宋 莉

(西南大学教育学部，重庆 北碚 400715)



学生创造性思维的培养：从STEAM教育到创客教育

宋 莉

(西南大学教育学部，重庆 北碚 400715)

本文从STEAM教育的背景、发展及变迁入手，进而分析STEAM教育在综合实践活动中的应用模式与困境，寻找创客教育与STEAM教育融合的创新途径，以求更好地培养和发展学生的创造性思维。

新课程改革；创造性思维； STEAM教育；创客教育

新课程改革的主要任务是：更新观念、转变方式、重建制度。其中，最重要的就是转变学生的学习方式，使其不仅能够学习到知识，还能对其价值观进行正面的塑造。在我国传统的教育模式培养下，因过于注重知识和成绩，而忽略了对思维与能力的培养，出现了许多学生是高分低能的现象。然而，课程改革的发展趋势是更重视学生能力的培养。在教育信息化与课程整合的实践过程中，STEAM教育是多学科交叉融合并付诸综合实践活动课程之中的一种新方式，着重体现了培养学生综合素养和创新能力的深层理念。并且，创客教育的数字技术及工程技术也将对STEAM教育提供更多支持，打造生态化的创客空间。因此，将创客教育与STEAM教育相融合，以克服STEAM教育在实践发展中所遭遇的问题，为我国基础教育的综合实践活动课程带来时代性的变革。

1.STEAM教育的背景、发展及变迁

1.1.STEAM教育的时代背景与理论背景

1.1.1.时代背景

1.1.1.1.“互联网+”时代的来临

“互联网+”是一种创新驱动发展方式，为教育的建构和重组提供了新的思考方式和技术支持。在“互联网+”时代，教育与技术充分融合，助力教育教学的信息化发展，日益为教育工作者和学习者提供更加智慧的学习环境。与此同时，通过衔接现实环境与虚拟环境、变革教育组织形式、建设科技创新类的课程，有利于培养真正具有综合素养和创新能力的新型人才，已成为一种科技教育战略，也是一项面向未来发展的教育战略。

1.1.1.2.积极参与国际人才的竞争

STEAM教育最初是美国出于对21世纪国际高科技人才竞争的忧虑而发起的，旨在培养21世纪世界一流的创新型人才。[1]因此，在STEAM教育中，外因的驱动力大于内部驱动力。但是，也正是因为其紧紧把握住了时代发展的脉搏，为提高国家核心竞争力和国际人才竞争力做出了卓越贡献，因而被世界上大多数国家重视。

1.1.2.理论背景

1.1.2.1.教育信息化

教育信息化是将信息技术融入教育教学的过程中，从而为教育工作者和学习者提供更好的学习体验，同时教育也为信息技术的发展培养科技人才。教育信息化的核心内容是教学信息化，因为教学才是教育领域真正的核心工作。

教育信息化就是使教学的手段科技化、使教学的方式现代化、使教育传播的途径更加多样化，从而为学习者打造更加全面、优质、快捷的学习环境，提供更便利的学习服务，创造更舒适的学习体验。教育信息化对于深化教育改革，实施素质教育，倡导终身教育等方面，均具有重要的意义。

1.1.2.2.课程整合

课程整合是我国《基础教育课程改革纲要》中明确提出的一个概念，对于调整学科结构和内容方面都提供了重要的思路，将信息技术与课程整合相融合，以共同构建符合素质要求的新基础教育课程体系。

在新一轮基础教育课程改革中，对于现行的课程结构进行了重大的调整，其中主要贯穿了两条主线。一方面，减少了课程门类，主要表现在打破学科之间的壁垒，将相近、相关联的课程进行有机整合，以培养和发展学生的综合能力；另一方面，调整了课程比重，主要表现在保留传统学科课程的同时，为了培养学生的核心素养和创新能力，增加了科学、综合实践等课程的比重。经过调整后的课程结构，表现出均衡性、综合性和选择性的重要特征，为加强课程内容、学生生活、社会生活和科技发展这四者之间的联系提供便利，使学生对于知识、问题、解决问题的能力之间有更加直观的感受。

