刊名: 教育研究
Educational
Research
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:
2-277
投稿邮箱:jyyj79@126.com
历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979
该刊被以下数据库收录:
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD—2004)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
基于创客体验的小学生工程思维培养
【作者】 陈安顺
【机构】 浙江省玉环市芦浦镇中心小学
【摘要】【关键词】
【正文】 【摘 要】 随着社会对“STEM”理念的认可后,才认识到“工程思维”的培养已成了扼腕之痛。长达三十的缓慢发展期,工程思维的培养看上去像初生的婴儿。笔者尝试通过借鉴创客们的经验,以创客体验的方式来培养小学生的工程思维。特别是在创客体验模式的建构及实施策略上提出了自己的一点拙见。
【关键词】 创客;创客体验;工程思维
一、工程思维的培养现状堪忧
中国万里长城、埃及金字塔,是不朽工程;阿波罗登月、人类基因制造,是世纪工程;神州飞行、三峡水电、南水北调等那是中国工程,可以说,人类的发展史就是工程史。工程活动是人类改变世界的重要实践活动。而人类在这些实践活动中展现出的创造性的机巧和精美就是人类工程思维的重要体现。而当前我们的现状是什么情况,大的方面引质疑:为什么上海科技馆、北京奥运会主会场体育馆都是由外国人设计。小方面引质疑:为什么我们国家的学生在数、理、化学科都能频频获奖,可是动手实践比赛却榜上无名。种种现状表明,唤醒学生的工程思维刻不容缓。
1.我国基础教育课改重新审视工程思维。工程思维一直被我国课程改革轻视,随着课改的推进,终于重新审视工程思维模块,2017年,小学科学再次推出新版课程标准,明确指出,小学科学恢复到6个年级。而且在课标中首次提出让“技术与工程”内容成为独立的学习领域。在课标上目标提到,要重视培养学生的工程思维,注重学生设计、画图纸的能力,按计划执行的能力以及不断反思改进的习惯。
2.学生的现状急需转向工程思维的培养。3-6年级小学科学一直在探究中学习,重视探究教育,长时探究、课堂探究、课外探索各个模块都要深入科研,教育教学的模式也多种多样,学生的动手能力得到了提高,但是创新与解决问题的能力还是相对匮乏。创新从何而来,当然是从解决问题而来,解决问题的思路是否只有一种,哪种是最佳方案,你何以论证?这就是工程思维。
3.农村孩子尤其缺乏工程思维的培养。通过调查发现,农村孩子的工程思维培养尤其落后。然而乡下农村,除了科技相对落后一点,木工、金工、电工的人材还是很多的,这就决定了农村孩子在这方面是的资源是丰富的,而且农村孩子在这方面的动手机会也是相对多一点。从这一点上来说发展工程思维有着先天的优势。
二、创客体验中促进工程思维的发展
创客最早简称“MAKER”,是指“造点什么让自己骄傲”的意思。就是将自己的想法通过制造变成现实的人,而创客体验来源于“创客教育”。创客教育中有体验教育,项目学习,包含了在长时间探索项目教学中体验,以及短时项目实践中体验两个方面。
工程思维,通常的定义是人们在进行工程活动和工程研究中所形成的独特的思维方式。小学科学中的“工程思维”涵盖的概念小一些,是指按照某一特定目标,遵循一定的规范或标准进行设计,然后进行运作、实践活动、生活实践或生产建设(它包括工程设计思维、工程实施思维、工程消费思维等)。比如手编网袋、手模等,它们的怎么去设计,怎样去实施,以及它们在在实际生活中如何运用。
创客们是将思想变成现实,这就是工程,整个过程就是工程思维的成果。创客教育有创新教育、创客体验、项目学习。而创客教育的过程就是工程思维发展的过程。所以,从孩子自身特点出发,衔接小学科学教学的发展,围绕《小学科学课程标准》,让孩子们的工程思维在创客体验中得到培养,亟需建构一种基于工程思维培养的创客体验模式。
