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本文由東城區(qū)教育研修學(xué)院高勇提供
2015年，“創(chuàng)客”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“政府和社會資本合作模式”等新概念首次進入到我國政府工作報告中，引發(fā)了海內(nèi)外的關(guān)注?！?D打印”、“三維設(shè)計”、“創(chuàng)客”、“創(chuàng)客空間”、“STEM”、“STEAM”等新詞、熱詞，不斷出現(xiàn)在社會的各個領(lǐng)域中。其中“3D打印”的概念，已經(jīng)逐步上升到了一個國家層面，被我國領(lǐng)導(dǎo)人先后多次提到。與此同時，“3D打印”技術(shù)的應(yīng)用對我國中小學(xué)教育的發(fā)展起到了非常積極的推動作用。
一、“3D打印”技術(shù)受到我國領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視
2013年7月21日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平在武漢東湖高新區(qū)進行考察，并對武漢光谷科技會展中心的光纖通訊、3D打印、生物質(zhì)能源等創(chuàng)新成果展示，進行了詳細觀看。其中，就3D打印技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，對企業(yè)囑咐道：這個技術(shù)很重要，要抓緊產(chǎn)業(yè)化。
2015年6月17日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平來到位于貴陽清鎮(zhèn)職教城的貴州省機械工業(yè)學(xué)校，了解貴州省職業(yè)教育發(fā)展情況。在一臺3D打印機前，一名同學(xué)把校訓(xùn)“崇德尚能 勵學(xué)敦行”打印在鋁片上送給總書記，習(xí)近平微笑著說“共勉”。
2015年8月21日，李克強總理主持國務(wù)院專題講座，盧秉恒院士國課開講，討論加快發(fā)展先進制造與3D打印等問題后，3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合成了全民談?wù)摰臒狳c。3D打印從小眾逐漸向大眾邁進，并且提升到了推動中國傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型的高度上。
2015年10月19日，全國大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新活動周啟動。李克強總理出席啟動儀式后來到主題展區(qū)考察，第一站來到西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司的展位，一個被譽為金屬3D打印專家的高科技企業(yè)。
2015年11月15日，由20個國家領(lǐng)導(dǎo)人組成的第十次峰會在土耳其如期舉行。中國國家主席習(xí)近平在此次峰會上進行了《創(chuàng)新增長路徑共享發(fā)展成果》的講話，在講話中習(xí)主席說：“新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正在創(chuàng)造歷史性機遇，催生互聯(lián)網(wǎng)+、分享經(jīng)濟、3D打印、智能制造等新理念、新業(yè)態(tài)，其中蘊含著巨大商機，正在創(chuàng)造巨大需求，用新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的潛力也是巨大的?！?/p>
二、中小學(xué)“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國基礎(chǔ)教育階段對學(xué)生的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)出全面而富有個性發(fā)展的人。從技術(shù)的角度來分析，在我國基礎(chǔ)教育階段最需要提升的是學(xué)生規(guī)范的設(shè)計能力和設(shè)計思想。技術(shù)教育要在充分保證學(xué)生安全的情況下進行，要教會學(xué)生規(guī)范的理解技術(shù)，使用技術(shù)。
現(xiàn)代化技術(shù)加工手段的應(yīng)用是培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)能力的最有效解決措施。學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的核心是要教會學(xué)生運用科學(xué)的方法去思考、去創(chuàng)新。中小學(xué)的技術(shù)教育要跟上時代發(fā)展的步伐，就要讓學(xué)生認識、了解和應(yīng)用先進的加工技術(shù)。
