基于STEM教育的初中創客空間建設與運營策略

廖培城

【摘要】2017年中國教育科學研究院STEM教育研究中心發布了《中國STEM教育白皮書》，提出了“中國STEM教育2029創新行動計劃”，引起社會對STEM教育的重視和熱情。本論文基于對東城實驗中學創客空間建設與運營工作的研究，總結了STEM教育理念與校園創客教育活動融合的經驗，構建了一套實用有效的初中創客空間建設與運營方法。

【關鍵詞】校園創客空間;創客空間建設與運營;STEM教育

2015年，教育部在《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（征求意見稿）》中首次提出要“探索STEM教育、創客教育等新教育模式”。2017年中國教育科學研究院STEM教育研究中心發布了《中國STEM教育白皮書》，提出了“中國STEM教育2029創新行動計劃”，引起社會對STEM教育的重視和熱情。我校從2015年開始即在開始探索校園創客教育活動的開展，以機器人編程課程為媒介，開設了與STEM主題相關的系列課程。2018年，我校建設了完備的創客空間教室，進一步豐富了校園創客活動場所，營造能夠充分支持學生進行多方面探究性學習的良好環境。課程、空間、師資三位一體，旨在激發學生設計創意的興趣、動手造物的欲望，讓學生親身經理設計創意的過程、獲得設計知識、掌握創意方法、培養創新素養。

一、創客空間建設

創客空間是學校推動STEM課程、創客教育課程的主要陣地，是供學生開展自主探究、動手實踐活動的場所。創客空間整體的定位是以學生為中心，以工具、材料和技術為基礎，融合科學、技術、工程、藝術、數學等多學科知識的新型學習環境。學生利用創客課室中的工具或其他資源相互協同，發現問題、解構問題、尋找解決方案、分享創作成果，培養自己的批判性思維、創新思維與問題解決能力。

依據我校的自身情況，充分利用創客創新教育活動室、計算機教室進行設計整合，整理了一套符合我校實際情況的空間建設方案。

空間建設創客器材和安全器材清單：

序號 類 別 創客空間、創客器材、零件耗材、安全管理、安全器材

1 展示類 在微機樓一樓學生常經過的地方設置創意收集箱、創意展評墻。

2 空間 面積約120平方米，劃分為展示區、制作區、學習區（討論區）、危險器材區

3 家具類 加工制作臺、學生創作桌、凳子、椅子、工具掛架、展示臺、器材收納柜等

4 智能

套件 DF中級套件、DF傳感器套件、DF電機擴展板、micro.bit套件、掌控版套件、mblock中小學套件、機器人DIY套件和器材、各類傳感器套件或器材等。以上智能套件對應的零件耗材和相應軟件等。

5 金工

加工類 學生用機床（多合一機床），五金工具套裝（如：電鉆套件、多功能拋光機、錘子、螺絲刀、美工刀、鉗子、扳手、鋸子等基礎工具），熱熔膠槍、調溫熱風槍、學生剪刀、卷尺、學生尺子套裝、游標卡尺等，以上金工加工類器材對應零件耗材等。

6 木工

加工類 激光雕刻機、曲線鋸、線鋸、鉆頭套裝、沉孔鉆頭套裝、拋光機、砂光機、木鑿套裝、刨子、錐子、銼刀套裝、木工虎鉗，等以上木工加工類器材對應零件耗材等。

7 電子

焊接類 恒溫電烙鐵、烙鐵支架、數字萬用表、直流電源、剝線鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、真空吸錫器、萬用板、電源插座、試電筆，等以上電子焊接、電子工具類器材對應零件耗材等

8 文創

設計類 3D打印機、低溫3D打印筆、激光切割機等。木藝、陶藝、紙藝、布藝等設置在學校美術室。以上文創設計類器材相應軟件、對應零件耗材等

9 電腦

外設 創客空間的電腦30臺、空調3臺、投影、音響等多媒體設備一套。

10 安全

管理 危險器材單獨放置在危險器材室并上鎖存放;創客室管理條例、危險應急預案;每項安全保障落實到人。

11 應急

藥箱 配置符合國家醫療標準的機械外傷、燙傷、燒傷等緊急處理急救用品，如創口貼、酒精棉球、碘伏棉球、紗布、繃帶、止血帶、冰袋、口罩、膠帶、一次性手套等。救護箱中的藥品根據藥品有效期及時更換。

創客空間實景圖：

二、創客空間運營

（一） STEM課程建設

教育基于課程，課程建設是推動STEM教育的必經之路，STEM課程是實現STEM教育理念和教育目標的主要載體。建設STEM課程，要明確課程目標、開發課程資源、組織課程內容、設計評價方案。課程目標的提出要基于STEM理念，體現核心素養。

