STEM理念下儿童创客教育的现实桎梏与优化策略
时间：2023-03-10 15:50:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
杨翠，吴嘉怡
（韶关学院，广东韶关 512005）
STEM教育起源于20 世纪50 年代的美国，本身是针对美国学生对理工科知识逐渐失去兴趣而设立的，［1］为弥合十年来的教育发展，迫切需要懂科学、高素养的新型科技人才，因此STEM教育观念应运而生。此后，STEM 一词多次被美国国家科学基金会在项目、政策中使用，并作为一种新生教育概念被美国政府引入教育法案。STEM教育是科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）和数学（mathematics）四门学科的简称，意在培养能够将这四门学科融合吸收的多维素质人才。以融合应用为思维原点和逻辑起点的STEM教育的内涵就是让学生利用自己所观察、学习到的知识进行创新、计划与执行。其精髓即在学生进行目标确定、资源探寻、路径建构与问题解决的过程中实现各学科知识的交叉融汇、生成创新，最终提升学生学习创新能力与高阶思维能力。创客源于2001 年由美国MIT 比特与原子研究中心发起的以个人创意、个人设计、个人制造为核心理念的Fab Lab创新项目。［2］创客教育是以数字技术为支撑，以项目式学习（Project Based Learning）为导向，以跨学科式“做中学”为实现路径，秉承开放创新、探究体验的教育理念，培养具备创客素养的创新人才的新型教育模式。［3］其基本理念根植于杜威（John Dewey）的进步主义及西蒙·帕珀特（Seymour Papert）的构造主义，强调学生在学习过程中利用知识构建外显的、具体的、可交流共享的人工制品。［4］
1.1 探索价值
创客教育区别于传统教育的一个重要特点即这是一种过程式教育而非结果式教育。相较于重灌输、重考核的传统教育，创客教育更重视教育过程中对学生观察能力、想象能力以及分析能力的培养，而这些能力也正是学生探索能力形成的基石。因此创客教育以兴趣爱好为出发点，鼓励学生探索、分析他们所热爱、痴迷的事物，并由此衍生出更多新奇的想法。在此过程中，学生不再是被动的知识接收者，而是转变为主动的知识探寻者、构建者、开发者，真正激发了学生的好奇心、求知欲，变“痛苦的要我学”为“快乐的我要学”，更能使儿童教学事半功倍。儿童在创客教育的环境下积极探索新颖的学科融合的创作思路，一遍又一遍地改进、调试、打磨创作作品，通过对软硬件一次又一次地摆弄、整合，经过在困难当中不断的跌倒与尝试，最终达到自己所满意的效果。诚如卞海红所言：“创客教育让不同的思维相互碰撞，使创作成果更完善；
在经典案例的基础上拓展创新，进行再创作。”从而满足儿童的好奇心、求知欲并在潜移默化中培养儿童对未知的兴趣，提升儿童探索未知的能力。［5］不断遇到新问题但永不放弃地尝试新思路、探索新方法，这就是创客教育所体现的探索价值。
1.2 创新价值
创新是创客教育的起源、归属和实现手段。儿童创客教育的宗旨是将儿童培养成拥有人格、善于创造思维、勇于创造实践，即将“奇思妙想”转变为现实的“新生创客”。通过团队交流、知识分享、思想碰撞、互惠互助，儿童在创客教育模式下催生出新观点、新思路，从而形成热爱创新、敢于创新、能够创新的创客式校园氛围，推动创客教育的永续性发展和创新人才建设性培养。正如陈荣所言：“创客教育彰显的是对知行分离进行突破的努力，强调以思维与行动的交互激发学习者的主体潜能，关注的是如何在打破不完备性的基础上培养创造性的人才。”［6］相较于界限明晰的传统分科式教学，创客教育融合了科学、技术、工程、智能和数学等不同学科知识，并将其重新整合，根据课程及学生需要调整对应内容知识或技能技巧，激发学生融会贯通各学科知识的探索欲、创新欲，推动儿童在创新氛围中创新，在创新的思路下创造。在此过程中提升自身以及团队的创新创造能力，加深校园大众创新的创新氛围，推进新产品的创造与变现，实现创新价值。创客教育不仅让“新生创客”们在创新创造的实践里实现了自身的创新价值，更让他们创造出了创新价值一创客产品。