1.1.2.3.核心素养

当前的教育改革，越来越关注“人”本身。落实到学校教育中，就是从原来的“双基”、“三基”，再发展到现在引起广泛讨论的核心素养。党的十八大提出，要把立德树人作为教育的根本任务，这就充分体现了从教书到育人、树人的转变。核心素养是指学生在适应终身发展和社会发展过程中，应具有的必备品格和关键能力，不仅注重深厚的学科基础，同时关注培养学生终身发展的能力。另一方面，培养学生的核心素养是课程整合的发展方向，有利于打破学科壁垒，实现各学科的统整，以形成便于统筹规划的新课程体系，表现出教育从“知识中心时代”走向“核心素养时代”的改革趋势。

1.2.STEAM教育的发展及变迁

1.2.1.STEM教育

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)的英文首字母简称，源于1986年美国国家科学基金会的《大学的科学、数学和工程教育报告》，该报告首次指出“科学、数学、工程和技术”教育的纲领性建议，以应对国际人才竞争和经济发展压力下对本国人才培养的反思。[2]然而，STEM教育并不是将以上四种学科单纯的相加，而是将其内容进行有机整合，打破学科之间的存在的、人为划分的界限和壁垒，使知识以跨学科的方式相互联系起来，使之成为统一的有机整体，以确实培养学生的能力和素养。

STEM教育可以看作是一种学科跨界整合的方式，使学生学习到的知识不是被割裂的。因为在实际学习、工作和生活中，在面对问题时，并不能单纯只依靠某一学科的知识，而是需要联系其它的知识，共同作用，以更好的解决问题。因此，STEM教育主要是为了提高学生对于理工科知识的学习兴趣而设立的，其教学组织形式往往是以问题为中心的综合实践活动。

1.2.2.STEAM教育

随着STEM教育课程的设置，以及其实践研究的后续开展，在STEM教育课程中，增添了关于艺术(Arts)类的课程，比如语言、音乐、美术等，并由此组成了新的STEAM教育，即包括了科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics)的STEAM教育。

STEAM教育是由美国弗吉尼亚科技大学学者Yakman在研究综合教育时首次提出的，即为了加强美国K12关于科学、技术、工程、艺术及数学的教育,专门用于建立动手类创造性课程。[3]STEAM教育是美国政府提出的倡议，被誉为美国的“素质教育”。[4]基于STEAM教育所开发的课程，将工程、数学、技术、科学与艺术人文教育相融合，旨在培养学生的创造性思维和动手创造的实践能力，逐渐发展成为一种颇具特色的课程。相较于STEM，在STEAM中增添的艺术(Arts)类课程，因其涵盖的范围十分广泛，因此提高了STEAM教育的适用性，并在许多国家的课程设置中流行开来。

STEAM教育以项目学习为主要的学习方式，这是在STEM教育的基础上所延伸出的新教育模式，是技术与工程教育和艺术人文教育的融合，旨在推动技术驱动的教学创新。[5]由此可见，STEAM教育主要是基于项目的学习、基于问题的学习，让学习者自己动手完成他们感兴趣的项目，或者解决学习者在工作、生活中面临的问题，是一种新的教学或者学习方式，具有非常强的跨学科性、情境性和技术性等特点。

1.2.3.创客教育

创客运动就是自己动手或与他人合作制造产品的一种趋向，是一场全球性的技术和创新学习革命，对世界教育产生了重要而深远的影响。[6]并且，伴随着新工具和新技术的出现，创客运动将正式教育与非正式教育、现实环境与虚拟环境紧密联系在一起，改变了我们对于学习方式、学习环境的认识，并辅助和促进创客教育(Maker Education)的产生和发展。

