開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科普教育論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

[關鍵詞] 創(chuàng)客文化;STEAM教育;創(chuàng)客教育;科技館;非正規(guī)教育

[中圖分類號] G434 [文獻標識碼] A 文章編號：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 創(chuàng)客運動--STEM教育--STEAM教育--創(chuàng)客教育

創(chuàng)客運動是一場技術和創(chuàng)新的革命，實現(xiàn)了全球化的蓬勃發(fā)展。對于教育工作者而言，創(chuàng)客運動與兒童天性和“探究式科學教育”的能力高度契合。在創(chuàng)客運動推動下形成的創(chuàng)客文化，強調(diào)最大限度地激發(fā)個體的創(chuàng)新潛質，為實現(xiàn)這一目標，以學習者為中心的教育模式，即創(chuàng)客教育應運而生。作為創(chuàng)客運動前奏的開源運動，促使3D打印、機器人、微處理器、可穿戴計算機、電子紡織品、智能材料和新的編程語言以前所未有的速度得以發(fā)展。更重要的是，這些技術工具不再掌握在少數(shù)人手中，人人都可以接觸到這些先進工具，甚至可以在線免費獲取，并分享給他人。這種技術工具的普及促成了DIY文化的復興，“隨手可得”的新工具大大增強了創(chuàng)客的信心，在新工具的輔助下，創(chuàng)客躍躍欲試，將腦中的創(chuàng)意轉化為手中的實物產(chǎn)品，滿足感不言而喻。

目前創(chuàng)客教育仍停留在概念階段，其實現(xiàn)路徑有待探索。與創(chuàng)客教育概念最為接近的是堪稱美國STEAM（Science-科學，Technology-技術，Engineering-工程，Arts-藝術，Mathematics-數(shù)學）教育，堪稱美國的“素質教育”，與創(chuàng)客教育相同，STEAM教育也是在創(chuàng)客文化中形成的。STEAM教育的前身是STEM教育，2006年時任美國總統(tǒng)布什在國情咨文中公布的《美國競爭力計劃》（American Competitiveness Initiative，ACI）中提出知識經(jīng)濟時代教育目標之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，并稱其為全球競爭力的關鍵，此后美國在STEM教育方面不斷加大投入，鼓勵學生主修科學、技術、工程和數(shù)學，培養(yǎng)其科技理工素養(yǎng)[1]。2011年，美國弗吉尼亞理工學院暨周立大學G.Yakman將STEM教育擴充為STEAM教育，其中A包含美術、語言、人文、形體藝術等領域，不僅將教育的關注點局限于科學技術領域，更強調(diào)科技與人文的交融，培養(yǎng)學生的跨學科思維。

STEM教育用課程項目將科學、技術、工程和數(shù)學帶入課堂，致力于培養(yǎng)學生的批判性思維，掌握工學或設計方法，以解決現(xiàn)實世界中的問題，同時以數(shù)學和科學作為基礎。STEAM教育在STEM課程的設計原則中融入了藝術，鼓勵創(chuàng)新性的問題解決方法[2]。STEAM教育是一種可持續(xù)的，與經(jīng)濟和社會相適應的框架，用以轉變、維持、創(chuàng)造和發(fā)展教育元素、項目和機構，使其包含多學科實踐，以使之適應全球社會經(jīng)濟世界。這種框架是參與式的動手做實踐，以實物為基礎，外延豐富，將教育、產(chǎn)業(yè)、政府和社區(qū)在發(fā)展更好的公民教育這一共同點上聯(lián)系起來：“科學和技術，通過工程和藝術得到詮釋，且完全基于數(shù)學元素的基礎上”。

創(chuàng)客教育與STEAM教育同源，都是在創(chuàng)客文化的作用下興起的新型教育模式。

鑒于創(chuàng)客運動的巨大影響力，奧巴馬政府在2012年初開展新項目，計劃在4年內(nèi)在1 000所美國學校引入創(chuàng)客空間，配備3D打印機、激光切割機等數(shù)字制造工具，旨在培養(yǎng)新一代系統(tǒng)設計師、生產(chǎn)創(chuàng)新者。2015年9月，國家教育部《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）》其中提到了未來5年對教育信息化的規(guī)劃，在教學中融入信息化元素，通過信息技術促進各學科教學內(nèi)容和模式的變革。比如有效利用信息技術推進“眾創(chuàng)空間”建設，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識，使信息化教學真正成為教師教學活動的常態(tài)[3]。可見，政府在學校正規(guī)教育引入STEAM教育和創(chuàng)客教育的決心。

2 正規(guī)教育中的“STEM教育+創(chuàng)客教育”