1.3 实践价值
埃里卡·哈尔夫森（Erica Halverson）指出，“异于传统教育将学习视为知识传递的灌输理念，把儿童看作是一种消极的被动形象，创客教育强调学习过程的积极性与创造性，一般视学习者为积极的能动主体。在具体的教育实践中，同侪合作在创客教育中占据非常重要的分量，学习者在团队合作的氛围中彼此承担，共享各自的知识基础与问题解决技能，相互之间架构起创造性的协作‘支架’，以此充分发挥自身的探究能力、合作能力与创新能力”。
儿童通过在课堂中通过手脑交互达到知行合一，不仅实现了实践价值，更在动手过程中创造出了“实践价值”，即创客活动所得研究成果。钟柏昌认为：“创客教育是在创客空间（环境）中开展的培养青少年创客（目的）的一种教育类型，是以造物（手段）的形式培养学生综合实践能力（目标）的一种工程教育（本质）。”［7］意在强调创客教育的本质就是工程教育，就是实践教育。从实践中得来、在实践中进行的教育也必然蕴涵着实践价值，这也正是当前讲授式教育所望尘莫及的价值效果。同时创客教育为儿童创造了“造物”的环境，为儿童实践提供了充足的资源设备，如开源硬件平台、3D 打印机、产品孵化平台，甚至带有加工车间和工作室功能的创客空间。丰富的资金资源支撑使得儿童的奇思妙想变成实实在在的产品有了现实可能。
2.1 创客精神的异化
创客精神原指动手实践与独立创造精神、开源与分享精神、工匠与自由思考精神、探索与大胆尝试精神。但在创客实践中，这些精神有时被异化为物质任务。例如，实践精神异化为项目任务，从项目初创到项目结项得出研究成果是为实践；
开源与分享精神异化为小组合作，忽视实际情况随意分组导致部分成员因缺乏兴趣或能力而在组内浑水摸鱼；
工匠精神异化为项目修改，在没问题的项目上做一些无意义修改，还美化为精雕细琢的工匠精神；
大胆尝试精神异化为疯狂边缘的试探，一些只有噱头的大胆创客项目既无尝试必要，也无尝试可行性。异化的根源是高考分数指挥棒下功利性教学的影响。受制于升学的需要，精神的学习往往物化为项目的落实，比如在一些家长、老师眼中，创新精神等同于创新创业类比赛的奖项，没有外在的各类比赛奖状加身，一切皆是空谈。这就导致创新教育作为一个本该融入学校教育、改革传统教育的新兴教育形式，在应试教育的压力下被同化，最终异化为额外的课业负担或是培训机构的吸金利器。在功利性目标的引导下，创客精神成了虚无目标，成了一纸空谈。
2.2 创客素养的缺失
创客素养的缺失主要体现在创新意识不足、创新能力不强、创新精神不够，这与创客精神在实践操作的异化以及创客教师队伍质量的参差不齐紧密相关。精神的异化带来的是琐碎任务的叠加，造成儿童对创新本身丧失兴趣。大量儿童在繁重的“课业任务”之下丧失推陈出新的动力，只得跟着教师的步伐亦步亦趋，创客教育无从进行，又回归于传统的讲授式课堂。缺少专业型教师是当前中小学创客教育实践中存在的第二大问题。［8］参与创客教育的教师队伍良莠不齐，极度缺乏拥有天然好奇心和丰富想象力、乐于引导学生进行创造、愿意和学生分享创造经验的创客教师。当前的创客教师依然是传统教师，或因接受学校任务转化而来，或因资本逐利转型而来，或因教育改革打造而来。他们大多既无专业理论知识支撑，又无实际操作经验可借鉴，一窝蜂地跟着外国教育潮流而行，舍本逐末，重形式而轻素养，常常将从网上下载的3D打印活动、小制作、小发明之类的活动当作创客教育［9］来发展。
2.3 创客内容的空洞
很多学校的创客教育流于形式，一味强调融合与贯通，将稍有联系的两个学科不加思考地捆绑教学，导致教育内容的空洞。在任何学科中都突出对各种技术工具、软件平台、媒体素材的引进，强行将不合实际的创意利用3D 打印成造物模型，利用编程制作成电子物件，而罔顾其创造的实际意义。这显然违背了创客教育以实际问题为导向，培养拥有创新精神、创新意识、创新能力的创客人才的教育初心。在盲目追逐创客教育的潮流中，合作与分享的形式被捧上神坛，创客教育的定位模糊不清，教育内容的内在逻辑混乱无序，最终只能依附于传统教育，变成孤立于知识教育之外的附加课程。刘巍伟也认为作为一种典型的跨学科教育，创客教育在课程建设、师资培养和组织机制方面还需要进一步的完善，要有一个强有力且科学的整体设计，通过分类推动、系统研究、整体发展，构建出多维、协同、涵盖全部教育阶段的创客教育的生态体系，［10］从根源解决创客教育内容空洞的问题。
