科普教育论文

开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇科普教育论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。

第1篇

[关键词] 创客文化;STEAM教育;创客教育;科技馆;非正规教育

[中图分类号] G434 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）11-49-5

Discussion on Maker Culture and Maker Education in Science Museum

Zhang Na

（Guangdong Science Center，Guangdong University of Foreign Studies，Guangzhou Guangdong 510006）

Abstract：This thesis discusses the different combination ways of STEAM education originated from maker culture and maker education informal education context as well as in informal education context respectively. Based on the maker culture，this thesis makes a tentative declaration of maker education concept. It is proposed that maker education in the broad sense is the driving force for makerspaces’sustainable development. Then an exploration on the concrete practice of maker education in informal education context，particularly in science museums’makerspaces is undertaken，aiming at introducing the core of maker education in sciencemuseums’makerspaces，and getting involved in STEAM scenarios.

Keywords：Maker Culture;STEAM education;Maker Education;Science museum;Informal Education

1 创客运动--STEM教育--STEAM教育--创客教育

创客运动是一场技术和创新的革命，实现了全球化的蓬勃发展。对于教育工作者而言，创客运动与儿童天性和“探究式科学教育”的能力高度契合。在创客运动推动下形成的创客文化，强调最大限度地激发个体的创新潜质，为实现这一目标，以学习者为中心的教育模式，即创客教育应运而生。作为创客运动前奏的开源运动，促使3D打印、机器人、微处理器、可穿戴计算机、电子纺织品、智能材料和新的编程语言以前所未有的速度得以发展。更重要的是，这些技术工具不再掌握在少数人手中，人人都可以接触到这些先进工具，甚至可以在线免费获取，并分享给他人。这种技术工具的普及促成了DIY文化的复兴，“随手可得”的新工具大大增强了创客的信心，在新工具的辅助下，创客跃跃欲试，将脑中的创意转化为手中的实物产品，满足感不言而喻。

目前创客教育仍停留在概念阶段，其实现路径有待探索。与创客教育概念最为接近的是堪称美国STEAM（Science-科学，Technology-技术，Engineering-工程，Arts-艺术，Mathematics-数学）教育，堪称美国的“素质教育”，与创客教育相同，STEAM教育也是在创客文化中形成的。STEAM教育的前身是STEM教育，2006年时任美国总统布什在国情咨文中公布的《美国竞争力计划》（American Competitiveness Initiative，ACI）中提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，并称其为全球竞争力的关键，此后美国在STEM教育方面不断加大投入，鼓励学生主修科学、技术、工程和数学，培养其科技理工素养[1]。2011年，美国弗吉尼亚理工学院暨周立大学G.Yakman将STEM教育扩充为STEAM教育，其中A包含美术、语言、人文、形体艺术等领域，不仅将教育的关注点局限于科学技术领域，更强调科技与人文的交融，培养学生的跨学科思维。

STEM教育用课程项目将科学、技术、工程和数学带入课堂，致力于培养学生的批判性思维，掌握工学或设计方法，以解决现实世界中的问题，同时以数学和科学作为基础。STEAM教育在STEM课程的设计原则中融入了艺术，鼓励创新性的问题解决方法[2]。STEAM教育是一种可持续的，与经济和社会相适应的框架，用以转变、维持、创造和发展教育元素、项目和机构，使其包含多学科实践，以使之适应全球社会经济世界。这种框架是参与式的动手做实践，以实物为基础，外延丰富，将教育、产业、政府和社区在发展更好的公民教育这一共同点上联系起来：“科学和技术，通过工程和艺术得到诠释，且完全基于数学元素的基础上”。

创客教育与STEAM教育同源，都是在创客文化的作用下兴起的新型教育模式。

鉴于创客运动的巨大影响力，奥巴马政府在2012年初开展新项目，计划在4年内在1 000所美国学校引入创客空间，配备3D打印机、激光切割机等数字制造工具，旨在培养新一代系统设计师、生产创新者。2015年9月，国家教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》其中提到了未来5年对教育信息化的规划，在教学中融入信息化元素，通过信息技术促进各学科教学内容和模式的变革。比如有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，使信息化教学真正成为教师教学活动的常态[3]。可见，政府在学校正规教育引入STEAM教育和创客教育的决心。

2 正规教育中的“STEM教育+创客教育”