縱觀上述觀點，通過研究發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前基礎(chǔ)教育階段對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面最有效的解決措施，就是要首先教會學(xué)生應(yīng)用“3D打印與三維設(shè)計技術(shù)”。
（一）“3D打印”與“3D打印課程”
3D打印：三維打?。ㄓ⒄Z：3D printing），即快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。
3D打印課程：以3D打印技術(shù)或3D打印機應(yīng)用為主的課程。目前根據(jù)對3D打印概念不同角度的理解，此類課程在義務(wù)教育階段主要以三種形式進行呈現(xiàn)。
第一，以3D打印機硬件探究為基礎(chǔ)的課程。課程讓學(xué)生近距離地了解、學(xué)習(xí)、組裝、設(shè)計3D打印機。
第二，以3D模型打印為基礎(chǔ)的課程。學(xué)生在初步學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)后，利用網(wǎng)絡(luò)對感興趣的或有需求的模型進行檢索，進而在模型下載后應(yīng)用3D打印機最終將模型實體化,并進行表面渲染的學(xué)習(xí)過程。
第三，以“傻瓜型”三維設(shè)計軟件為基礎(chǔ)的課程。學(xué)生利用不同類型的“傻瓜型”三維設(shè)計軟件，快速搭建某種類型的簡易模型，最終利用3D打印機將設(shè)計實體化的過程。
（二）“三維設(shè)計”與“三維創(chuàng)意設(shè)計課程”
三維設(shè)計：是通過計算機輔助設(shè)計（CAD）或計算機動畫建模軟件建立立體的、有光的、有色的生動畫面，虛擬逼真地表達大腦中的產(chǎn)品設(shè)計效果。它是建立在平面和二維設(shè)計的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計目標更立體化，更形象化的一種新興設(shè)計方法。
三維創(chuàng)意設(shè)計課程：以三維設(shè)計軟件和3D打印機應(yīng)用為主的課程。此類課程在義務(wù)教育階段主要以兩種形式進行呈現(xiàn)。
第一，以專業(yè)三維設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的課程。學(xué)生在學(xué)習(xí)應(yīng)用專業(yè)三維設(shè)計軟件的過程中，根據(jù)不同開放性的設(shè)計要求自主進行探究式設(shè)計并應(yīng)用3D打印機將設(shè)計模型實體化的學(xué)習(xí)過程。
第二，以簡易三維設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的課程。學(xué)生在完成某項任務(wù)或項目中學(xué)會并應(yīng)用簡易三維設(shè)計軟件的某項或某幾項功能完成作品設(shè)計，并通過3D打印機將設(shè)計實體化的學(xué)習(xí)過程。
三、中小學(xué)“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程校內(nèi)開設(shè)方式研究
小學(xué)階段，受學(xué)生視力發(fā)育的影響，一般在三年級以后才開始有信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)。因此學(xué)校主要在四年級以后，以興趣班或社團的形式為有興趣的學(xué)生開設(shè)“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程。
初中階段，受學(xué)習(xí)壓力的影響，“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程主要在初一或初二年級進行開設(shè)。此時學(xué)生處于一個生理和心理的過渡區(qū)，管理難度較大。因此，學(xué)校會依據(jù)校內(nèi)學(xué)生的實際特點對學(xué)習(xí)對象和學(xué)習(xí)方式進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。有的利用信息技術(shù)課為全體學(xué)生講解三維設(shè)計軟件的應(yīng)用技巧和3D打印機的使用技巧；有的則以社團或課外小組活動的形式組織學(xué)生從興趣出發(fā)學(xué)習(xí)三維設(shè)計與3D打印技術(shù)。