2.4 创客认知的偏移
埃里卡·哈尔弗森在《教育中的创客行动》中定义了创客行动：“创客行动指越来越多的人在日常生活中参与到人工制品的创造性制作中，并通过实体或数字的讨论空间与他人分享创造过程和创造性产品。”而因创客行动的发展所成就的创客教育则应是一种以培养学习者的创客精神和创客素养为导向的教育模式或教育形态。美国的创客教育主要是以兴趣为导向的DIY教育，其目的在于培养具有创新和探索精神、批判性思维和创造性想象的人。但中国的创客教育在一定程度上受到功利性思想影响，将创客教育变成了创客运动，其运动目标在于将创客成果转化为商业利益。创客精神变创客产品，创客教育变创客运动，这便是我国创客教育在认知上的偏移。王硕等在小学创客教育项目教学的设计中便根据前一步确定的项目主题和项目任务来给学生布置相关活动，学生则通过项目的落实来巩固所学的理论知识，将理论和实践充分结合。［11］这代表了大部分小学创客教育的现状，以创客运动替代创客教育并以成果展示作为其成效的评价标准，以期获得升学上的便利，与创客教育诞生的本意背道而驰。
3.1 创客精神的形塑
STEM理念指的是让学生利用自己所观察、学习到的知识进行创新、规划与执行。这就表明创客教育必须以儿童为主体，尊重其学习兴趣，相信其学习能力，认可其学习成果，不以功利性的结果评价为主导，而是用形成性评价判断过程性学习的成效。当儿童真正感兴趣、真正自己探究、真正动手实践，在学习过程中所领悟到的实践与独立创造精神、开源与分享精神、工匠与自由思考精神、探索与大胆尝试精神才能成为自身的创客精神。这与布鲁纳的发现学习法以及建构主义的学习理论所倡导的精神不谋而合。刘仲文和刘海宾在创客实践中验证了这一点：“学校信息数据中心的老师梳理、打通理念、课程与平台的联系，用游戏化学习方式让学生实现立人创客活动的举一反三，体现万物互联的教育内涵。学生在游戏化学习中乐创、乐享、乐课。”最终儿童在创客教育中塑造了创新精神、实践精神，成为名副其实的小创客。
3.2 创客素养的凝聚
创客素养是创造性地运用技术，通过同侪合作发现新问题、重构新问题、探索新思路、研制新方法，并经过反复的实验形成的创造新事物的创新意识、创新精神和创新能力。而STEM 素养是学生在DIY过程中圆融贯通科学、技术、工程和数学知识等多学科知识的能力，重在培养并提高学生的综合素质和综合能力。对比发现创客素养是STEM素养的一个下属分支，其培养凝聚离不开STEM素养即综合素养的基石建设。“相对于创客教育与跨学科教育关系的多元化认知，二者之间的互鉴作用成为共识。王志强等认为创客教育能提升学生对STEM 课程的参与兴趣，是推进STEM教育的最有效路径，同时将STEM 教育融合到创客教育能够促进创客教育发展。”［13］换言之，STEM 素养的培养使儿童发展成为全人，儿童在全人的发展过程中无形间得到了创客素养。教师队伍在STEM 理念指导下不断丰富自己的专业知识，提升融会贯通不同学科知识的能力，能够在自然科学、高级编程、元件构合等方面给予学生专业的指导。同时认清本校创客教育发展定位，坚持学生主体地位，善于引导学生进行创造，无私分享成果，使得基于STEM 理念下的创客教育在无形中凝聚起了儿童的创客素养。面对创客这项内容高度复杂，操作高度集成的创造性活动，学生也要能以志气、智慧和恒心克服重重困难。在浓厚兴趣的引导下，在不断实际的积累上，儿童终能在优化的创客教育中锐化创新意识、研磨创新精神、提升创新能力，最后凝聚出内生的创客素养。
3.3 创客内容的革新
