STEAM教育理念下的创客课程构建研究

        在新一轮科技革命和产业变革的驱动下，人工智能、物联网、大数据等新技术的不断发展刷新着社会经济的发展形态。STEAM教育作为一种跨越科学、技术、工程、艺术以及数学等学科的融合教育理念，契合当今社会对创新型、复合型人才的塑造要求。创客教育以“动手创造”“做中学”为核心，注重学生动手实践、自主探索与合作等方面的创新精神培育，两者的教育目标及实践方式在本质上是一致的。《中国教育现代化2035》提出“强化实践动手能力、合作能力、创新能力的培养”。在此背景下，将STEAM教育理念融入创客课程，构建STEAM教育理念指导下的创客课程体系，是需要教育者关注的重要命题之一。

　　基于STEAM教育理念的创客课程价值维度

　　☆知识整合价值：促进跨学科知识体系构建

　　基于STEAM理念的创客课程打破了学科壁垒，让学生在创客项目中学习科学、技术、工程、艺术、数学等多门学科知识。在“智能城市交通信号灯设计”案例中，学生需要用数学知识对交通流量进行采集分析，建立交通流量模型，用工程原理进行信号灯控制方式的设计，构思信号灯的位置、信号灯持续时间分配等，用电子技术和编程语言完善信号灯的自动化控制，还要用艺术设计思考信号灯的造型设计，以提供良好的视觉效果和体验感。这样的项目学习可以使学生理解不同学科知识的关系，将单一的知识构建为系统化的跨学科知识网络赋能，提升知识迁移能力。

　　☆创新能力培养价值：激发学生的创新潜能

　　创客课程以项目活动为基础，为学生的学习与创新实践创造了自由发展的机会。该课程要求学生根据需求，以项目小组的形式进行头脑风暴，针对不同问题提出富有创意的解决方案。STEAM教育理念中的艺术元素为创客项目的实施提供了更多可能。其不单指产品的造型设计，也包括用户体验、情感化设计等。STEAM理念把艺术和科学、技术、工程、数学等学科内容融于一体，需要学生在关注技术的同时重视作品的人文关怀。这也是提高学生辩证思维、创造思维和实践创新能力的重要途径[1]。

　　☆教育生态重构价值：推动教育模式的变革与创新

　　STEAM教育理念下的创客课程注重教师在教学中的引导地位，突出在课程中培养学生的实践能力。教师主要以学习指导者和课程组织者的身份出现在课堂中，学生是学习主体，通过项目任务的自主探究与合作学习完成创客课程的学习。创客课程的开展离不开学校、家庭和社会的协同合作，其中主要包括企业为学校建立实践基地，企业工程师参与学校创客课程的教学，家长支持学生在家庭进行创客项目实践，社会机构参与组织创客课程的竞赛活动以及创客作品的展览等[2]。这种模式有利于形成多方协同合作的教育生态，促进教育模式的转变，以实现教育资源优化配置及教育公平。

　　基于STEAM教育理念的创客课程内容模块

　　☆基础认知模块：夯实跨学科知识与技能基础

　　基础认知模块主要包括学生对基础学科知识的认识和创客实践技术能力的掌握。在科学方面，创客课程利用趣味实验、科学探究活动，使学生认识物理、化学、生物等相关学科知识。在技术方面，创客课程利用开源硬件、图形化编程等形式，讲授包括硬件基础知识、程序设计技巧等在内的基础知识。在工程方面，创客课程介绍工程设计流程及设计方法，包括需求分析、方案设计、原型制作、测试优化等。在艺术方面，创客课程对学生进行审美和设计思维能力培养，包括色彩搭配知识、造型设计技巧等。在数学方面，创客课程培养学生数学知识的应用能力，包括利用测量、计算的方法确定模型尺寸等。

　　☆技术赋能模块：提升数字化工具与创新方法应用能力

　　技术赋能模块集中训练学生对数字化工具和创新方法的运用。数字化工具训练方面包括进阶编程、3D建模与打印、激光切割、数控加工等。在创新方法训练层面，课程注重引导学生掌握一系列前沿且实用的创新技巧。其一，创客课程通过开展头脑风暴工作坊，鼓励学生打破常规思维定式，自由地提出各种新奇的想法，激发创意的火花。其二，创客课程引入设计思维方法，教导学生从用户需求出发，深入洞察问题本质，通过同理心地图等工具更好地理解目标用户，为创新设计提供方向。其三，教师组织创新案例分析活动，让学生剖析成功创新项目的思路和方法，汲取经验教训。这些创新方法训练与数字化工具应用紧密结合、相互促进，使学生不仅具备扎实的工具操作能力，还能运用科学的创新方法，实现创意转化和设计优化。