关于STEM教育和创客教育，学者已做出相关探索。清华大学高云峰教授和信息通信技术（ICT）教育专家高震于2014年合作创立了群体创新空间理论（Group Innovation Space-GIS，中文名“集思”），集思是联通主义学习理论的物理化学习模型，以松散群体参与创新活动为特征，提供想法到实现所需的材料、设备和设施，并具备社交功能。可持续发展的集思包括合理的空间布局、给初学者设计的课程、鼓励创新的制度、丰富的项目、各类项目导师、有分享和协作精神的创新者、负责的管理者和专业设备设施操作者等要素。该理论关注STEM教育与创客教育的融合，提出二者的融合可以有效地实现优势互补，在该理论关照下，又设计了GIS的五级创新者养成路径（初学者--消费者--制造者--创新者--导师）和面向STEM的创客教育课程，课程内容涉及科技制作、3D打印和三维建模、开源硬件、多元模式的沟通能力等方面的内容。华东师范大学副校长、教育科学学院任友群教授在2015年10月16日第三届全国中小学STEAM教育论坛《创客教育与stem教育辨析》主旨报告中对创客教育和STEM教育的概念进行了比较，并区分了广义的创客教育（创客培养）与狭义的（数字化）创客教育之区分，并分别与STEM教育的内涵进行了对比[4]。

上述研究均致力于探究如何在学校正规教育的STEM课程中融入创客教育元素，具有将创客教育课程化的趋势，且突出强调数字化教育，忽视了STEAM教育中的“A”，即人文学科这一要素。创客教育是创客运动和创客文化冲击下，教育模式的变革。广义的创客教育，即创新素养和创客精神的培养，属于科学素养的子范畴，不仅局限于正规教育，与强调跨学科性教育的STEAM教育相比，注重学习者自身素质养成的创客教育更趋近于非正规教育建构主义的内涵。因此，对创客教育概念的界定，不应局限于学校的课程教育，而应回归创客文化的规约，在创客空间等非正规学习空间中探究创客教育的内涵与外延。若将学校正规教育中上述新型教育模式表述为“STEM教育+创客教育”，那么在创客空间非正规教育环境中则可对应地表述为“创客教育+STEAM教育”，后者是科技馆、图书馆、创客空间等非正规学习环境中值得探究的新型学习模式。

3 非正规教育中的“创客教育+STEAM教育”

2012年美国创客教育计划（Maker Ed）成立，作为一个非营利组织，该计划致力于支持教育者和社区，特别是服务设施欠缺的地区，促进当地年轻人体验意义丰富的创造和学习过程。从成立以来，该计划卓有成效地为年轻人制造了机会，在创造的过程中建立自信心，增强创意能力，培养科学、技术、工程、数学、艺术领域的学习兴趣。以“每个孩子都是创客”为愿景，该计划以课程或项目的形式对美国青年人创新精神的培养产生了重要的推动作用。

2015年科普产品国家地方联合工程研究中心开发了麦穗创客教育（MESIS），以针对性的教育课程为载体，在创客空间的平台下融合科学、自然、艺术等学科知识，培养创客的创新能力、数理能力、写作能力、表达能力和空间思维能力，探索针对青少年不同年龄段的创客教学特征，开发匹配的教学模式、特色课程、教学工具以及配套服务系统。麦穗创客教育学年课程体系包括机械总动员、电子入门、软件入门、足球车、让小车动起来、智慧生活、音乐摄影、机械臂机器人等[5]。

可见，在非正规教育机构，创客教育也常常伴随与之同源的STEAM教育，复合形成“创客教育+STEAM教育”模式。究其缘由，创客教育强调的创新精神实质上是一种创新式的学习思维能力，但能力的培养无法脱离基础知识的学习。创客教育可谓是一种基于基础学科知识的创新能力培养，离开具体的学科背景，创新也就无从谈起。因此非正规教育机构中的创客教育应是基于STEAM情境的创客教育。在日前召开的创客教育培养促进计划会上，中国科协全国委员会委员李象益认为，创客教育应摆脱培训色彩，让学生创造自己的问题，探索找到自己的答案[6]。

从2007年第一台开源桌面3D打印机RepRap问世开始，创客运动迈入了新的发展阶段。以消费者为中心的3D打印机制造商MakerBot诞生，激励着整整一代的创客，为其打开了桌面制造的新时代，其影响力堪比30多年前第一台个人电脑带给人们的冲击[7]。3D打印机成了创客空间的标配设备，是世界各地制汇节（Maker Faire）的重头戏。不少科技馆也抓住了3D打印这一创客标志性设备，将3D打印引入展厅、工作坊、开放性实验室等空间中进行展示或开展教育活动。