原有的创客教育内容基本为教师调研符合课程安排并适合儿童开展的项目，再通过头脑风暴法或“TRIZ”法引导学生构思开展方法，接着扩大解决范围确立项目原型，最后通过快速原型制造技术如3D 打印技术等方式制造和测试项目原型并不断完善。最终的创客教育评价主要为结果性评价，即教师和专家对学生所研发项目成果的完成度、实用性、鉴赏性、变现性等方面进行综合性评价，而这显然违背了儿童创客教育培养“创客”的创新创造精神的初衷。在STEM 理念下革新的创客教育则与以往不同，项目内容的调研方向主导者由教师变为学生，项目安排也由学生自行选择具体的交叉学科，教师根据学生兴趣整合学科逻辑而非单纯地按照教材设计让学生“按图索骥”。头脑风暴法和“TRIZ”法不再局限于方法构思而是适用于目标确定、资源探寻、路径建构与问题解决的全过程、全方面。创客教育必须以实践活动为导向，教材内容、教辅材料和课后练习的设计都必须符合儿童的认知水平并让儿童能够动手操作，在此基础上既要避免回归传统讲授式课堂，也要避免矫枉过正，以至于学生失去自主思考、自主创新的空间。STEM 教育最具特色的一点为各学科的融合应用，这给创客教育优化的启示是不能生硬地融合学科、仅抓住表层知识逻辑进行教学，必须看到各学科间息息相关的交叉点，并以此作为教学基点，才能够让学生在今后的自主创新中轻松戳中学科交接痛点。
3.4 创客认知的矫正
我国当前创客认知的偏移方向主要为创客精神变创客产品，创客教育变创客运动。造成偏移的原因：一是高考指挥棒下引起的功利性教育潮流挤压创客生长空间；
二是创客教育作为国外萌发的新兴教育形式，尚在实验阶段，国外创客教育形式多样，暂无确定发展模式可借鉴，国内创客教育盲目跟风、野蛮生长；
三是商业教育机构的疯狂炒作使得创客教育内涵面目全非，逐渐从改革传统教育的“救星”被同化为应试教育的“帮凶”，一大批家长闻风而起以期获得教育红利，为孩子的高校自主招生保驾护航。而STEM教育作为一个和创客教育有着诸多相似之处且发展相对成熟的教育理念，便成为优化当前创客教育的不二选择。STEM 教育以融合应用为思维原点和逻辑起点，其内涵重在让学生利用自己所观察、学习到的知识进行创新、规划与执行，最终成为多维素质人才。“其深度融合信息技术，不仅能为学生创建支持真实情景、支持信息获取、共享海量资源、实现多种交互功能的新型信息化教学环境，以全面关注学生的价值、能力、个性等的不断成长；
还能通过正确教学理念的指导和相关教学资源的支持，实现以自主、探究、合作为特征的新型教学方式和学习方式，完成经教师指导的、以学生为主体的STEAM课程探索。”［14］
创客教育当以创新发展为逻辑起点，让学生用自己获取到的知识进行思考和开发，最终发展成为有创新素养的创客。始终立足于创新素养这个基本点，以创新精神为培养目标，拒绝精致的功利性教育，不以创客教育研究成果为教育导向。优化教育评价体系，注重诊断性评价、形成性评价和结果性评价的综合评价，并丰富评价主体，改革教师单方评价主体为学生、教师、家长和专家的共同评价。认清本地区或本校的创客教育定位，根据自身发展特色、地区资源及教师素质选择并探索合适的创客教育模式，警惕再现“有设备无人才、有人才无课程”的尴尬处境。同时国家也要尽快出台相应政策审核商业教育机构的创客教育课程开发资质，并进行正确的教育话题引导，严禁教育机构炒作教育热点、制造焦虑从而进行流量变现。全社会需要共同努力破除急功近利的教育风气，创造一个风清气正、纯真朴实的良好教育环境、学习环境。相信通过种种努力，在STEM理念基础下的创客教育认知变革定能使得创客教育回归教育本真。
综上所述，在STEM 理念下的儿童创客教育作为一种以融合应用为思维原点和逻辑起点，旨在提升学生学习的创新能力和高阶思维能力的教育模式或教育形态，凸显了教育的探索价值、创新价值和实践价值。但在具体的实施过程中却面临诸多问题，为此实施者们必须回到创客教育的本真，深刻把握STEM 理念，努力突破现实的桎梏，始终以儿童为主体，以解决实际问题为导向，构建多维的、协同的、涵盖全部教育阶段的创客教育的生态体系，最终培养具有创新素养、创新精神、创新潜力的创新人才。
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