基于STEM教育理念下的跨學(xué)科整合模式——創(chuàng)客

徐炳輝

一、創(chuàng)客是一種最常用、最佳的STEM教育理念的整合模式

以“體驗、創(chuàng)新、成長”為主題，福建省泉州培元中學(xué)（以下簡稱“我校”）在2015年秋季成立了“培元中學(xué)樹人創(chuàng)客中心”，中心主要開展機(jī)器人設(shè)計和科技創(chuàng)新項目的研究，激起全校各年段學(xué)生的巨大興趣。他們積極參與各種培訓(xùn)活動，如在2016年暑假創(chuàng)客科技夏令營，這次夏令營主要介紹電子入門實驗和arduino入門等，還有很多連物理還沒學(xué)的初一學(xué)生參加。初一的鄭同學(xué)親自動手制作第四課——紅外對射報警器。其對紅外對射報警器十分感興趣，還想發(fā)明一種報警器，當(dāng)球出界就報警。學(xué)生有興趣了，就會在興趣上動腦筋想點子，興趣是創(chuàng)新的動力。

目前中小學(xué)課程模式是分科教學(xué)模式，即數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息技術(shù)等各學(xué)科教師只負(fù)責(zé)教授各自科目，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系。即使到高中，高考文綜、理綜也是拼盤式。然而，社會需要的是復(fù)合性創(chuàng)新人才。我們碰到的事情或問題是綜合性的，是多學(xué)科知識融合的交叉點與整合點。但學(xué)生是一個主體，他們必須整合并超越各學(xué)科的界限進(jìn)行思考。不能是模仿者，而要成為一個創(chuàng)造者。STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的簡稱，但不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，其強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，強(qiáng)調(diào)將它們組合形成有機(jī)整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。創(chuàng)客就是一種基于STEM教育理念下的跨學(xué)科整合模式，是STEM教育理念體現(xiàn)方式。創(chuàng)客是通過創(chuàng)新制作這種活動（activities），形成連貫的、有組織的課程結(jié)構(gòu)。在活動中物理、化學(xué)等不作為獨立的學(xué)科存在，而是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等內(nèi)容整合起來。

二、創(chuàng)客將有助于并整合各學(xué)科學(xué)習(xí)

鄭同學(xué)有了創(chuàng)意，想把它變成一個創(chuàng)新作品并參加創(chuàng)新大賽，這將面對一個個學(xué)科問題和難題，為了攻破難題先要學(xué)好各學(xué)科知識。首先，是電路問題，她懷著很強(qiáng)的目的性認(rèn)真學(xué)習(xí)八年級物理，并自學(xué)九年級物理電路部分，理解什么是電路、電源、滑動變阻器等。在學(xué)習(xí)物理內(nèi)容和設(shè)計、調(diào)節(jié)電路時必然碰到計算，并涉及大量的數(shù)學(xué)知識，這也將有助于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。當(dāng)然，在做作品參加創(chuàng)新大賽的過程中，信息技術(shù)學(xué)習(xí)不言而喻，Word、PPT、網(wǎng)絡(luò)等不在話下。鄭同學(xué)還開玩笑地說：“《司線寶》做完，自己的語文水平大幅度提高了，論文格式懂了，論文也會寫了，為了面對各種評委，說明自己的作品，高度概括三分鐘或詳細(xì)介紹十分鐘各種準(zhǔn)備都會了。特別是口才、應(yīng)變能力突飛猛進(jìn)，將來中考高考肯定不會怯場?！?/p>

創(chuàng)客作品來源于生活，又高于生活，它不是憑空想象，它要基于各學(xué)科基本知識、基本概念、基本規(guī)律，通常是多學(xué)科知識融合的交叉點與整合點。中央電視臺《異想天開》《走近科學(xué)》《我愛發(fā)明》《原來如此》以及其他衛(wèi)視策劃科普實驗或活動等，也都是創(chuàng)客作品，它們都需要具備各學(xué)科一定的學(xué)科素養(yǎng)。創(chuàng)客教育不是一味鼓勵學(xué)生荒廢學(xué)業(yè)、不切實際地去創(chuàng)造發(fā)明、創(chuàng)業(yè)，而是要有一定學(xué)科基礎(chǔ)，通過觀察，發(fā)現(xiàn)生活中存在哪些麻煩、不方便或無法解決的問題。猜想和提出創(chuàng)意，以開發(fā)出創(chuàng)新作品為起點，再次回歸課本，回歸各學(xué)科，找理論依據(jù)，認(rèn)真學(xué)習(xí)新知識。此學(xué)習(xí)過程將更用腦、用心且動手參與學(xué)習(xí)過程。最后，學(xué)生按自己的設(shè)計思路，采用科學(xué)的方法完成作品設(shè)計。總之，創(chuàng)新作品過程也是科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)等學(xué)科的學(xué)習(xí)過程，并在學(xué)習(xí)過程中整合各學(xué)科。

當(dāng)然，各學(xué)科教師在教授學(xué)科知識時，發(fā)現(xiàn)本學(xué)科中有哪些可以成為創(chuàng)客作品，及時鼓勵和發(fā)現(xiàn)學(xué)生的奇思妙想和閃光點；注意學(xué)科間的聯(lián)系。主動成為創(chuàng)客教育的參與者，這也將提高教師個人全方面發(fā)展，促進(jìn)學(xué)科教學(xué)。