创客教育是高新科技、信息技术与教育深度融合的产物，它以信息技术的融合为基础，融合了体验教育(Experiential Education)、项目学习法(Project-based Learning)、创新教育、DIY理念等教育理念。[7]其中，体验教育主要分为深度参与在实践中学习和以学生为中心的自主学习；项目学习法主要是以项目为中心的团队合作，以及以学生为中心的自主学习；创新教育主要是培养学生的创新意识、创新思维、创新能力，以及以学生为中心的自主学习。由此可见，创客教育是基于信息技术融合和DIY理念，重在以学生为中心的自主学习的教育方式，同时不忽视实践参与、团队合作、创新思维的培养，是一种追求创造、技术和全人发展的教育。

创客教育主要以学生的自主探究和动手制造为核心，它根植于杜威的进步主义和西蒙·帕伯特(Seymour Papert)教授早年提出的建造主义，强调学生在学习过程中利用知识建造外在的、具体的、可分享的人工制品和建立人际关系。[8]创客教育旨在为学生提供适宜的用于创造的环境、资源与机会，尤其是借助技术工具与资源让学生能够将学习过程融于创造过程，实现基于创造的学习。[9]并且，在创造的过程中，力求使学生在学科学习中体验到自信和创造的乐趣，培养学生的创造性思维和解决问题的能力。同时打造创客空间，为学生提供更优质的资源和可供创造的环境，也是非常重要的。

2. STEAM教育在综合实践活动中的应用模式与困境

上海虹口教研院的柳栋老师对STEAM课程的定义为“STEAM是一个有机结合的整体，STEAM教育是要引导学生学会面对我们在生活中的需求，根据科学(Science)的概念和原理，借助数学(Mathematics)的方法建模与分析选择相应的技术手段(Technology)，在真实的世界里通过工程(Engineering)的途径，创造出具有效用和美感(Art)的制成品，以改善我们生活的感受和行为。”[10]根据这个定义，可以得出，STEAM应是一个跨学科的整合性学科，其最合适的学习方式为基于问题的主题式学习，并且与创造、制作密切相关。并且，由此可以得知关于STEAM教育在综合实践活动中可能采用的应用模式。

2.1 STEAM教育在综合实践活动中的应用模式

2.1.1.两种活动模式

2.1.1.1.跨学科的项目设计模式

根据STEAM课程的定义可知，STEAM不是多个学科的集合，而是一个具有整合性的学科，并且依靠信息技术与课程整合，因而具有跨学科性、均衡性和综合性。对于这样的课程，在综合实践活动的过程中，应采用的是以问题为中心、以项目为中心的学习方式或教学方式。因此，在STEAM教育活动开展的过程中，可以应用跨学科的项目设计模式，通过解决问题、完成项目的方式，学习多个学科的内容，不仅在知识领域中覆盖范围更广，同时使学生的问题意识更敏锐，使学生解决问题的能力更强。

2.1.1.2.主题式的深度学习模式

根据STEAM课程的定义可知，最适合STEAM教育的学习方式是基于问题的主题式学习，并且在主题式学习的过程中，应采用深度学习的方式，学会批判性思维和学科知识迁移。其中，深度学习是指在理解学习的基础上，学习者批判性地学习新思想、新事实，并将其融入原有认知结构中，将已有知识迁移到新情境中，做出决策，进而解决问题的学习。[11]由此可见，深度学习对于解决问题的重要性，进而可以看出知识的正迁移对于学习的重要作用。因此，在STEAM教育活动开展的过程中，可以采用主题式的深度学习模式，通过知识迁移、解决问题的方式进行学习，有利于激发学生的批判性思维和创造性思维。

2.1.2.两种支持模式

2.1.2.1.合作教学模式

佛罗里达州圣奥古斯丁艺术学校从20世纪80年代，就已开始了核心教师与艺术教师共同教学的模式，意大利的雷焦艾米利亚学校就是利用合作教学模式来开展艺术融合课程，两位教师共同设计和实施课程的。[12]由此可以得出，关于教学活动的展开，已经有两位教师进行合作教学的先例。并且，由于STEAM教育必须同时满足科技、艺术等多重标准，仅一位教师参与教学很可能满足不了教学需求。因此，开展合作教学模式可以对于STEAM教育进行有力的智力支持。