中科馆在展厅里引入了3D打印设备，开展“3D模型设计与打印”创客教育活动。利用科技馆现有的3D打印机，带领观众设计并打印出自己的创意模型。由于3D打印过程较慢，该教育活动的时间安排在30分钟左右。在辅导员介绍了软件的使用方法后，主要的时间交给观众进行3D模型的设计与打印。主要是通过向观众介绍如何使用3D模型制作软件Meshmixer与3D打印软件UP，了解三维模型的设计过程与打印过程。最后让观众自己发挥创意，利用Meshmixer的模型库进行拼接、改进、设计属于自己的模型并最终打印出来[8]。

上海科技馆设计师摇篮展区的“3D打印世界”展项运用现代展示设计理念，并融合了最新3D打印、三维立体扫描、多媒体互动展示等技术，展现了从实物信息采集、3D模型设计到快速3D打印成型的全过程，让观众在近距离感受3D打印技术神奇的同时，也充分享受到个性化纪念品制作所带来的乐趣。除了在打印区可清晰观看两台不同成型技术和材料的3D打印机打印过程外，还可以在三维扫描区通过工作人员对实物扫描的操作演示，在计算机中建立三维模型。“3D打印世界”分成三维扫描区、3D互动建模区、3D打印体验区和3D打印产品陈列区四个区域，在占地不足100平方米的展示面积中展示了3D打印技术的各个方面，运用实物陈列、图文展示、视频播放等手段对3D打印机的工作原理、发展趋势及全新应用等进行全方位的展示[9]。

4 创客教育概念探析

在创客运动全球化浪潮中，世界各地创客空间如雨后春笋般建立起来，目前全球范围内已有上千家创客空间，特别是在中国，从2011年国内第一家创客空间――上海新车间成立以来，创客空间发展势头迅猛，2015年经过概念的升级，诞生了众创空间这一概念，整合了已有的创客空间和类创客空间。这些新成立的创客空间大多建立在高校、图书馆、科技馆等政府公益机构之中，依托母体的教育资源和聚合平台，开展创客活动。目前阶段这些创客空间虽已建立，但如何在其中开展卓有成效的创客活动，建立健全的机制，激发创客的热情，促进创客作品的市场化输出，成了亟待解决的问题。在建立在公益性机构中的创客空间中开展活动，要考虑到母体的教育职能，无论是学校的正规教育，还是图书馆、科技馆的非正规教育，创客空间都需要与之协调，形成有机的生态系统，这些都促成了在当前如火如荼的创客运动对创客教育的需求。

《Make》杂志创始人戴尔・多尔蒂（Dale Dougherty）将创客分为了零―创客，创客―创客，和创客―市场三阶段。零―创客：创客的起点千差万别。但都有共通之处，他们受灵感的驱使，产生从购买产品到动手真正制作产品的冲动。从零到创客，最重要的两个方面是学习必要技能和获得生产制造的必要方法。创客―创客：这一阶段的一大特点是相互协作和接触其他创客专家。在这一阶段，创客同样为现有平台做出了贡献。此阶段强大的驱动力在于技术革新和自我表达和创造欲。创新和与他人分享的欲望催化了创客-创客的交流和知识技能的流动。创客―市场：从工作坊到数字化群体，发明创新的浪潮源源不断，知识由此流动并聚集。一些发明和创造可以吸引更加广泛的受众，这些杰出的作品从众多创客产品中脱颖而出，赢得商机。尽管大部分创客创造产品的初衷并不含有商业动机，但少数转化为商品的创客作品影响力也不容小觑[10]。

本文认为广义的创客教育就是在创客发展的上述三环节中给创客以帮助与指导，开展创客培养工作，促成创客的自我养成：在零―创客这一阶段，培育潜在创客，开展创客挖掘，在创客―创客阶段，提供去中心化的创客交流平台，开展创客培养，在创客―市场阶段，在众创空间生态链中帮助创客产品从创客空间顺利进入下一加速器环节，对创客产品成果进行筛选和加速转化。由此可见，创客空间的内核是创客教育，要彻底、充分地实现上述三环节的创客教育目标，单一的创客空间是很难做到的，需要更大的资源聚合平台，并将创客空间升级为包含多种形式的孵化器、加速器的众创空间平台。

5 广东国际创客中心对广义创客教育的探索

2015年广东科学中心联合中国科学院先进技术研究院成立了首个省级国际创客中心――广东国际创客中心，落户广东科学中心，立足广州大学城的科技人才资源，依托中国科学院和区域产业需要，进一步延伸广东科学中心的平台服务功能，共同建设“创客发掘工程”“创客苗圃工程”“成果转化加速器工程”和“互联网+工程”的线上线下一体的创客生态四大体系，大力推进教育与创业引导、创新与产业结合、加速成果转化[11]。