關于STEM教育和創(chuàng)客教育，學者已做出相關探索。清華大學高云峰教授和信息通信技術（ICT）教育專家高震于2014年合作創(chuàng)立了群體創(chuàng)新空間理論（Group Innovation Space-GIS，中文名“集思”），集思是聯(lián)通主義學習理論的物理化學習模型，以松散群體參與創(chuàng)新活動為特征，提供想法到實現(xiàn)所需的材料、設備和設施，并具備社交功能。可持續(xù)發(fā)展的集思包括合理的空間布局、給初學者設計的課程、鼓勵創(chuàng)新的制度、豐富的項目、各類項目導師、有分享和協(xié)作精神的創(chuàng)新者、負責的管理者和專業(yè)設備設施操作者等要素。該理論關注STEM教育與創(chuàng)客教育的融合，提出二者的融合可以有效地實現(xiàn)優(yōu)勢互補，在該理論關照下，又設計了GIS的五級創(chuàng)新者養(yǎng)成路徑（初學者--消費者--制造者--創(chuàng)新者--導師）和面向STEM的創(chuàng)客教育課程，課程內(nèi)容涉及科技制作、3D打印和三維建模、開源硬件、多元模式的溝通能力等方面的內(nèi)容。華東師范大學副校長、教育科學學院任友群教授在2015年10月16日第三屆全國中小學STEAM教育論壇《創(chuàng)客教育與stem教育辨析》主旨報告中對創(chuàng)客教育和STEM教育的概念進行了比較，并區(qū)分了廣義的創(chuàng)客教育（創(chuàng)客培養(yǎng)）與狹義的（數(shù)字化）創(chuàng)客教育之區(qū)分，并分別與STEM教育的內(nèi)涵進行了對比[4]。

上述研究均致力于探究如何在學校正規(guī)教育的STEM課程中融入創(chuàng)客教育元素，具有將創(chuàng)客教育課程化的趨勢，且突出強調(diào)數(shù)字化教育，忽視了STEAM教育中的“A”，即人文學科這一要素。創(chuàng)客教育是創(chuàng)客運動和創(chuàng)客文化沖擊下，教育模式的變革。廣義的創(chuàng)客教育，即創(chuàng)新素養(yǎng)和創(chuàng)客精神的培養(yǎng)，屬于科學素養(yǎng)的子范疇，不僅局限于正規(guī)教育，與強調(diào)跨學科性教育的STEAM教育相比，注重學習者自身素質養(yǎng)成的創(chuàng)客教育更趨近于非正規(guī)教育建構主義的內(nèi)涵。因此，對創(chuàng)客教育概念的界定，不應局限于學校的課程教育，而應回歸創(chuàng)客文化的規(guī)約，在創(chuàng)客空間等非正規(guī)學習空間中探究創(chuàng)客教育的內(nèi)涵與外延。若將學校正規(guī)教育中上述新型教育模式表述為“STEM教育+創(chuàng)客教育”，那么在創(chuàng)客空間非正規(guī)教育環(huán)境中則可對應地表述為“創(chuàng)客教育+STEAM教育”，后者是科技館、圖書館、創(chuàng)客空間等非正規(guī)學習環(huán)境中值得探究的新型學習模式。

3 非正規(guī)教育中的“創(chuàng)客教育+STEAM教育”

2012年美國創(chuàng)客教育計劃（Maker Ed）成立，作為一個非營利組織，該計劃致力于支持教育者和社區(qū)，特別是服務設施欠缺的地區(qū)，促進當?shù)啬贻p人體驗意義豐富的創(chuàng)造和學習過程。從成立以來，該計劃卓有成效地為年輕人制造了機會，在創(chuàng)造的過程中建立自信心，增強創(chuàng)意能力，培養(yǎng)科學、技術、工程、數(shù)學、藝術領域的學習興趣。以“每個孩子都是創(chuàng)客”為愿景，該計劃以課程或項目的形式對美國青年人創(chuàng)新精神的培養(yǎng)產(chǎn)生了重要的推動作用。

2015年科普產(chǎn)品國家地方聯(lián)合工程研究中心開發(fā)了麥穗創(chuàng)客教育（MESIS），以針對性的教育課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺下融合科學、自然、藝術等學科知識，培養(yǎng)創(chuàng)客的創(chuàng)新能力、數(shù)理能力、寫作能力、表達能力和空間思維能力，探索針對青少年不同年齡段的創(chuàng)客教學特征，開發(fā)匹配的教學模式、特色課程、教學工具以及配套服務系統(tǒng)。麥穗創(chuàng)客教育學年課程體系包括機械總動員、電子入門、軟件入門、足球車、讓小車動起來、智慧生活、音樂攝影、機械臂機器人等[5]。