作为项目体验的创客教育,指向的目标是让学生在“做中学”,在解决问题的道路上培养创新思维,而这就是工程思维的主体。在国内教材还不成熟(马上面临着小学6年级的教材改版)的背景下,开发学生兴趣的项目教学是可以达到培养学生工程思维的目的。整合创客教育与工程思维的培养策略,把创客教育中的项目学习与创客体验进行整合,指向学生工程思维培养的目标,基于小学生的年龄特点,建构创客体验的模式,还是具有可行性的。
三、创客体验模式的搭建
设想的三级体验项目分别是:一级创客主体验项目,二级创客副体验项目,三级创客体验活动。区别在于两个方面,一是时间,二是参与主体。创客主体验项目是长时体验,它是遵循小学科学学科与信息学科教学内容学习进阶制定的,时长周期是一个学年。参与对象是全年级段学员。创客副体验项目是短时创客体验项目,一个月一次体验,参与对象是年级段中优选的和进步的学员。而创客次体验项目严格意义是体验活动,它的时长更短,一个学期开展一次,参与对象是年级中的精英学员。模式粗轮廓如下:
计划涵盖的主要项目如下表:
四、工程思维在创客体验中的培养策略
1.在教师的“教”学设计中体现工程思维的培养
这方面特别体现在创客主体验上,因为创客主体验是指对象全面的长时间实践过程。教师在教学设计中,不仅体现在教学目标上面涵盖了工程思维的培养,而且在设计过程中,每一次主题项目的探究及环节的预设中,都应该有标明学生工程思维的发展之处。
计划在三年级的LECO做中学创意搭建体验项目——家庭生活用品的构建,教师在教学设计中应预计到几个方面:设计一个情境,在这个情境中你必须要创造一项东西来解决问题,比如,家里地面很脏了(你可以用扫把,垃圾斗,或家村的竹扫把,更甚至用吸尘器),你想要搭建什么物品?它的用途是什么?你知道它的大致轮廓吗?画得出来吗?你觉得你搭得跟你预想的一样吗?还可以有什么样改进的地方吗?你能讲讲你的搭建意图吗?
以上可以是教师的一个设计概要,当然,教师也要说明,从哪个问题开始,学生的实践就在履行着工程思维的路径:工程项目分析——方案设计——方案决策——工程实施——检验、反馈。
2.在学生实施项目的过程指导中指向工程思维的培养
在这一过程中,教师始终扮演着一个引导者的身份。教师在学生完成项目的过程中应始终把握以生为本,以培养工程思维为目标的方向指导,对学生项目实施过程及时作出引导。如图所示:
通过以上环节实践研究,整合构建小学生工程思维培养的教学模型。大致轮廓为:创设情境提出问题——调查探究——设计执行/修正——评价交流。
3.在创客体验的评价中围绕工程思维的培养
无论是哪种创客体验,学生自己应对自己进行评价,教师也应对此进行评价。学生在评价中主要涉及这么几块:
通过创客体验的方式变革科学探究学习方式,基于学生兴趣性、主动性的前提,更好地实现“做中学”,而且是有目标的解决问题,在“玩”中得到工程思维的培养;通过工程思维的培养,使孩子在解决问题的能力得以提高,同时也提高孩子们的创新能力;通过具体的实践研究,探索小学生工程思维培养之策略,让工程思维的培养从小学开始抓起,接轨基础教育课程改革之目标。这才基于创客体验的小学生工程思维培养的逻辑精髓。
2019年是“STEM”在中国的元年,全国各种教育活动都在想着与“STEM”粘边。抛开其中的内涵与实质不讲,总归让我们看到了可喜的现象:我们正在重新审视教育,力争改革与创新。至从美国发布国家教育进展测评《2014年国家教育进展评估的技术和工程素养养框架》的报告后,该报告,并随后出台了新的《K——12年级科学教育框架》,围绕“科学与工程实践”等方面提出让“科学实践”成为有思想的学习,要求科学教师要从工程思维的角度考虑教学。试想着教育不培养人的工程思维,一味要求企业来创新,那谁又会为未来的教育买单?
参考文献:
[1]李慧颖. 基于项目体验的创客课程教学设计研究[D].渤海大学,2017.
[2]王奇伟. 小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究[D].上海师范大学,2016.