高中階段，由于學(xué)生學(xué)習(xí)壓力比較大，“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程主要安排在高一年級進行開設(shè)。由于其學(xué)習(xí)內(nèi)容強調(diào)動手操作，因此學(xué)校主要利用高中通用技術(shù)課程或信息技術(shù)課程的課時，以1-2個較復(fù)雜的設(shè)計案例為基礎(chǔ)教會學(xué)生應(yīng)用三維設(shè)計軟件的基本使用技巧和3D打印機的基本使用方法。除此以外，也可從學(xué)生興趣出發(fā)組織了專門的社團進行學(xué)習(xí)。
四、中小學(xué)“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程實施比較研究
“3D打印”課程主要是以硬件理解和使用為核心的課程；“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程主要是以軟件學(xué)習(xí)、創(chuàng)意思維訓(xùn)練為核心的課程。兩類課程各有側(cè)重，均能夠從不同側(cè)面滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
根據(jù)不同年齡段及不同學(xué)習(xí)目標學(xué)生的學(xué)習(xí)特征和認知結(jié)構(gòu)進行分析，“3D打印”課程更適用于低年齡段或者入門的學(xué)生進行學(xué)習(xí)；“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程更適用于有一定學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等）基礎(chǔ)知識或者有一定職業(yè)理想的學(xué)生進行學(xué)習(xí)。
根據(jù)課程對教師能力的需求及對學(xué)習(xí)時間的要求分析，“3D打印”課程更適用于在校外的創(chuàng)新實踐活動中進行開展；“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程更適用于在校內(nèi)進行系統(tǒng)性的課堂情景教學(xué)。
根據(jù)課程對軟、硬件設(shè)備需求數(shù)量及學(xué)生相對操作空間面積的不同需求分析，“3D打印”課程更適用于在3D打印機數(shù)量較多，學(xué)生相對操作空間較大的環(huán)境內(nèi)開展；“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程更適用于在計算機數(shù)量較多，3D打印機數(shù)量相對較少且學(xué)生相對操作空間較小的環(huán)境內(nèi)開展。
五、中小學(xué)“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程實踐發(fā)展研究
（一）學(xué)具教具方面對學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)學(xué)科的支撐
“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程與中小學(xué)具體學(xué)科教學(xué)最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合點在于學(xué)具或教具的制作與研發(fā)。在語文學(xué)科中，可以讓學(xué)生不用跋山涉水就能感受到“趙州橋”結(jié)構(gòu)設(shè)計的精妙；不用身臨其境就能理解人民大會堂的結(jié)構(gòu)和功能。在數(shù)學(xué)學(xué)科中，可以幫助學(xué)生輕松認識到幾何體之間的相互關(guān)系；毫不費力的理解圓柱體攔腰斜切一刀后得到的幾何圖形。在英語學(xué)科，可以讓學(xué)生迅速的建立對某種陌生物品的感性認識，從而加深對單詞的記憶。在物理學(xué)科，電子元件模型的打印與應(yīng)用能夠幫助學(xué)生更好的理解抽象的電路圖原理。在化學(xué)學(xué)科，原子體積的等比例放大，分子結(jié)構(gòu)模型的搭建幫助學(xué)生從宏觀模型認識到了微觀的知識。在地理學(xué)科，仿真的星球位置關(guān)系模型很好的為學(xué)生詮釋了日食、月食和節(jié)氣的概念。在生物學(xué)科，動物內(nèi)臟的拼裝模型加強了學(xué)生對器官結(jié)構(gòu)和位置的理解。除此以外，無論是授課教師還是學(xué)生都能夠根據(jù)自己的實際需求利用三維設(shè)計軟件開發(fā)出最適合自己的學(xué)具或教具。
（二）玩具生活方面對學(xué)生情商的培養(yǎng)