可見，在非正規(guī)教育機構，創(chuàng)客教育也常常伴隨與之同源的STEAM教育，復合形成“創(chuàng)客教育+STEAM教育”模式。究其緣由，創(chuàng)客教育強調(diào)的創(chuàng)新精神實質上是一種創(chuàng)新式的學習思維能力，但能力的培養(yǎng)無法脫離基礎知識的學習。創(chuàng)客教育可謂是一種基于基礎學科知識的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，離開具體的學科背景，創(chuàng)新也就無從談起。因此非正規(guī)教育機構中的創(chuàng)客教育應是基于STEAM情境的創(chuàng)客教育。在日前召開的創(chuàng)客教育培養(yǎng)促進計劃會上，中國科協(xié)全國委員會委員李象益認為，創(chuàng)客教育應擺脫培訓色彩，讓學生創(chuàng)造自己的問題，探索找到自己的答案[6]。

從2007年第一臺開源桌面3D打印機RepRap問世開始，創(chuàng)客運動邁入了新的發(fā)展階段。以消費者為中心的3D打印機制造商MakerBot誕生，激勵著整整一代的創(chuàng)客，為其打開了桌面制造的新時代，其影響力堪比30多年前第一臺個人電腦帶給人們的沖擊[7]。3D打印機成了創(chuàng)客空間的標配設備，是世界各地制匯節(jié)（Maker Faire）的重頭戲。不少科技館也抓住了3D打印這一創(chuàng)客標志性設備，將3D打印引入展廳、工作坊、開放性實驗室等空間中進行展示或開展教育活動。

中科館在展廳里引入了3D打印設備，開展“3D模型設計與打印”創(chuàng)客教育活動。利用科技館現(xiàn)有的3D打印機，帶領觀眾設計并打印出自己的創(chuàng)意模型。由于3D打印過程較慢，該教育活動的時間安排在30分鐘左右。在輔導員介紹了軟件的使用方法后，主要的時間交給觀眾進行3D模型的設計與打印。主要是通過向觀眾介紹如何使用3D模型制作軟件Meshmixer與3D打印軟件UP，了解三維模型的設計過程與打印過程。最后讓觀眾自己發(fā)揮創(chuàng)意，利用Meshmixer的模型庫進行拼接、改進、設計屬于自己的模型并最終打印出來[8]。

上海科技館設計師搖籃展區(qū)的“3D打印世界”展項運用現(xiàn)代展示設計理念，并融合了最新3D打印、三維立體掃描、多媒體互動展示等技術，展現(xiàn)了從實物信息采集、3D模型設計到快速3D打印成型的全過程，讓觀眾在近距離感受3D打印技術神奇的同時，也充分享受到個性化紀念品制作所帶來的樂趣。除了在打印區(qū)可清晰觀看兩臺不同成型技術和材料的3D打印機打印過程外，還可以在三維掃描區(qū)通過工作人員對實物掃描的操作演示，在計算機中建立三維模型。“3D打印世界”分成三維掃描區(qū)、3D互動建模區(qū)、3D打印體驗區(qū)和3D打印產(chǎn)品陳列區(qū)四個區(qū)域，在占地不足100平方米的展示面積中展示了3D打印技術的各個方面，運用實物陳列、圖文展示、視頻播放等手段對3D打印機的工作原理、發(fā)展趨勢及全新應用等進行全方位的展示[9]。

4 創(chuàng)客教育概念探析

在創(chuàng)客運動全球化浪潮中，世界各地創(chuàng)客空間如雨后春筍般建立起來，目前全球范圍內(nèi)已有上千家創(chuàng)客空間，特別是在中國，從2011年國內(nèi)第一家創(chuàng)客空間――上海新車間成立以來，創(chuàng)客空間發(fā)展勢頭迅猛，2015年經(jīng)過概念的升級，誕生了眾創(chuàng)空間這一概念，整合了已有的創(chuàng)客空間和類創(chuàng)客空間。這些新成立的創(chuàng)客空間大多建立在高校、圖書館、科技館等政府公益機構之中，依托母體的教育資源和聚合平臺，開展創(chuàng)客活動。目前階段這些創(chuàng)客空間雖已建立，但如何在其中開展卓有成效的創(chuàng)客活動，建立健全的機制，激發(fā)創(chuàng)客的熱情，促進創(chuàng)客作品的市場化輸出，成了亟待解決的問題。在建立在公益性機構中的創(chuàng)客空間中開展活動，要考慮到母體的教育職能，無論是學校的正規(guī)教育，還是圖書館、科技館的非正規(guī)教育，創(chuàng)客空間都需要與之協(xié)調(diào)，形成有機的生態(tài)系統(tǒng)，這些都促成了在當前如火如荼的創(chuàng)客運動對創(chuàng)客教育的需求。