自2015年以來，我校就在探索和實踐各種類型的創客特色課程，已經形成相對成熟和完善的系列創客課程體系，涵蓋科創類課程、陶藝課程、三模競賽課程、生物實驗課程等。

① 科創類課程

我校科創類創客興趣班分初一、初二兩個小組。課程的開發根據學生的學習特點，對創客的理解和掌握情況，遵循由易到難，循序漸進的課程模式。

初一第一學期課程開設主要為創意思維課程、Mblock課程。通過創意思維課程的學習，啟發學生的創意思維，激發學生學習創客的興趣。Mblock是圖形化的編程軟件，適合剛接觸創客學習的初一級學生，硬件的應用通過RJ25與主控板連接，非常容易讓學生上手，學習更容易。初一第二學期在第一學期程序學習的基礎上開展相對Mblock難度高一點的APP inventor初級課程，讓學生了解APP的開發。

初二第一學期課程為《掌控板創意編程學習入門教程》。在經過初一Mblock課程之后，基本上掌握了開源硬件的應用。這學期在前面的基礎上更進一步的學習更多開源硬件的相關知識同時結合項目開發為主，讓學生能夠更好的進行項目的開發。初二第二學期主要課程為《Huskylens傳感器項目課程》，該課程主要讓學生掌握人工智能的知識，并能夠應用Huskylens傳感器開發人工智能項目。

② 陶藝課程

陶藝教育價值很高，實踐證明，陶藝能夠幫助孩子找到自己的樂趣和天地：發展個性、開發潛能、實現自我，提高審美、實踐和創新能力，為豐富他們的想象力，擴展創造性思維，開辟了無限的空間。我校陶藝特色課程以粘土為主要原料，以泥塑成形、手工拉坯、印坯成形、泥條盤筑、泥板成形等制作方法，讓學生通過手的觸摸捏制，親自參與、自主創作等提高動手能力，培養學生的想象力、創造力，深化審美意識。同時學生了解到從泥巴變成質地堅硬而又美麗的陶瓷藝術品過程中的物理化學變化，逐步熟悉泥性的可塑性、耐火度、燒后白度;造型重心、厚度、傾斜度;釉料的成分，釉色在高溫下的轉變等等，讓學生的知識于體驗中得到拓展。

③ 生物實驗課程

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。 生物教學中，實驗、學習和觀察等實踐環節對學生掌握生物學知識、科學方法、以及培養學生的動手能力和形成科學素養都起到了至關重要的作用。因此，我校生物教研組的老師們不斷設計各式各樣的生物實驗課，通過實驗教學激發學生學習生物學的興趣，讓學生在實驗中探究，在探究中發展，感受科學探究的魅力。

（二）創客活動開展

每一個學校都有自己的校園文化，而校園文化與創客文化的完美結合，一方面賦予了校園文化新的內涵，另一方面也為創客活動的開展提供了主題。

1.校園科技節

我校每年一度的校園科技節活動是一道獨特的風景線，推動學生的研究性學習，培養學生發現問題與解決問題的能力，也是學生與老師發揮創意的平臺。

2. 校外交流活動

3. 競賽活動

我們先后組織學生參加第十三屆全國青少年未來工程師博覽與競賽總決賽愛創造智能作品賽、2018年“內地與港澳青少年STEAM挑戰賽”智能創客賽、第34屆廣東省青少年科技創新大賽、東莞市青少年科技創新大賽、東莞市青少年STEM創意競賽——暢游港珠澳大橋STEM挑戰賽、東莞市中小學電腦制作活動、東莞市中小學創客嘉年華活動等比賽，獲獎人數多到80多人。教師的論文、案例、微課等均獲省、市級獎勵。多人榮獲市優秀科技輔導員稱號，優秀指導老師，學校榮獲優秀組織獎。

（三）創客師資培養

為配合和支持校園創客空間和STEM教育的發展需要，如何組織和開展創客師資團隊的培訓學習，一直是我校教研團隊非常重視的問題。通過校內外資源的整合，同時輔以文獻研究與專家論證會，我校創客教師培訓的課程內容最終形成，內容包括創客教育認知、創客技術實訓、創客項目教學、創客能力評價四大維度。培訓按照需求每學年開展1～2輪，每輪培訓的持續時間在1個月左右。老師經過培訓后可具備創客教師的基本素養，經考核合格后方可上崗，任教學校創客社團課程。

我校在空間建設、課程/活動開展、師資培養三位一體的STEM創客教育開展過程中，項目團隊不斷實踐與積累經驗，形成了東莞城鎮初中學校創客空間建設的標準;探索以東莞非物質文化遺產為主題的項目式學習PBL課程;在創客空間運營實踐中，學校創客空間以親子活動的方式嘗試著向周邊社區的居民開放，擴大我校創客空間及創客教育對社會的影響力，取得了一定的成果。

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