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STEM和STEAM在创客教育中的应用

2015-12-13  叶老师YP



分享围绕一个主角开展,它不是高大上的硬件产品,竟是一枚小小的纸电路(Paper Circuit),看看这个小家伙是如何变身的吧?


主角第一次出场是这副模样,光溜溜赤裸裸的。Terrie问现场的朋友:

猜一猜这是Science,还是STEM?



判断的关键在于:STEM包含不只一个学科,需要科学(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)四个学科的融合。如果老师要让一个纸电路的课程成为STEM课程,他/她除了教学生理解科学的部分,还需要让学生探索了解交叉的学科知识,如:

  1. 每一个元件在其中的运作方式与原理

  2. 这些元件如何彼此连接以及为什么要这么连接


如果仅仅教学生制作纸电路,但没有引导学生去探索和理解其中的运作方式与原理,那么也许只称得上一堂动手制作科学课。


引出STEM后,Terrie老师开始分享iSTEM:

i是integrative综合的意思,iSTEM是将其它学科如:语言、历史、天文、社会研究、艺术等与STEM综合在一起,这意味着教师和学生都需要从不同角度、不同思维、不同学科综合地认识和理解知识。


在美国,其实也如国内非常注重考试(testing),因此艺术类学科这种具备创造与创新元素的课程,与考试学科相比下就容易不受重视。然而创新无法舍弃艺术,因此将Art加入STEM才能让创新拥有更好的发展空间。


Art并不单单说的是Fine art(绘画、雕塑这类大家传统认识的艺术形式),还包含了人文艺术、肢体艺术、手工艺术、语言艺术


主角第二次华丽登场啦,这次穿了杯子蛋糕(cup cake)的马甲,你还认识它吗?!

在这个纸电路课程中,学生不仅需要学习电路的制作,同时也要思考怎么将创意结合到纸电路做一个如杯子蛋糕的作品。在这个制作案例当中,看看STEAM可以如何被体现:

  1. 科学:杯子蛋糕的电路原理

  2. 科技:LED与电池的工作原理

  3. 工程:所有元件怎么被组装以及彼此之间配合运作

  4. 数学:测量一个杯子蛋糕的制作中的材料面积、长度

  5. 艺术:将纸电路转变成一个杯子蛋糕的过程



另外一个课程,结合了STEAM跟天文地理的学科整合,Terrie老师称之为iSTEAM,学生通过夜晚的空照图,尝试通过城市的灯光来测量光源之间的距离。这是主角第三次闪亮出场,你能算出你在多高的高空俯视它吗?



其实这些重点都在于如何帮助学生更加全面、多方位地理解我们的生活,Terrie也鼓励不同学科的老师们可以彼此多多进行交流,思考一个知识点如何从不同学科的角度让学生多方位进行探索、思考和学习。


试着回想一下,以前在学校我们是怎么学习以及认识细胞这个概念呢?在创客教育的制作过程中,学生通过认识新的工具,比如电子电路,这些都可以帮助学生培养他/她们的创新创意能力。


主角第四次登上舞台,这次打扮得有点二次元、超级科技范儿!赶快回忆一下初中的生物课,猜猜它是谁?这个课程融合了科学、艺术、制作,不仅是创客教育,同时也是STEAM教育。再次说明了STEAM课程可以通过结合制作来进行,此时STEAM便与创客教育相通了。



主角的最后一次亮相,这次它是一张充满温暖灯光的森林卡片!


我们一起来看看STEAM与制作(MAKE)的结合方式


  1. 设计过程(Design Processing):

  2. 1)State the Problem:找到一个要解决的问题或需求

问题/需求:通过纸电路来制作一个作品

    2)Generate Ideas:思考并产生解决的想法

通过讨论或头脑风暴来思考解决方案,我想要怎么做呢?我希望这个作品的外表是什么呢?

3)Select a solution:从想法中选择一个方案
选一个方案吧!

4)Build the Item:实践选择的方案
将小树结合LED来制作

5)Evaluate:评估方案能否解决问题
制作的作品是否如预期般可以正常运作,是不是想亮的地方亮了呢?

6)Present Result:呈现结果
将成果向学生呈现,说明制作过程是怎么做的,其中什么是成功的、什么没有成功,如果下次再次制作,我会怎么做?我的设计想法是什么?不同颜色的LED代表着什么?为什么我想要这么做?


2. 项目式学习(Project-based Learning)

    1)项目式学习包含一个问题,过程以解决问题为目标

    2)由问题驱动学习行为

    3)如果解决问题需要制作产品,可以选择通过设计过程来制作


那么STEAM课程一定要包含设计过程或者项目式学习吗?Terrie说:其实是不用的,但如果课程目标希望学生在最后有一个作品产出,设计过程是一个很好的学习框架帮助学生完成目标。如果课程目标有一个特别需要解决的问题,项目式学习也是一个好办法。


最后,Terrie向大家介绍21世纪的4C技能(21st Centry Skills),而STEAM的课程方式可以帮助学生获取这样的技能。


  1. Critical Thinking(批判性思维):批判性思维需要具备分析与问题解决能力

  2. Collaboration(协作能力):跟其他人一起分工合作完成任务的能力

  3. Communication(沟通能力):向他人通过不同方式(演说、视频等)展示自我想法的能力

  4. Creativity(创造力):想到主意并实际执行的能力



Terrie说:不管你是在学校的老师或者校外机构的教育者,如果你们已经在尝试STEAM的上课方式,很高兴并且期待你们的成绩;如果你们刚开始尝试,我们很欢迎交流关于STEAM的教学方式跟想法,大家一起成长进步;如果你们想尝试但不知道怎么开始,不如先从包含一个不同的学科到自己的开始,一切慢慢来!


这里不得不提起一位现场分享自己努力尝试STEAM的一位语文老师“西娅”!她尝试让她班上四年级的学生自己创作撰写绘本故事,然后绘制成绘本故事,最后学生创作出的绘本故事在很多人面前分享和展览!她还在努力探索如何能更好地融入STEAM。Terrie建议她若结合造纸和剪裁书,则可使得STEAM更丰富。趁此机会,感谢所有在教学过程中不断挑战自我、不断学习新知、不断尝试创新,并为之努力的好老师!



期待孩子们身边有越来越丰富多元的学习世界,也分享Terrie在其中最让我印象深刻的一句话:

Start small, then build big.



最后,期待没有参与到活动的朋友可以从今天的分享内容获取收获,再次感谢Terrie老师和李丹老师、联合主办的青橙创客教育,以及所有参与的活动的朋友们


爱就开心(北京)教育科技有限公司是一家致力于推广青少年儿童“创客教育”的教育机构,提供创客教育的学校课程、工作坊和营会、导师培训以及顾问咨询服务。通过结合跨学科的方式让孩子动手完成项目,从而感受到学习和真实生活的关联,体会自己创造的成就感,从学习过程中培养动手能力、团队协作、创意思维、科技认知和分享精神,成为能够实践创客精神的社会公民,引领其今后在不同的行业中发现更多的可能性,注入实践生命价值的能量,在未来的成长路上拥抱梦想、创造希望。




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