计算;创意计算;互动媒体作品

一、STEM教育和创客教育

STEM教育是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineer)和数学(Mathematics)教育的简称，它是1980年代美国为提升国家竞争力和劳动力创新能力而提出的一项国家教育战略，重点旨在打破学科领域边界，培养学生的科技理工素养。目前它已成为国内外教育界关注复合型创新性人才培养、劳动力水平提升的热点课题。从STEM到STEAM(增添艺术领域)，再到STEMx(增添更多项学科领域)，STEM教育的内涵和外延越来越丰富，它囊括了艺术、体育、人文、计算机科学、调查研究、创造与革新、全球沟通协作等21世纪所需的知识与技能，发展为包容性更强的跨学科综合素养教育「‘〕。

比STEM教育的提出晚了几十年的创客教育则明显具有互联网和信息技术高速发展的时代特征，它是近年来伴随创客运动(Maker Movement)的兴起和创客文化的传播，逐渐在校园内外发展起来的一股创新教育热潮，它把数字技术同时作为教育的内容和手段，是数字技术与教育不断融合而产生的新型教育范式，它将重新定义中小学校的综合实践课程和信息技术课程。当前，秉承着设计、制作、分享、交流、开源的创客文化，国内一些大中小学里的学生创客们(也可称为“小小创客”)不再依赖装备昂贵的实验室，而是在教师创客的指导下，开始接触前沿的信息技术(如机器人、物联网、种能家居等)，尝试利用简单易用的数字技术(如3D打印技术和Arduin。开源硬件等)，面向实际需求进行设计、制作、分享和跨时空学习，在动手和动脑的创造中把创意转变为现实，以实现个人桌面定制的梦想。如今校园里的“创客空间”(Makerspace) ,

“创客”课程如雨后春笋般不断涌现，如温州中学的“互动媒体技术”"Arduino创意机器人”课程，并在课程中渗透STEM教育的理念和实践。这些课程成了呵护并激发学生的创新热情，为学生提供“让想象落地”的重要平台「2]。学生们在“玩创新”和自主探究的过程中激发了创新的兴趣，培养了创造能力，提升了STEM综合素养，也锤炼了团队合作、解决问题的能力，而这些恰恰是当前学校教育的薄弱环节。创客教育为迎合当代学生“玩转”前沿数字技术的需要，培养适应未来社会所需的复合型创新性人才提供了途径和平台。