“愛玩”是基礎(chǔ)教育階段絕大多數(shù)學(xué)生的特性。如何做到有知識的“玩”？如何做到有內(nèi)涵的“玩”？如何做到有水平的“玩”？如何做到有創(chuàng)意的“玩”？如何做到有文化的“玩”？如何做到有益于他人的“玩”？這些其實都可以通過“3D打印”或“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程的開設(shè)對學(xué)生進行積極的正面的引導(dǎo)。例如，學(xué)生喜歡玩“悠悠球”，我們可以引導(dǎo)他們自己進行設(shè)計，而不是到市場上去比價格、比品牌；學(xué)生喜歡玩四旋翼飛行器，我們可以鼓勵他們買來電子元件，利用三維設(shè)計軟件自主進行設(shè)計；學(xué)生需要養(yǎng)成理財和節(jié)儉的習(xí)慣，我們可以發(fā)動他們自己來設(shè)計一個精巧的存錢罐；學(xué)生需要體驗對學(xué)校的熱愛，我們可以組織一次設(shè)計?；栈虬嗷盏幕顒?，從中讓他們來感受自己主人翁的意識；學(xué)生需要親近、熱愛大自然，我們可以調(diào)動他們用三維設(shè)計軟件來設(shè)計一個花盆，并種上一顆希望的種子；學(xué)生需要關(guān)心父母，我們可以組織他們?yōu)楦改冈O(shè)計一款愛心小禮物；學(xué)生需要交流，我們可以組織他們展開一場名片設(shè)計大賽；總之，原來覺得只能停留在想象當(dāng)中的事物，通過“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程都變成了現(xiàn)實。
（三）技術(shù)規(guī)范性方面對學(xué)生行為習(xí)慣的塑造
三維設(shè)計軟件與3D打印機的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，能夠保障學(xué)生在安全的實踐操作環(huán)境下，最大限度的保證設(shè)計產(chǎn)品的規(guī)范性。在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，出現(xiàn)1mm的誤差，就有可能會造成重大的設(shè)計失誤。在基礎(chǔ)教育階段，我們一方面不希望把學(xué)生培養(yǎng)成技術(shù)工人，另一方面也不愿看到學(xué)生設(shè)計制作的產(chǎn)品外觀粗糙，結(jié)構(gòu)松散，不具備實用性，也不能進行產(chǎn)品測試。三維設(shè)計與3D打印等先進技術(shù)手段的應(yīng)用，在實踐中教會學(xué)生嚴謹，教會學(xué)生思考，教會學(xué)生專注，教會學(xué)生反復(fù)驗證，教會學(xué)生邏輯思考！
六、中小學(xué)“創(chuàng)新課程”教育體系建立和發(fā)展研究
“3D打印”與“三維創(chuàng)意設(shè)計”課程的有效實施，極大的促進了學(xué)生與教師對“創(chuàng)新”的渴望。美國的“STEM”或“STEAM”課程能否取代傳統(tǒng)的基礎(chǔ)教育模式？“創(chuàng)客教育”是否適用我們中國學(xué)生與教師的需要？“創(chuàng)新課程”能否幫助學(xué)生適用未來社會的發(fā)展？為了弄清上述問題的結(jié)論，我們進行了深入的研究。
（一）基本概念的研究
1、K-12教育：是美國學(xué)者描述大學(xué)前各個學(xué)段的一個統(tǒng)稱?！癒”代表幼兒園(Kindergarten)。12表示從1到12年級。在我國大學(xué)前有學(xué)前教育（約3至4年），小學(xué)教育（約5至6年），初中教育（約3至4年），高中教育（約3年）或職業(yè)教育（約3年）。
2、STEM教育：源自美國。在上世紀80年代，美國認識到科技教育的滑坡將造成人才嚴重短缺，于是提出了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科集成的戰(zhàn)略思路，目的在于大力培養(yǎng)訓(xùn)練有素的數(shù)學(xué)家、科學(xué)家、工程師、技術(shù)人員和具備科學(xué)素養(yǎng)的美國公民。于是，STEM教育就成了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡稱。
3、STEM或者STEAM課程：在中國逐漸升溫是最近幾年才出現(xiàn)的事情。其實在國內(nèi)也有數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程和技術(shù)教育,我們一般稱其為“理工科教育”。理工科教育的研究與培養(yǎng)主要集中在我國的高等教育階段。在小學(xué)階段我們主要進行的是數(shù)學(xué)和科學(xué)的教育。在中學(xué)階段我們主要進行的是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物等部分理科的教育，在高一年級出現(xiàn)了側(cè)重工科的通用技術(shù)學(xué)科教育，但目前此類課程在全國開設(shè)的現(xiàn)狀還不容樂觀。通過分析我們可以發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)教育階段我們提供給學(xué)生工科教育的學(xué)習(xí)內(nèi)容確實相對較少，并且缺乏從小學(xué)到高中的系統(tǒng)性培養(yǎng)。