其中“创客发掘工程”“创客苗圃工程”“成果转化加速器工程”有力地展示了广义创客教育在零―创客，创客―创客，创客―市场三个成长阶段中给予创客的指导与帮助，不仅落实了“大众创业，万众创新”的国家战略，还践行了广义的创客教育，并且融入了STEAM的情境，形成了面向STEAM的广义创客教育格局，这三个子工程的内涵如下：

5.1 创客发掘工程

面向广州大学城的学生，通过一站式创业孵化服务生态创客孵化基地，秉承科学精神与人文精神，采取教育、交流、支撑、孵化一体的创客教育模式，培养引导，使潜在创客建立学习兴趣，通过创客空间、创客课程教育，向广大学生普及创客知识，推广创客文化，并通过开源硬件等创客工具和产品的系列入门课程，使广大学生具备创客的基本技术技能，养成动手能力、创新思维、协作意识和分享精神，最终激发创意实现，解决实际问题。

5.2 创客苗圃工程

对于怀揣创新思想、项目的创客们，通过“苗圃―孵化器―加速器”一体化的全程孵化链条，打造成为集“创客服务、孵化器、产研对接”三大功能于一体的开放性创客服务平台。执行严格的准入门槛，通过项目路演、专家评审等方式选拔优秀大学生、草根创业人士和创业团队进入，为其提供免费的办公空间、工作设施和网络设施;提供项目的发展前景评估;为创业者提供从创客教育、搭建公共技术服务平台、资本融合、孵化加速服务等一站式的创新创业服务。

5.3 成果转化加速工程

创客中心计划与企业共同建设各类主题创客营，如：为充分推动创客创新思维、学习和实践，拟与英特尔等知名芯片公司积极合作开展创客创新支持，依托中国科学院的科研力量与英特尔公司完善的硬件生态以及国际影响力，共同在创客研发材料支持、创新课程、创业指导等方面为硬件创新创客提供完备的支撑，面向创客业界启动招生;为推进中国科学院的先进技术向生活、艺术的转化，进一步促进科技与艺术的结合，拟与珠宝、艺术、礼品等产业，共同面向艺术领域的创客提供艺术辅导、创意交流、创业支持，积极开展虚拟现实、增强现实、人机互动等领域内科技与艺术结合项目的策划和落实工作。与众筹平台合作，实现创客项目从创意期到孵化期、上市期的无缝结合，以网上网下市场销售、虚拟孵化和战略投资，推动相关创新产业的发展。

6 结论

创客教育作为一种新的教育模式，不仅适用于学校正规教育，也适用于科技馆的非正规教育。把与创客教育同样诞生于创客文化的STEAM教育作为参照系，可以更好地把握创客教育的内涵。通过概念的比较与辨析可见两种教育模式联系密切，且互为补充。“创客教育+STEAM教育”是非正规教育环境下理想的教育模式。广义的创客教育是科技馆等非正规教育机构创客空间可持续发展的驱动力。中国科技馆、上海科技馆、广东科学中心等科技场馆已对创客教育进行了尝试，广东科学中心建立的众创空间打破了科技馆通过展项和科普教育活动等传统的科技传播方式，不仅局限于科技馆单一主体，更联合了具有创客教育经验的中国科学院创客学院，为科技馆的众创空间嵌入了创客教育的强大内核，其下设的三个子工程有力地印证了广义创客教育的内涵，并融入了STEAM科技与艺术跨界融合的情境，对科技馆创客空间中的创客教育进行了创新性的探索与实践。

参考文献：

[1] 侯威.美国竞争力计划――布什政府科研与教育发展新蓝图[J].世界教育信息，2006（5）：7-8、61.

[2] Jolly，Anne.“STEM vs.STEAM： Do the Arts Belong？”.Education Week： Teacher.March，2015.

[3] 教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》[J].中国远程教育，2015（9）：50.

[4] 任友群.STEM教育与创客教育辨析[A].第三届全国中小学STEAM教育论坛，2015-10-16.

[5] 麦穗创客教育宣传[EB/OL].2015-7.

[6] 董鲁皖龙.创客教育应摆脱培训色彩[N].中国教育报，2015-12-15.

[7] 克里斯・安德森.萧潇译.创客--新工业革命[M].北京：中信出版社，2012.

[8] 唐剑波，李沫，赵荃.科技馆展厅内的创客教育尝试[A].中国科普研究所、湖南省科学技术协会.全球科学教育改革背景下的馆校结合――第七届馆校结合科学教育研讨会论文集[C].中国科普研究所、湖南省科学技术协会，2015（6）.

[9] 上海科技馆设“3D打印世界”[EB/OL].中国3D打印门户网http：//.cn/news/show.php？itemid=1392013-09-18.