2.1.2.2.团队建议模式

位于美国弗罗里达州奥兰多的荣耀中学设立了艺术委员会(FAC)，用以促进教师之间的交流，专家团队会对艺术课程标准是否适合当前核心课程，或是否在学生的接受范围内做出裁定，并给出专业指导意见。[13]由此可见，组建专家团队，对STEAM教育的实施进行监督、建议，可以使教育决策更富有科学化。另外，依据共同体理论和教育生态学理论，组建专家团队可以形成优质的专家共同体，并且在专家所组成的共同体中存在相互作用、相互影响，从而使教育决策经过理性权衡，更适宜于解决本土化问题。因此，开展团队建议模式可以对STEAM教育提供科学化的决策，把握好教育改革的发展方向。

2.2.STEAM教育在应用过程中陷入的困境

目前，STEAM 教育已成为许多国家科学教育政策的主导和研究热点，已逐步应用在基础教育阶段的科技教育课程中。[14]同时，也涌现出一些重要的项目和机构，但在其推进STEAM教育过程中，或多或少都陷入了一定的困境。因此，有必要对STEAM教育进行理性反思。

2.2.1.缺乏可行的实施方案

在我国教育面临转型之际，想要提高国际竞争力，无疑是一个巨大的挑战。然而目前，致力于培养学生创造性思维和创新能力的STEAM教育，尚且处于发展的初期阶段，没有足够的经验积累，也缺乏可行的实施方案。各校、各教师按照个人意义的理解，很多将STEAM课程进行校本化，并没有从宏观上对课程进行系统整合，没有真正的发挥STEAM培养学生创造性思维和创新能力的作用。

2.2.2.2.存在一定的认知偏差

与此同时，在STEAM教育的推进过程中，部分学校将STEAM单纯的视为劳技课、操作课、实验课、综合实践课等，这种做法存在将STEAM教育进行学科化的倾向，因此，在对于STEAM教育的认知上，部分存在一定的认知偏差。STEAM教育并不是单纯的某一门课程，而是具有跨学科性质的整合性课程。

2.2.3.缺少融合的课程资源

要实现学习方式的根本转变，需要建立提供学习质量的条件保障，核心是资源建设。[15]课程资源就像是STEAM教育的源头，应具有规范性、多样性、及时更新性和可持续性，使课程资源保持在最好的状态。然而，当下的STEAM教育缺乏与具体学科的融合，既有的课程资源零散且不规范，分学科的设计思路仍较多地局限于各自领域范围，难以形成科学、完善的课程资源体系。[16]另外，目前的STEAM教育发展较为缓慢，课程整合的理念接受程度并不高，这些都是造成课程资源缺少融合的原因。因此，应在构建融合的课程资源体系方面做出努力。

2.2.4.专业师资及培养机制匮乏

STEAM教育的核心是培养具有创造性思维和创新能力的综合型人才，但是我国目前教育体制多培养的是知识面广、基础扎实的人才，不仅不符合创新型人才的要求，同时不利于创新型人才的培养。另外，STEAM教育课程的讲授有一定的难度，需要培养具备综合素质的教师，包括具有不同的学科知识、较高的创新意识、较强的动手实践能力，还包括一定欣赏美、鉴赏美的能力等等，因此，对于教师的要求是非常高的。然而，对于专业师资的培养及其培养机制目前仍是相当匮乏的，在一定程度上阻碍了STEAM教育的发展。

2.2.5.资金与相关设备不足

为了实现创新型人才培养，STEAM教育应增加项目式体验教学，建立实验室、研创室、创新平台等硬件条件，以满足学习者多样化的学习需求，培养其科学素养和创新精神。[17]但是，目前大部分各校的资金状况并不乐观，也存在缺乏相关先进设备的情况，这些都是STEAM教育发展迟缓的原因。