[3]严国红. 小学科学教学中学生工程思维能力的培养[J]. 小学科学(教师版),2016
[4]王颖. 普通高中机器人教学中培养学生工程思维的行动研究[D].南京师范大学,2014.
[5]徐长福.理论思维与工程思维——两种思维方式的僭越与划界[M],上海:上海人民出版社,2012.
【关键词】 创客;创客体验;工程思维
一、工程思维的培养现状堪忧
中国万里长城、埃及金字塔,是不朽工程;阿波罗登月、人类基因制造,是世纪工程;神州飞行、三峡水电、南水北调等那是中国工程,可以说,人类的发展史就是工程史。工程活动是人类改变世界的重要实践活动。而人类在这些实践活动中展现出的创造性的机巧和精美就是人类工程思维的重要体现。而当前我们的现状是什么情况,大的方面引质疑:为什么上海科技馆、北京奥运会主会场体育馆都是由外国人设计。小方面引质疑:为什么我们国家的学生在数、理、化学科都能频频获奖,可是动手实践比赛却榜上无名。种种现状表明,唤醒学生的工程思维刻不容缓。
1.我国基础教育课改重新审视工程思维。工程思维一直被我国课程改革轻视,随着课改的推进,终于重新审视工程思维模块,2017年,小学科学再次推出新版课程标准,明确指出,小学科学恢复到6个年级。而且在课标中首次提出让“技术与工程”内容成为独立的学习领域。在课标上目标提到,要重视培养学生的工程思维,注重学生设计、画图纸的能力,按计划执行的能力以及不断反思改进的习惯。
2.学生的现状急需转向工程思维的培养。3-6年级小学科学一直在探究中学习,重视探究教育,长时探究、课堂探究、课外探索各个模块都要深入科研,教育教学的模式也多种多样,学生的动手能力得到了提高,但是创新与解决问题的能力还是相对匮乏。创新从何而来,当然是从解决问题而来,解决问题的思路是否只有一种,哪种是最佳方案,你何以论证?这就是工程思维。
3.农村孩子尤其缺乏工程思维的培养。通过调查发现,农村孩子的工程思维培养尤其落后。然而乡下农村,除了科技相对落后一点,木工、金工、电工的人材还是很多的,这就决定了农村孩子在这方面是的资源是丰富的,而且农村孩子在这方面的动手机会也是相对多一点。从这一点上来说发展工程思维有着先天的优势。
二、创客体验中促进工程思维的发展
创客最早简称“MAKER”,是指“造点什么让自己骄傲”的意思。就是将自己的想法通过制造变成现实的人,而创客体验来源于“创客教育”。创客教育中有体验教育,项目学习,包含了在长时间探索项目教学中体验,以及短时项目实践中体验两个方面。
工程思维,通常的定义是人们在进行工程活动和工程研究中所形成的独特的思维方式。小学科学中的“工程思维”涵盖的概念小一些,是指按照某一特定目标,遵循一定的规范或标准进行设计,然后进行运作、实践活动、生活实践或生产建设(它包括工程设计思维、工程实施思维、工程消费思维等)。比如手编网袋、手模等,它们的怎么去设计,怎样去实施,以及它们在在实际生活中如何运用。
创客们是将思想变成现实,这就是工程,整个过程就是工程思维的成果。创客教育有创新教育、创客体验、项目学习。而创客教育的过程就是工程思维发展的过程。所以,从孩子自身特点出发,衔接小学科学教学的发展,围绕《小学科学课程标准》,让孩子们的工程思维在创客体验中得到培养,亟需建构一种基于工程思维培养的创客体验模式。
作为项目体验的创客教育,指向的目标是让学生在“做中学”,在解决问题的道路上培养创新思维,而这就是工程思维的主体。在国内教材还不成熟(马上面临着小学6年级的教材改版)的背景下,开发学生兴趣的项目教学是可以达到培养学生工程思维的目的。整合创客教育与工程思维的培养策略,把创客教育中的项目学习与创客体验进行整合,指向学生工程思维培养的目标,基于小学生的年龄特点,建构创客体验的模式,还是具有可行性的。
三、创客体验模式的搭建