STEM領(lǐng)域建立在與其他學(xué)科融合的基礎(chǔ)上。STEM的教育宗旨是“以設(shè)計和探索為目的，并對技術(shù)問題解決進行科學(xué)的探索”。其課程目標中包含了科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)等方面。STEM課堂上，圍繞一個真實問題，學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下，參與到小組中開展研究，期間有可能通過面對面或者網(wǎng)絡(luò)的方式與學(xué)習(xí)伙伴開展交流。在學(xué)習(xí)與研究的過程中，學(xué)生應(yīng)使用技術(shù)搜集、分析數(shù)據(jù)，設(shè)計、測試和改進一個解決方案，并與同伴交流研究成果。
（1）科學(xué)和數(shù)學(xué)（Science、Mathematics）
科學(xué)和數(shù)學(xué)是STEM的組成部分,它們是在K-12教育中歷史最長的兩門課。兩門課都有標準、課程、評估、大量的教科書和其他的教學(xué)材料。己經(jīng)建立了教師教育和專業(yè)發(fā)展的課程。每個學(xué)生都需要在高中畢業(yè)的時候能夠在科學(xué)和數(shù)學(xué)中至少達到熟練的程度?？茖W(xué)和數(shù)學(xué)的成功與否關(guān)系到國家的成功。因此美國學(xué)生在國家評估和國際競賽研究比如TIMSS中的稍微遜色的表現(xiàn),使得人們不斷呼吁加強數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)。
科學(xué)素養(yǎng)：是一種運用科學(xué)知識和過程如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué)理解自然界并參與影響自然界的有關(guān)決策,主要包括三大領(lǐng)域生命與衛(wèi)生科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)和技術(shù)科學(xué)。
數(shù)學(xué)素養(yǎng)：指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、表達、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問題時進行分析、推斷和有效交流思想的能力。
（2）技術(shù)教育（Technology）
雖然技術(shù)教育扎根于手工業(yè)藝術(shù),在過去年里,它己經(jīng)延伸開來,在最一般意義上強調(diào)對技術(shù)的理解。在今天技術(shù)教育是對人造世界的研究,包括工藝品、流程以及其基本原理和概念,其總體目標是使學(xué)生能夠有效參與現(xiàn)在技術(shù)型社會。
技術(shù)素養(yǎng)：是指使用、管理、理解與評價技術(shù)的能力。學(xué)生應(yīng)當(dāng)知道如何使用技術(shù),了解技術(shù)的發(fā)展過程,具備分析新技術(shù)如何影響自己、國家乃至整個世界的能力。技術(shù)是對自然環(huán)境的革新與改造以滿足人們的現(xiàn)實需要。
（3）工程教育（Engineering）
工程教育在內(nèi)容、關(guān)注點和實施要求上非常寬泛。其目的從鼓勵學(xué)生追求工程領(lǐng)域的職業(yè)到增加技術(shù)素養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)和數(shù)學(xué)成績。工程教育沒有任何的標準,在美國也沒有州級和國家水平的考試和評估,政策制定者幾乎對工程教育沒有任何的關(guān)注。事實上,工程可能應(yīng)該叫做中缺失的字母。
工程素養(yǎng)：是指對技術(shù)的工程設(shè)計與開發(fā)過程的理解。工程課程是基于項目,整合了多門學(xué)科的知識,使得難以理解的概念與學(xué)生生活密切相關(guān),激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣。工程設(shè)計是把科學(xué)與數(shù)學(xué)原理系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地用于實踐的結(jié)果。
（4）藝術(shù)教育（Arts）
藝術(shù)教育狹義上指美術(shù)、音樂等學(xué)科；廣義上則包括美術(shù)、音樂、人文、社會、語言、形體藝術(shù)等。
藝術(shù)素養(yǎng)：是指一個人對藝術(shù)的認知和修養(yǎng)，是一種獨立的人格和自由思想。