综上所述，我国目前的学校教育大多是以各学科为独立知识体系的教育系统，要实现不同科目的综合教育有一定的难度。因此，现阶段迫切需要开发适合中国的STEAM教育方案和进行专业教师的培养。[18]STEAM教育方案作为宏观的改革总思路，应出具一系列具有连贯性的政策，为其发展提供源源不断的动力；专业教师作为优秀的课堂领导者，可以充分发挥其引导作用。

3. 创客教育与STEAM教育融合的创新途径

3.1.学习环境和资源的开放与整合

3.1.1.资源的开放与整合

对于STEAM教育形成了深刻的认识之一是：深化理解STEAM课程的核心理念——整合。在实施过程中，教育者要在整合的过程中，使不同的课程之间实现能够疏通的脉络，改变之间的分离，贯通之间的联系。[19]并不是单纯的将其解析为科学、技术、工程、艺术和数学诸学科的整合，而是以项目为中心，打破学科之间的壁垒，从而将各部分有机联系，实现资源的统筹整合。

另外，对于STEAM教育而言，学习资源的开放及共享也很重要。通过打造创客空间，衔接虚拟环境与现实环境，创建优越的学习环境，再利用新技术、新工具，为学习者创造、提供更加优质的学习资源。如此一来，有利于课程资源的开发、开放和整合。

3.1.2.学习环境的开放与整合

传统教育中，学习者不能随意选择学习环境和资源。创客学习空间的建立颠覆了这一固化模式，将学习空间延伸到诸多非正式场合，如工作坊、科技馆、博物馆等。目前学校支持创客活动主要是对资源的开放式管理，包括场地、设备、材料等实体资源，及创客导师、设计服务、知识产权咨询等人力、智慧资源。[20]由此可见，创客教育弥补了STEAM教育的不足，在空间上和资源上均有更多优势，拓展学习空间到非正式场合，使学习者能够在混合式学习的过程中有所增益。

学习环境的开放与整合主要表现在以下两个方面：在学习环境类型上，联结虚拟学习环境与现实学习环境，使学习者可以获取不同类型的学习资源；在学习环境平面空间上，联结学校、社团、家庭、社区等，使学习者能够享有泛在学习。

由此，创客教育与STEAM教育相融合，共同为学习者提供更好的学习环境和更丰富的学习资源，为学生培养创造性思维提供便利条件。

3.2.在STEAM教育中嵌入创客教育模式

在教学实践中，创客教育和活动明显可以降低STEAM起步阶段的难度，对于平缓初始阶段的学习曲线大有裨益。并且，如果融入创客教育，将更加丰富学生的学习内容。[21]具体就表现在：可以借助高校的数字化设备(比如3D打印机等)设计更加有用的课程；可以通过课程使学生看到学科与学科之间的联系、学科内容与现实生活之间千丝万缕的联系，从而使学生对于理论与实践之间的相互转化，有更加清晰、更加真实的认识。

作为教育变革的重要策略和关键技术，创客已被写入2014新媒体联盟《地平线报告》(基础教育版)和(高等教育版)，预计在未来五年其将对全球教育改革与发展产生重要影响。[22]因为创客教育属于真是的工程问题解决，能够较大弥补和有效改进学生在STEAM中习得的内容和学习的方式，使STEAM得到偏工程技术、偏重实用的结果纠正，促使学生学习的理论成果转化为创造出的实践成果。

STEAM教育与创客教育的融合，将全面推动学生创新能力、高阶思维能力的培养，发展高级技能，建立与现实生活的连接，弥补工程教育的不足。[23]并且，在这个过程中，可以激发学生的好奇心，培养其创造性思维和创造能力，以及批判性思维和协同合作能力。

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2017-03-10

宋莉(1992- )，女，河北邢台人，西南大学教育学部硕士研究生，研究方向：教育学。