STEAM理念下航空創客課程開發與實踐

楊佳龍 解家明 宋婕 文鐘慧 楊運卿 趙靜 陳琳

摘要：對《民航概論》進行科普創客教育課程設計，并結合中國民航大學部分CDIO項目的成果進行實驗和實踐課程開發，建立一套融合STEAM理念的理論加實踐的民航創客課程資源，滿足民航創客教育需求。

關鍵詞：STEAM教育;學科融合;民航概論;創新

1? STEAM創客教育發展背景

1.1? 傳統課程發展過程中存在的弊端

1.1.1? 課程體系與內容枯燥

目前的課程體系創新點較少，其課程的重點依舊在如何更好的完成考試內容，如何取得更優秀的成績來設計課程。課程內容無法得到足夠實踐。

1.1.2? 培養學生能力單一

很多學生對接觸的事物了解僅局限于“是什么”而不知道“為什么”，缺乏對于生活中遇到的基本事物和現象的了解，獨立思考與創新的能力較弱，獨自解決問題的能力無法得到有效培養。

1.1.3? 學生參與度不足

教師傳授課本內容是基本方式，學生只能被動接受，很少經過思考與討論，沒有足夠摸索與探究的過程，因此課堂上的互動機會比較少，學生參與度不高有時引起學習興趣并不高漲，沒有真正融入課堂，成為主角。

1.2? STEAM創客教育的發展

1.2.1? STEAM與創客教育

STEAM及將科學，技術，工程，藝術，數學相結合的教育模式，將原本分散的學科形成一個整體，主張跨學科交流與合作，培養綜合性人才;而創客教育是基于學生興趣，以項目學習為方式，通過數字化工具，實現創新研究與發現的培養模式。

1.2.2? 國內外發展情況

國外針對于該教學模式的發展正如火如荼，成立的STEAM中小學，培養學生跨學科交流解決問題。針對一些簡單的物理化學現象，通過實驗的方式讓學生親自體驗與感受，進而加深理解。通過機械和工程制作實現動手能力和團隊協作等能力的培養。

國內引進STEAM理念后，素質教育得到重視。目前社會中出現很多素質培訓班大多基于此，以物理現象，電池電路，化學現象，手工操作等方式，培養學生探究科學的精神與興趣。雖未打開局面，但逐漸被越來越多的國人所了解。

1.2.3 STEAM創客教育的意義

大理論的穹頂下，素質教育的缺失是令人可惜的地方，開展STEAM的素質教育，讓學生在初始就認識到知識的多面性，動手能力與動腦能力相結合，才是教育的真正意義。

2.發展民航創客教育的實踐意義

2.1國家政策的背景支持

《國家教育事業“十三五”規劃》，提出要深化本科教育教學改革，強化高校創新體系建設，深化全方位協同創新。開展跨學校、跨學科、跨領域跨國界的協同創新。推行以學生為中心的啟發式、合作式、參與式和研討式學習，加強個性化培養。《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》提出：“要有效利用信息技術推進‘眾創空間建設，探索STEAM 教育、創客教育等新的教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識”。

2.2民航業背景與課程特色

航空業是典型的國際化、跨學科、綜合化應用領域，具有開展創客教育的基本要素和行業背景。航空業作為朝陽行業近幾年發展十分迅速，隨著科學與技術的進步，民航也成為越來越多國人出行的選擇方式，而飛機與飛行也成為人們生活中比較熟悉的事物。而航空業本身則兼具跨學科特性，飛機的生產安全運行及保障包含多個團隊的交流協作，與之相關延伸出來的科學知識更是數不勝數。

首先，航空業具有高科技含量與創新性的特點，創客教學能夠培養學生創新精神;第二，航空業運行復雜、參與人員眾多、保障環節關鍵，培養學生合作精神;第三，航空業綜合化強，涉及人文地理、工程力學、工商管理等學科，具有跨學科的特點;第四，實踐性強，方便融入動手實踐教學;最后，國際化顯著，國內發展與國際接軌，且處在追趕超越階段。

《民航概論》是國家級精品視頻公開課和校極精品資源共享建設課程，有一定建設基礎和受眾。目前，民航知識除了在民航院校進行學習，社會上并沒有一套完整的分階的課程體系，所以我們開發的航空創客課程具有很強的獨有性。學校的電子信息工程專業開展的CDIO項目符合STEAM教育理念，校內各大創基地具有一些適合大眾接受的項目，具有一定的實踐課程基礎，可以培養學生的實踐動手能力和工程理念。

3.基于STEAM理念的民航創客課程開發

基于STEAM創客教育理論，我們在中國民航大學校內成立了STEAM創客俱樂部。我們將STEAM教育理念落實于專業，引入航空及其相關專業教育資源，構建以《民航概論》為主線的綜合交叉知識體系，構建一個跨校、跨學科、跨年齡的創客交流平臺，寓教于樂，挖掘潛能，立體化推廣民航科普知識，開發創客課程資源，提高民航服務作用和社會聲譽。

在團隊初步成立后，我們對STEAM和創客理論以及國內外的發展情況做了了解，進行了一些理論研究。STEAM理念重在培養學生的創造力和綜合能力，其中動手能力，工程理念，溝通交流，團隊合作等尤為重要。在進行課程設計時，帶著STEAM理念研讀《民航概論》，著重加入討論環節和動手環節，此外，在實踐后，不斷改進課程內容，力求在普及民航知識的同時，最大程度激發學習者興趣，并且與實際生活相關聯，確切實際解決生活中遇到的疑問和困惑。在設計完成完整課程包之后，近期我們挑選了飛機的組成部分，機場特種車輛，登機流程等課程著重加工完善設計成為精品課程，重新編排包括噴繪設計圖案、面包板設計電路、泡沫和木頭組裝飛機等課程設計為手工課，基于氣動原理、空中浩劫紀錄片、國內外電影集錦等為視頻講解課。