4、創(chuàng)客：一詞來源于英文單詞“Maker”或“Hacker”，是指出于興趣、愛好，樂于動手實踐和分享，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人。
“創(chuàng)”的含義是：開始做，創(chuàng)造，首創(chuàng)，開創(chuàng)，創(chuàng)立。它體現(xiàn)了一種積極向上的生活態(tài)度，同時有一種通過行動和實踐去發(fā)現(xiàn)問題和需求，并努力找到解決方案的含義在里面；
“客”則有客觀、客人、做客的意思?？陀^，體現(xiàn)的是一種理性思維。客人、做客則體現(xiàn)了人與人之間的一種良性互動關(guān)系，有一種開放與包容的精神在里面，而開放與包容體現(xiàn)在行動上就是樂于分享。
5、創(chuàng)客教育：創(chuàng)客教育最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的開創(chuàng)性個性。創(chuàng)客教育的理論基礎(chǔ)建立在體驗教育（Experiential Education）、項目教學(xué)法（Project-Based Learning）、創(chuàng)新教育、DIY（Do It Yourself）、DIT（Do It Together）等理念之上。同時創(chuàng)客教育注重教育體驗的整體性，學(xué)習(xí)過程本身代替學(xué)習(xí)成果成為最重要的部分。
創(chuàng)客教育主要以學(xué)生的自主探究和動手制造為主體，它建立于杜威的進步主義和Logo語言發(fā)明者——西蒙?帕伯特(Seymour Papert)教授提出的建造主義，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中利用知識建造外在的、具體的、可分享的人工制品和建立人際關(guān)系。在學(xué)科整合途徑上，可以借鑒整合性STEM教育方法，即在研究各學(xué)科特點的基礎(chǔ)上探求以工程技術(shù)教育為核心、整合數(shù)學(xué)和科學(xué)的教學(xué)方法，也就是利用技術(shù)/工程教育的思想和模式有意圖地整合科學(xué)/數(shù)學(xué)教育的內(nèi)容和過程，采用技術(shù)/工程教育常用的基于設(shè)計的學(xué)習(xí)(Design-based Learning)方法，讓學(xué)生在面向真實問題解決的項目探究學(xué)習(xí)過程中，綜合運用技術(shù)素養(yǎng)、工程/技術(shù)的設(shè)計過程、科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究和科學(xué)/數(shù)學(xué)以及其他相關(guān)概念來設(shè)計和制作人工制品，從而達到培養(yǎng)學(xué)生STEM素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和實踐能力的目的。
（二）中小學(xué)實施“創(chuàng)新課程”可行性研究
1、“創(chuàng)新課程”在我國中小學(xué)實施的必然性分析
基于對上述基本概念的研究，我們發(fā)現(xiàn)STEM或STEAM教育更強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的跨學(xué)科性和綜合性；創(chuàng)客教育更加注重項目教學(xué)法的應(yīng)用，更加注重技術(shù)與工程的設(shè)計過程?？梢哉f創(chuàng)客教育是STEM或STEAM教育的更深入體現(xiàn)形式，是我們發(fā)展學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的一種良好方式。
但從我國基礎(chǔ)教育的整體發(fā)展脈絡(luò)體系進行分析，上述兩種培養(yǎng)模式從短期來看都有其發(fā)展的弊端。
首先，無論是國外還是國內(nèi)，STEM型教師（具備跨學(xué)科知識與能力素養(yǎng)的教師）的培養(yǎng)是一個非常困難的問題，教師數(shù)量與水平的嚴重不足會導(dǎo)致STEM教育最終陷入困境。
其次，創(chuàng)客教育強調(diào)項目教學(xué)法的應(yīng)用，基于項目的教學(xué)法勢必會打破知識的系統(tǒng)性，使學(xué)生在知識學(xué)習(xí)的過程中，出現(xiàn)不連續(xù)的或重復(fù)的學(xué)習(xí)。最終導(dǎo)致學(xué)生的知識體系出現(xiàn)斷層，及學(xué)習(xí)時間不能得到高效的利用。