设想的三级体验项目分别是:一级创客主体验项目,二级创客副体验项目,三级创客体验活动。区别在于两个方面,一是时间,二是参与主体。创客主体验项目是长时体验,它是遵循小学科学学科与信息学科教学内容学习进阶制定的,时长周期是一个学年。参与对象是全年级段学员。创客副体验项目是短时创客体验项目,一个月一次体验,参与对象是年级段中优选的和进步的学员。而创客次体验项目严格意义是体验活动,它的时长更短,一个学期开展一次,参与对象是年级中的精英学员。模式粗轮廓如下:
计划涵盖的主要项目如下表:
四、工程思维在创客体验中的培养策略
1.在教师的“教”学设计中体现工程思维的培养
这方面特别体现在创客主体验上,因为创客主体验是指对象全面的长时间实践过程。教师在教学设计中,不仅体现在教学目标上面涵盖了工程思维的培养,而且在设计过程中,每一次主题项目的探究及环节的预设中,都应该有标明学生工程思维的发展之处。
计划在三年级的LECO做中学创意搭建体验项目——家庭生活用品的构建,教师在教学设计中应预计到几个方面:设计一个情境,在这个情境中你必须要创造一项东西来解决问题,比如,家里地面很脏了(你可以用扫把,垃圾斗,或家村的竹扫把,更甚至用吸尘器),你想要搭建什么物品?它的用途是什么?你知道它的大致轮廓吗?画得出来吗?你觉得你搭得跟你预想的一样吗?还可以有什么样改进的地方吗?你能讲讲你的搭建意图吗?
以上可以是教师的一个设计概要,当然,教师也要说明,从哪个问题开始,学生的实践就在履行着工程思维的路径:工程项目分析——方案设计——方案决策——工程实施——检验、反馈。
2.在学生实施项目的过程指导中指向工程思维的培养
在这一过程中,教师始终扮演着一个引导者的身份。教师在学生完成项目的过程中应始终把握以生为本,以培养工程思维为目标的方向指导,对学生项目实施过程及时作出引导。如图所示:
通过以上环节实践研究,整合构建小学生工程思维培养的教学模型。大致轮廓为:创设情境提出问题——调查探究——设计执行/修正——评价交流。
3.在创客体验的评价中围绕工程思维的培养
无论是哪种创客体验,学生自己应对自己进行评价,教师也应对此进行评价。学生在评价中主要涉及这么几块:
通过创客体验的方式变革科学探究学习方式,基于学生兴趣性、主动性的前提,更好地实现“做中学”,而且是有目标的解决问题,在“玩”中得到工程思维的培养;通过工程思维的培养,使孩子在解决问题的能力得以提高,同时也提高孩子们的创新能力;通过具体的实践研究,探索小学生工程思维培养之策略,让工程思维的培养从小学开始抓起,接轨基础教育课程改革之目标。这才基于创客体验的小学生工程思维培养的逻辑精髓。
2019年是“STEM”在中国的元年,全国各种教育活动都在想着与“STEM”粘边。抛开其中的内涵与实质不讲,总归让我们看到了可喜的现象:我们正在重新审视教育,力争改革与创新。至从美国发布国家教育进展测评《2014年国家教育进展评估的技术和工程素养养框架》的报告后,该报告,并随后出台了新的《K——12年级科学教育框架》,围绕“科学与工程实践”等方面提出让“科学实践”成为有思想的学习,要求科学教师要从工程思维的角度考虑教学。试想着教育不培养人的工程思维,一味要求企业来创新,那谁又会为未来的教育买单?
参考文献:
[1]李慧颖. 基于项目体验的创客课程教学设计研究[D].渤海大学,2017.
[2]王奇伟. 小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究[D].上海师范大学,2016.
[3]严国红. 小学科学教学中学生工程思维能力的培养[J]. 小学科学(教师版),2016
[4]王颖. 普通高中机器人教学中培养学生工程思维的行动研究[D].南京师范大学,2014.
[5]徐长福.理论思维与工程思维——两种思维方式的僭越与划界[M],上海:上海人民出版社,2012.