《科技创新与品牌》杂志社学术 Academic

基于STEM理念的 学校创客培养机制的探索与实践

摘  要:构建学校创新人才培养机制,需要融合STEM教育及创客教育。学校在培养创新人才的教育实践中应注重过程性评价,利用地方科普教育基地,让创新成为一种信仰。还要走出急功近利的误区,不断更新教育理念,培养学生自主探究、团队合作的意识,逐步提升综合素养。

关键词:STEM教育;创客教育;自主创新

党的十九大报告指出,“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。倡导创新文化,强化知识产权创造、保护、运用。培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队。”

STEM理念、创客教育将重新定义学校的创新人才培养机制。我们的学生会是未来科技人才吗?这需要STEM教育及创客教育的融合,是一个内化的过程。


走出理念误区——构建STEM理念的创客培养机制


1. 从思维定势到自主立项

以往,辅导学生参加科技创新大赛的模式多为播放历届获奖作品照片及评选材料摘录。一些同学由此形成了思维定势,出现了很多与往届科技创新大赛获奖作品相似的想法,缺乏新意。经过多年的摸索,摒弃“为创新而创新”,现于学生入学伊始即推行STEM教育。STEM课程首先关注现实,让孩子自主发现问题,产生浓厚的兴趣和探究动力,解决实在问题。在学校整体科技教育氛围的陶冶下,学生参与形式多样的科学探索活动,开展各种发明、科技制作活动,进行生物、物理和化学创新实验。学生本着实事求是的精神动脑、动手,并从中得到激励、启发,产生科技创新最初的灵感,培养创造性思维。

阶梯式情境教学【1】,让孩子们真正地爱上科技发明,及时记录自己的创意,迈好“创客”的第一步。接下来的自主立项就如同发芽的种子一样势不可挡。


2. 从急功近利到平台搭建

以各类科技竞赛为导向的科学辅导,走“精英教育”路线,而只有将科技辅导课程化,才会有更多学生从中受益。起初,学校走的就是精英路线,但在举办相关“科技节”活动后,老师发现还有很多同学对科技发明的兴趣也很高。创新不是成绩优异学生的特权,一些成绩平平的孩子的想法和动手能力有时甚至要比以前重点培养的“精英们”还要强。这个发现,开启了学校创新人才培养机制探索的序幕。

事实证明,尝试科技创新,更多的学生得以更好地融合更广泛、更深入的学科知识,成为STEM教育的主力军。


注重过程评价——推行创客培养机制的举措


1. STEM过程评价,允许多个答案

学校的科技社团取名为“创新科技社团”,旨在培养创新意识。课程中,根据STEM理念,引导学生在动手中学习。在每学期社团活动前期,先启发学生产生大量想法,如进行“头脑风暴”式提问讨论,或列出表单。让学生集中精力搜索自己感兴趣的领域,以此在项目查新中锁定对自身而言最值得花力气的领域。

小组研究时,首先要面对的问题就是确定是让组内每人各自均持有记录本,还是小组共用一个合并整理过的记录本【2】。笔者所在学校选择将两者结合起来,每个项目的小组长持有一个完整的记录本,每个小组成员也有单独的记录本,可以随时向组长的总记录本增加个性记录。

接下来,各个项目小组向社团所有成员介绍项目的创新点,所有成员为各个项目小组的想法评级,把评选出的人气最高的想法向专家请教,及时修改自己的项目创新点,增加可行性。

一个只有想法没有执行力的创意是“空想”。同学利用社团活动时间来落实项目的所有步骤,前期调查,分析数据,请教专家、老师,多次试验、修改,形成过程的文字及图片资料。

评价科技作品,可以从科学、技术、工程、艺术、数学等多维度全面进行。让学生制作作品,不是为了评比或纸面上的成绩,而是为了实现学生的价值,使他们的想法得以实现和交流。

2. 关注地方科普教育基地

大丰有着丰富的湿地资源,还有珍稀物种——麋鹿。学校在普及湿地知识、探究湿地保护及稀有物种保护等教育活动的基础上,成立了湿地保护志愿者队伍,既增强了学生的社会责任感,又将校园活动延伸向社会,有效促进了本地生态和人文环境的建设,体现了青少年作为接班人,在创造新文化、传播新文化中自觉承担的特殊使命。

每年三四月,学校举办“学雷锋”系列社会实践活动,学生在每个实践点积极宣传环保、节能减排等相关科普知识,社会反响很好。这些结合社会实际开展的研究活动,培养了学生的社会责任心和使命感,有助于他们形成积极的人生态度。