我國的基礎(chǔ)教育在世界范圍內(nèi)均處于領(lǐng)先地位，世界各國均在學(xué)習(xí)和效仿我國基礎(chǔ)教育體系的發(fā)展?；A(chǔ)教育階段以學(xué)科為背景的主體教育體制不容動搖。從STEM或STEAM的角度出發(fā)進行分析，我國基礎(chǔ)教育階段在數(shù)學(xué)、科學(xué)、及廣義的藝術(shù)領(lǐng)域方面的發(fā)展均處于世界領(lǐng)先的地位。我們在技術(shù)和工程方面對于學(xué)生的培養(yǎng)還顯得略有不足。因此，在基礎(chǔ)教育階段，我們可以嘗試根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生的特點和實際需求，從學(xué)科角度與創(chuàng)客教育的角度出發(fā)，研發(fā)出一些可行性的“創(chuàng)新課程”不斷彌補原有基礎(chǔ)教育的不足。
2、“創(chuàng)新課程”的核心概念
創(chuàng)新，是以現(xiàn)有的思維模式提出有別于常規(guī)或常人思路的見解為導(dǎo)向，利用現(xiàn)有的知識和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中，本著理想化需要或為滿足社會需求，而改進或創(chuàng)造新的事物、方法、元素、路徑、環(huán)境，并能獲得一定有益效果的行為?！皠?chuàng)新課程”中“創(chuàng)新”是一個綜合性的概念，創(chuàng)新是主體調(diào)動求新意識，積極探索，通過創(chuàng)造性行為，創(chuàng)造出對人類社會進步有價值的或全新的物質(zhì)和精神產(chǎn)品的過程。
課程，是指學(xué)校學(xué)生所應(yīng)學(xué)習(xí)的學(xué)科總和及其進程與安排。廣義的課程是指學(xué)校為實現(xiàn)培養(yǎng)目標而選擇的教育內(nèi)容及其進程的總和，它包括學(xué)校教師所教授的各門學(xué)科和有目的、有計劃的教育活動。狹義的課程是指某一門學(xué)科?！皠?chuàng)新課程”中的“課程”往往是多學(xué)科知識綜合應(yīng)用的體現(xiàn)，屬于課程定義中的廣義課程。
“創(chuàng)新課程”我們可以理解為：在基礎(chǔ)教育階段，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的過程中，采用新方法、新技術(shù)、新材料，應(yīng)用多種手段、多種途徑、綜合多學(xué)科知識與技能的新型課程。創(chuàng)新課程旨在充分調(diào)動學(xué)生探究能力、創(chuàng)造欲望的前提下，以培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)造潛能和人文素養(yǎng)為主的綜合性課程。
3、“創(chuàng)新課程”提升學(xué)生“創(chuàng)新思維”與“創(chuàng)新能力”的可行性研究
大腦分為“左半球”和“右半球”，左腦主管語言,也就是用語言來處理信息,把進入腦內(nèi)看到、聽到、觸到、嗅到及品嘗到的信息轉(zhuǎn)換成語言來傳達,相當(dāng)費時。左腦主要控制著知識、判斷、思考等,它和顯意識有密切的關(guān)系。
右腦的五感包藏在右腦底部,可稱為“本能的五感”，控制著自律神經(jīng)與宇宙波動共振等,它和潛意識有關(guān)。右腦將收到的信息以圖像處理,瞬間即可處理完畢,因此能夠把大量的信息一并處理心算、速讀等即為右腦處理信息的表現(xiàn)方式。如果讓右腦大量記憶,右腦會對這些信息自動加工處理,并衍生出創(chuàng)造性的信息。也就是說,右腦具有自主性,能夠發(fā)揮獨自的想象力、思考力,把創(chuàng)意圖像化。
日本學(xué)者七田真研究發(fā)現(xiàn),人在誕生之初,右腦的能力還很發(fā)達,右腦具備了超越常識那種幾乎可稱為全然未知的天才似的能力。但是因為人類世界是以教導(dǎo)、開啟左腦為主,讓小孩子努力學(xué)習(xí)語言以及往后生存所必需的知識,久而久之,左腦越來越發(fā)達,右腦卻因為少用而日形退化。這也是目前在我國基礎(chǔ)教育階段中常見到“越小的孩子想象力越豐富，越大的孩子思想越禁錮，越缺乏想象力與創(chuàng)新能力?！钡母驹蛄恕?/p>
在許多腦科學(xué)研究證明中,對學(xué)生進行“創(chuàng)新思維”與“創(chuàng)新能力”訓(xùn)練,將會對開發(fā)人的右腦有非常大的作用。右腦的信息處理能力如果被開發(fā)出來,那么人的創(chuàng)新發(fā)展將會產(chǎn)生一個大的飛躍。因此,在我國要提升中小學(xué)生的“創(chuàng)新思維”與“創(chuàng)新能力”,最有效的解決措施就是有針對性的研發(fā)一系列的“創(chuàng)新課程”。
“創(chuàng)新課程”的研發(fā)必須要從兩個方面進行努力，一方面是側(cè)重研究創(chuàng)新思維,目的在于幫助學(xué)生學(xué)會科學(xué)的進行創(chuàng)新思考；另一方面是側(cè)重研究創(chuàng)新能力, 目的在于幫助學(xué)生學(xué)會創(chuàng)造所需要的各項能力。