三、創(chuàng)客加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

自從學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)客中心后，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力大大提高。創(chuàng)客作品中碰到一系列前所未見的問題，有些問題甚至初中、高中各學(xué)科課本都找不到，如作品外包裝如何美化、推廣等。此時學(xué)生想到的就是百度、谷歌、咨詢其他同學(xué)和老師。在網(wǎng)絡(luò)中遨游，在交流中學(xué)習(xí)，在實踐中驗證，自學(xué)能力得到很大提高。很多班主任反應(yīng)，參加創(chuàng)客的學(xué)生進(jìn)步很大，特別是潛力巨大，像鄭同學(xué)在初二基本能在班級前三名了；還有的學(xué)生因參加創(chuàng)新大賽獲獎，像原高二林同學(xué)不想浪費自主招生名額，發(fā)憤圖強(qiáng)，利用創(chuàng)客活動得到自主學(xué)習(xí)能力，高三時邊復(fù)習(xí)邊自主學(xué)習(xí)，突破自我，高考取得好成績。最后參加自主招生錄取于天津大學(xué)。

新課程改革其原因有兩點。第一，固有的知識本位、學(xué)科本位問題沒有得到根本的轉(zhuǎn)變，這與時代對人的要求形成了極大的反差。第二，傳統(tǒng)的應(yīng)試教育勢力強(qiáng)大，素質(zhì)教育不能真正得到落實。所以課改目標(biāo)第四條指出改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。強(qiáng)調(diào)學(xué)生有主動性。要使人能夠不斷地“更新”，不斷地超越自我。強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有“未完成性”。也就是要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，活到老，學(xué)到老。學(xué)會的知識是有限的，只有會學(xué)才能是無限的，“授人以魚，不如授人以漁”，這是新課程的目標(biāo)。所以通過設(shè)置綜合課程、綜合實踐活動來培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

STEM教育理念其實就是新課改精神的體現(xiàn)，創(chuàng)客就是一種綜合課程、綜合實踐活動。通過創(chuàng)客活動，學(xué)生由被動地接受知識，轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合自己的研究興趣和研究方向，自己發(fā)現(xiàn)問題，并帶著問題有目的地尋找解決路徑，從而獲得新知識、新啟蒙。創(chuàng)客教育能夠提供基于問題的思考，不像傳統(tǒng)教育，根據(jù)教育大綱的規(guī)定被動學(xué)習(xí)知識。學(xué)生自主提出問題之后，廣泛地搜集資源，和各種各樣的人交流，然后學(xué)會利用身邊的材料、器械，自己嘗試著解答問題。在解決問題的過程中，學(xué)生逐漸培養(yǎng)出一種創(chuàng)新能力。

四、創(chuàng)客培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力，促進(jìn)創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型人才的成長

鄭同學(xué)不斷對入門實驗紅外對射報警器改進(jìn)，單電源改為雙電源，把發(fā)射和接受都變?yōu)榧t外發(fā)射接收一體管，在實踐中改進(jìn)，在改進(jìn)中繼續(xù)創(chuàng)新，最后鄭同學(xué)的作品《司線寶》在2016年參加市第十三屆青少年創(chuàng)新大賽獲三等獎。獲獎后她說：“創(chuàng)客活動讓我學(xué)到了很多在課本學(xué)不到的知識，對科技創(chuàng)新也有了自己的體會——在生活中我們會有很多麻煩，在解決問題時不應(yīng)拘泥于傳統(tǒng)的思維方式，要善于思考、大膽創(chuàng)新，也許經(jīng)過創(chuàng)新會有奇跡出現(xiàn)，而每一個奇跡都掌握在我們手中?！?/p>

創(chuàng)客教育無論是源起背景還是內(nèi)涵發(fā)展，都與創(chuàng)新精神有著內(nèi)在的一致性。這種一致性使培養(yǎng)創(chuàng)新精神成為創(chuàng)客教育的核心理念和追求。事實證明，學(xué)生并不缺乏發(fā)現(xiàn)問題的智慧之眼，而是缺乏在發(fā)現(xiàn)問題后深入研究的意識，感覺自己什么都行，長此以往，便形成了浮躁的性格，但實踐起來卻無從下手。教師應(yīng)以創(chuàng)客教育形式，開展基于建構(gòu)主義的學(xué)生創(chuàng)新型信息技術(shù)課堂，利用多學(xué)科綜合特性，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、勇于創(chuàng)新、踏實、勤思、善做的科學(xué)品質(zhì)。

總之，相信隨著創(chuàng)客活動的開展，我們將推進(jìn)科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息等學(xué)科的整合，推陳出新，將來會有越來越多的產(chǎn)品屬于中國的知識產(chǎn)權(quán)，而不是只印著“Made in China”。

參考文獻(xiàn)：

[1]王旭卿.面向STEM教育的創(chuàng)客教育模式研究[J].中國電化教育，2015（8）.

[2]余勝泉，胡 翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）.