3.1團隊結構與分工

為開發出跨學科的課程，項目組成立了跨學科的專業團隊，分為如下幾個部門：課程部、技術部、宣傳部、科研部，各部門職能如下：

課程部：以現代航空知識為主題，對《民航概論》課程進行科普創客教育課程設計，并結合校內部分電子信息工程CDIO項目、大創項目、電子科技項目的成果進行實驗和實踐課程開發，建立一套融合STEAM理念的理論含實踐的民航創客課程資源，滿足民航創客教育和培訓相關需求。將知識分成多個板塊，聯系生活進行生動形象的講解，期間通過多種互動和游戲，讓學生在輕松愉快的氛圍下學到航空知識，旨在培養學生的信息獲取能力，語言表達能力和動手實踐能力，為成長為綜合型人才打下基礎。

技術部：負責制作課程幻燈片、課程影像記錄。在技術上將現實的抽象搬到屏幕上，以高清的像素，易懂的構架，讓學生們深入淺出的熟悉航空，記錄成長與笑臉，目標是用最簡單易懂的2D世界，為學生打開通往3D的航空之門。

宣傳部：宣傳部是展現STEAM創客俱樂部風貌的窗口，我們通過打造“立體化”宣傳方式，對外大力宣傳STEAM創客教育理念，對內深入貫徹落實STEAM創客精神，并積極配合其他各個部門開展各項活動，同時負責撰寫講稿以及制作微信推送。我們致力于記錄、總結、宣傳每一次活動，以達到擴大團隊影響力的效果，使STEAM創客教育理念深入人心。

科研部：將科技融入教學，科研部以“培養學生創新意識、科學素養、工程能力，實踐能力”為宗旨，充分利用大學生科技創新資源，以項目式教學為導向，開發動手實踐教學課程，鼓勵學生參與科技創新與創造，開闊學生視野，拓寬學生知識面，激發學生思考、設計、制作、應用能力，指導學生建立系統性、創造性思維，并為其提供技術指導。科研部同時也是一個學術交流平臺，使校內更多的創新項目成果得以推廣和應用。

3.2 課程內容選擇

2017年秋季學期，團隊在天津市某小學的課堂上進行了一個學期的一周一次民航創客科普教學，課程名稱見表1。

3.3 課堂形式

課程采取理論講解+動手實踐的模式。理論部分采取播放幻燈片配合動畫、視頻、道具演示進行講解。

手工實踐部分采取多樣化的授課模式：

繪畫、折紙、多米諾骨牌：繪畫設計課程培養空間感受能力，在繪畫過程中可以增強對色彩的感知，培養藝術素養;折紙課程增強實踐能力，開發手腦結合能力以及靈巧性的培養;多米諾骨牌的擺放和設計開拓學生創造力和想象力，增強學生的耐力、意志力，培養團隊協作能力和受挫能力。

多種飛機模型組裝：幫助學生深刻了解飛機的各個組成部分的結構，拼裝航模飛機，培養動手能力與邏輯能力，繪制圖標設計圖案培養空間感知與美術素養。

同時開拓學生的眼界和思想。培養學生的創新能力與想象力。調動學生積極參與，敢想敢做的能力。

面包板、LED小燈：與講解內容相結合，利用面包板和LED小燈加深對如機場跑道燈光的知識理解，感受電路設計的樂趣，對一些電子原理初步建立意識。

通過“理論+手工”課程的訓練，培養學生動手能力，加強學生對新事物的興趣和探索精神，以及加強動手實踐，感受與體會;培養學生的創新思維，保護和發展學生的好奇心，鼓勵學生的探索精神，為孩子創造性學習奠定基礎，鍛煉思維，促進全面發展;培養學生溝通協作技能，使學生站在一個相對客觀的立場上，鍛煉其表達能力，互幫互助，相互合作，為了一個共同的目標奮斗到底;培養學生應挫能力，正確認識困難，敢于迎接挑戰，抗擊挫折。

綜上，隨著教育改革的政策導向和國際化進程的加快，父母給孩子選擇培訓班不再局限于文化課，而是更多地傾向于培養孩子創新能力、動手能力等素質和能力，以發現孩子在某一領域的興趣和特長。民航STEAM創客教育直接體現了與國際接軌和核心素養教育、跨學科能力培養的教育導向，不論社會還是家長，重視程度與日俱增。民航業“”“高風險、高科技、高投入、工程化、國際化”行業的特點及跨學科融合的體系是STEAM教育理念的完美詮釋，是非常適合進行創客教育的行業。通過民航創客課程的開發與實踐為建立和完善“基于STEAM理念的航空創客教育課程體系”奠定理論和實踐基礎。

參考文獻

[1]章國琴.探討創客教育在大學生創新創業教育中的作用[J].改革與開放，2017，（24）：123-124

[2]洪丹丹.基于學生特質的普通高中創客教育培育路徑[J].教育科學論壇，2018，（1）：23-26

[3]馬少軍.在學科教學中實施創客教育的策略[J].學周刊，2018，（1）：126-127

[4]高毅.中學開展創客教育的路徑探索[J].師道·教研，2018，（1）：61

[5]韓芳， 陳珊. 國內創客及創客教育研究述評. 黑龍江高教研究，2017，（2）

[6]王遠，王長喜.創客教育本土化取向及其實踐路徑[J].現代中小學教育，2017，（12）：1-4