运用社会科普教育基地,如大丰未来科技馆、东方创意产业园、海洋科技馆。以东方创意产业园为例,学生一进门就被变形金刚“大黄蜂”吸引。这个展示环保铁艺——用废旧金属制成的“大黄蜂”,传递了“变废为宝”、创造价值的环保艺术理念。组成零部件有大丰的阀门废旧配件,有空压机废旧配件,是真正具有大丰元素的环保作品。通过参与、体验、互动等手段,激发学生科学兴趣,启迪科学观,延伸了课堂科技教育。科技参观活动也丰富了学生的感性认识,扩大了学生的知识面,为培养学生创造力起了直接促进作用。在丰富多彩的科技学习环境中,营造创新氛围,激发学生的创造力和想象力。这样“润物细无声”的学习,让科技环保的理念不但印在学生脑海里,也在他们今后的生活中发生影响。

很多的思想才会转化为一句语言,很多很多的语言才会变成一次行动。持续不断的行动会变为习惯,许多人长久的习惯成就了文化。而对一种文化思想长久地坚守与实践,最终成为信仰。

在学校、家庭和社会的共同努力下,创新一定会成为学生的信仰,内化于他们的思维方式,外化在他们的创新探索活动中。


迎接创客时代——丰富创客培养机制的内涵


1. 从科技创新成果到创客精神

基于多年辅导学生参加科技创新大赛的经验,笔者发现,有些学生仅仅是为了科技制作而去研究相关领域,创客系统培养缺失。

例如,很多同学利用暑假制作出科技创新成品,然而,到了赛前提交阶段,却在资料收集、论文撰写等过程中出现了脱节。还有“闭门造车”情况,有些学生对作出自己的科技创新成果达到痴迷状态,拒绝外界帮助,每个细节都希望通过自己的努力,以更低廉的成本实现,导致作品略显幼稚。各类情况的出现,都促使教育者时时调整培养方案。科技制作不能靠一时兴起,而需要一个较长的培养周期,需要多维度塑造创客精神。 

2. 培养核心竞争力

创造性思维是一种发现新问题,提出新见解,具有创见的思维,具有求异性、独特性、主动积极性等特点。它是人类思维的高级水平,是创造能力的核心,是学生的核心竞争力。培养学生创新能力的关键是发展学生的创造性思维。作为探索未知的实践,科技活动必然要求学生能联系实际发现问题,广泛联想、大胆想象,灵活独特地解决问题,从而进一步培养创造性思维。创造性解决问题带来的成功喜悦和由之激发的浓厚兴趣又会成为巨大的“内驱力”,使学生产生强烈的创造意识,推动创造思维的形成和进一步发展。


合作自主探究——拓宽创客培养机制的空间


1. 增强团队意识

合作的意识和能力,是现代人应具备的基本素质。出于家庭教育的原因,或自身先天性格导致,某些孩子以自我为中心,缺乏合作的意识和能力。传统课堂教学培养学生合作精神的机会并不多,且较多停留在口头引导鼓励的层面。

科学教育通常以小组为单位,组内每个同学都有不可替代的作用。在一组中,也许有的同学知识面特别广,思维活跃,有的同学操作能力强,有的同学计算机水平高,口头表达能力强。如果每个同学都能扬长避短,那他们的潜能就会被最大程度激发。

2. 激发自主探究能力

确立以学生发展为本的观念,着眼于让学生有个性地发展、可持续地终身发展,与之相应,在校园广泛开展研究性学习、探究性科学实践活动。通过参与活动,学生从生活中发现问题的能力,搜集材料、整理、加工、应用各种信息解决问题的能力得到加强。学生的主体意识被唤醒,自主性大大加强。他们在活动中大胆地尝试、探究,从而获得适应众创时代需要的探求态度、批判与创新能力,构建开放、多维的知识体系。自主探究不仅要在课内进行,并且要延伸到课外。我们组织学生进行课外后继性研究,将课内课外结合起来。这也是培养学生创新精神和实践能力的重要一环。

众创时代下,STEM教育与创客教育正在改变着传统学习方式,也生成了新的教学模式,重构学校单一评价体系。在科学教育领域探索培养创新人才,践行STEM教育,培养学生创造性思维,塑造创造性人格,全面提升学生整体素质。“少年强则国强”,希望通过教育者的不断提高自身修养,使新一代中学生中涌现出更多“创客”,让创新成为一种信仰。 


参考文献

[1] 齐小兵.青少年科技教育的彩虹——科普活动创新与实践 43页 武汉大学出版社.2013年版.

[2] 达西·哈兰德. STEM项目学生研究手册 81页 科学普及出版社.2013年版.

责编/彭砚淼