　　☆项目实践模块：强化跨学科问题解决能力

　　项目化学习模块围绕项目驱动的实际问题展开，学生通过完成具有挑战性的综合性创客项目，运用跨学科知识解决实际生活、环境、社会发展等相关问题。项目主题包括生活、环境、社会问题等。创客课程以项目为驱动，让学生结成小组，通过“问题分析——项目方案设计——实物设计制作——结果测试及修正——成果展示”的流程解决问题。在此过程中，教师担任项目指导者的角色，协助学生合理分工，帮助学生解决技术问题，让学生在活动中掌握跨学科知识，提高团队协作及解决问题的能力。

　　☆创新孵化模块：促进创意成果转化与社会价值实现

　　创新孵化模块将学生的创意作品转化成真正可用的产品或服务，产生创新成果和社会价值。模块包括创客基础教育，如商业计划书写、市场调研技能、知识产权等知识学习。模块通过模拟创业项目，让学生学习市场分析、营销战略策划、商业计划书写等，为学生创新项目提供平台。校外企业联盟为学生的创新项目提供技术支持，以及生产加工、市场推广等方面资源，将学生的成果推广应用于现实生活，实现社会价值。

　　上述创客课程模块的融合创新能够促进创新教育理念的深度融入，从而构建特色化课程生态体系[3]。

　　基于STEAM教育理念的创客课程实施策略

　　☆跨学科融合教学：构建协同教学团队与课程体系

　　在STEAM理念下的跨学科融合式教学过程中，科学、技术、工程、艺术、数学等不同学科的教师需要构成教学共同体，组建跨学科教师团队。校外的企业工程师、行业专家等企业导师定期组织跨学科教研活动，共同完成课程内容的设计，确定各学科在不同项目中的教学任务和目标，使不同学科的作用与教学任务更加明确。例如，在智能农业大棚设计项目中，由生物教师主讲植物生长所需要的条件，信息技术教师指导传感器网络系统的搭建和数据采集开发，美术教师参与大棚外观设计，数学教师参与数据的采集、分析和数学模型的建立，由团队协同建设多学科的融通式教学课程，可改善课程的教学效果。

　　☆情境化项目驱动：激发学生的学习兴趣与主动性

　　情境化项目教学从真实情境中的问题出发，激发学生的学习兴趣和主动性。教师应依据学生认知发展水平以及生活经验，设计有吸引力、有难度的项目主题。对于中小学学生，教师可以选择专业性、综合性较低的项目，让学生利用已学习的相关知识，制定节能等问题的解决方案。而对于高校学生，教师可以选择专业性、综合性更强的项目。这种项目需要学生综合运用工程技术、信息技术、数学建模等多种学科的知识，以仿真模拟的形式解决问题[4]。与此同时，教师还需在项目的开展过程中创设真实的问题情境，组织学生实地走访，培养学生的创新能力。

　　☆多元评价激励：建立全面科学的评价体系

　　为了对全体学生的学习情况作出全面而充分的评价，课程的综合评价激励体系需做到全面完善[5]。评价主体涵盖教师、学生、企业师傅等。教师的评价围绕知识点与教学目标等方面，学生通过自评、互评等方式反思学习过程，企业师傅从行业标准、实际应用的视角提供评价。评价内容包括学生对知识技能的把握程度、创新思维能力、团队合作能力、项目作品质量等，采用过程评价与最终评价相结合、定性评价和定量评价相结合的方式。

　　☆校企协同育人：整合社会资源，拓展实践平台

　　校企协同育人是创客课程有效开展的可行方式。学校可加强校企合作、校所联合，共建校外实践基地，并邀请企业工程师、专家和企业导师共同参与课程教学和项目指导。学校与科技型企业合作推进真实项目进校园，将企业项目引入校园课堂，并通过企业工程师、行业专家指导学生参与产品的实际研发，让学生亲身体会行业的最新技术和相关需求。企业可为高校提供相关设备、技术、岗位的支持。学校可组织学生到企业进行实践研修，参与企业项目，掌握行业动态和技术发展趋势，从而实现教育与产业需求的有效对接，培养契合社会需求的创新型人才。

　　结语

　　在STEAM教育理念下，构建创客课程体系的重要性不言而喻。研究者通过分析创客课程价值维度，构建课程内容模块并提出实施路径，能够对STEAM教育理念与创客课程的融合提供理论和实践参考。相信随着科学的发展和教育改革的深入，STEAM教育理念下的创客课程将发挥更大的作用，为社会培养出更多的创新型人才。

文章来源：  《大河美术报》     https://www.zzqklm.com/w/qk/35647.html