4、“創(chuàng)新課程”的研發(fā)策略
“創(chuàng)新課程”的研發(fā)離我們究竟有多遠？一所學(xué)校，一名普通教師又該如何進行“創(chuàng)新課程”的研發(fā)呢？其實“創(chuàng)新課程”的研發(fā)就在我們身邊，我們每一名中小學(xué)的教育工作者都有能力進行研發(fā)。在對現(xiàn)有“創(chuàng)新課程”相關(guān)資料的了解后，我們總結(jié)出了一些基本的研發(fā)策略供大家參考。
（1）國家課程的二度開發(fā)。由于學(xué)?；蚪處焸€人的特質(zhì)差異和學(xué)生的需求差異，我們對國家課程的理解和研究專長也有所不同。我們可以利用自身的優(yōu)勢資源對國家課程進行相對應(yīng)的充實與補充，通過有針對性探究活動的設(shè)計，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，把課本當(dāng)中的封閉型知識轉(zhuǎn)化為開發(fā)性問題。隨著日積月累的和集思廣益的多種課程形式的積累，最終形成富有個性的校本或地方性特色“創(chuàng)新課程”。
（2）注重學(xué)習(xí)者的實際需求有針對性進行研發(fā)課程。課程的研發(fā)不能盲目進行，研發(fā)出的內(nèi)容要讓學(xué)習(xí)者感興趣。一方面我們可以提供給學(xué)習(xí)者一些課程的菜單，另一方面我們可以廣泛征集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)愿望，結(jié)合學(xué)校自身特色和能力，有選擇性的研發(fā)“創(chuàng)新課程”。
（3）緊跟時代發(fā)展步伐，抓住世界發(fā)展中的熱點問題進行課程研發(fā)。教育要跟上時代發(fā)展的腳步，僅僅依靠國家課程是非常困難的。我們要善于捕獲社會發(fā)展中的熱點信息，以專題的形式組織人員進行專業(yè)進修。再結(jié)合自身特點和學(xué)習(xí)者特點，降低難度進行“創(chuàng)新課程”研發(fā)。
（4）專家引領(lǐng)與科研課題結(jié)合進行課程研發(fā)。在專業(yè)技術(shù)能力不足的時候，我們還可以聘請相關(guān)方面的專家與學(xué)校教師一同進行專項課程研發(fā)的課題研究。用科研方法去研發(fā)“創(chuàng)新課程”。
5、“創(chuàng)新課程”應(yīng)利用“STEAM”與“創(chuàng)客教育”的核心思想對學(xué)生進行有效性評價
“創(chuàng)新課程”與以往“學(xué)科課程”的最本質(zhì)區(qū)別在于：學(xué)科課程更多的強調(diào)求同思維，學(xué)生們最終得出的結(jié)論往往是趨同的；“創(chuàng)新課程”倡導(dǎo)求異思維，強調(diào)學(xué)生最終作品的個性化。
評價是每一門課程未來發(fā)展方向的重要引導(dǎo)性指標。在求異思維的引領(lǐng)下，利用“STEAM”多元化、跨學(xué)科化的特性對學(xué)生的作品進行評價，將有助于提升學(xué)生的全面的發(fā)展。將創(chuàng)客教育思想融入到“創(chuàng)新課程”的評價體系中，將有助于激發(fā)學(xué)生從各個學(xué)科角度有個性的去創(chuàng)新?！癝TEAM”與“創(chuàng)客教育”的核心思想的融合將有助于我們利用“創(chuàng)新課程”培養(yǎng)出全面而富有個性發(fā)展的人才。
七、中小學(xué)“創(chuàng)新課程”的發(fā)展展望
中小學(xué)“創(chuàng)新課程”研發(fā)與發(fā)展，將是未來中國“創(chuàng)客教育”領(lǐng)域中的一個不可或缺的重要組成部分。它實踐著將教育目標從知識與能力的培養(yǎng)，逐步轉(zhuǎn)向為對學(xué)生價值觀的培養(yǎng)；實踐著將教育內(nèi)容以課程本位的思想逐步轉(zhuǎn)向為學(xué)生本位的思想；實踐著將教育方式從全民教育逐步轉(zhuǎn)向為全民學(xué)習(xí)的方式。這些轉(zhuǎn)變將促使我們傳統(tǒng)的學(xué)校教學(xué)模式發(fā)生更本性的變革，學(xué)生想學(xué)什么內(nèi)容，未來我們就要提供什么樣的課程；學(xué)生想怎樣學(xué)，未來我們就要提供怎樣的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生將從教育的消費者變?yōu)榻逃膭?chuàng)造者；從教育的被評價者轉(zhuǎn)變成為教育真正的主人！
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更新時間：2019-05-09
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