《Make》雜志創(chuàng)始人戴爾?多爾蒂（Dale Dougherty）將創(chuàng)客分為了零―創(chuàng)客，創(chuàng)客―創(chuàng)客，和創(chuàng)客―市場三階段。零―創(chuàng)客：創(chuàng)客的起點千差萬別。但都有共通之處，他們受靈感的驅使，產(chǎn)生從購買產(chǎn)品到動手真正制作產(chǎn)品的沖動。從零到創(chuàng)客，最重要的兩個方面是學習必要技能和獲得生產(chǎn)制造的必要方法。創(chuàng)客―創(chuàng)客：這一階段的一大特點是相互協(xié)作和接觸其他創(chuàng)客專家。在這一階段，創(chuàng)客同樣為現(xiàn)有平臺做出了貢獻。此階段強大的驅動力在于技術革新和自我表達和創(chuàng)造欲。創(chuàng)新和與他人分享的欲望催化了創(chuàng)客-創(chuàng)客的交流和知識技能的流動。創(chuàng)客―市場：從工作坊到數(shù)字化群體，發(fā)明創(chuàng)新的浪潮源源不斷，知識由此流動并聚集。一些發(fā)明和創(chuàng)造可以吸引更加廣泛的受眾，這些杰出的作品從眾多創(chuàng)客產(chǎn)品中脫穎而出，贏得商機。盡管大部分創(chuàng)客創(chuàng)造產(chǎn)品的初衷并不含有商業(yè)動機，但少數(shù)轉化為商品的創(chuàng)客作品影響力也不容小覷[10]。

本文認為廣義的創(chuàng)客教育就是在創(chuàng)客發(fā)展的上述三環(huán)節(jié)中給創(chuàng)客以幫助與指導，開展創(chuàng)客培養(yǎng)工作，促成創(chuàng)客的自我養(yǎng)成：在零―創(chuàng)客這一階段，培育潛在創(chuàng)客，開展創(chuàng)客挖掘，在創(chuàng)客―創(chuàng)客階段，提供去中心化的創(chuàng)客交流平臺，開展創(chuàng)客培養(yǎng)，在創(chuàng)客―市場階段，在眾創(chuàng)空間生態(tài)鏈中幫助創(chuàng)客產(chǎn)品從創(chuàng)客空間順利進入下一加速器環(huán)節(jié)，對創(chuàng)客產(chǎn)品成果進行篩選和加速轉化。由此可見，創(chuàng)客空間的內(nèi)核是創(chuàng)客教育，要徹底、充分地實現(xiàn)上述三環(huán)節(jié)的創(chuàng)客教育目標，單一的創(chuàng)客空間是很難做到的，需要更大的資源聚合平臺，并將創(chuàng)客空間升級為包含多種形式的孵化器、加速器的眾創(chuàng)空間平臺。

5 廣東國際創(chuàng)客中心對廣義創(chuàng)客教育的探索

2015年廣東科學中心聯(lián)合中國科學院先進技術研究院成立了首個省級國際創(chuàng)客中心――廣東國際創(chuàng)客中心，落戶廣東科學中心，立足廣州大學城的科技人才資源，依托中國科學院和區(qū)域產(chǎn)業(yè)需要，進一步延伸廣東科學中心的平臺服務功能，共同建設“創(chuàng)客發(fā)掘工程”“創(chuàng)客苗圃工程”“成果轉化加速器工程”和“互聯(lián)網(wǎng)+工程”的線上線下一體的創(chuàng)客生態(tài)四大體系，大力推進教育與創(chuàng)業(yè)引導、創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結合、加速成果轉化[11]。

其中“創(chuàng)客發(fā)掘工程”“創(chuàng)客苗圃工程”“成果轉化加速器工程”有力地展示了廣義創(chuàng)客教育在零―創(chuàng)客，創(chuàng)客―創(chuàng)客，創(chuàng)客―市場三個成長階段中給予創(chuàng)客的指導與幫助，不僅落實了“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的國家戰(zhàn)略，還踐行了廣義的創(chuàng)客教育，并且融入了STEAM的情境，形成了面向STEAM的廣義創(chuàng)客教育格局，這三個子工程的內(nèi)涵如下：

5.1 創(chuàng)客發(fā)掘工程

面向廣州大學城的學生，通過一站式創(chuàng)業(yè)孵化服務生態(tài)創(chuàng)客孵化基地，秉承科學精神與人文精神，采取教育、交流、支撐、孵化一體的創(chuàng)客教育模式，培養(yǎng)引導，使?jié)撛趧?chuàng)客建立學習興趣，通過創(chuàng)客空間、創(chuàng)客課程教育，向廣大學生普及創(chuàng)客知識，推廣創(chuàng)客文化，并通過開源硬件等創(chuàng)客工具和產(chǎn)品的系列入門課程，使廣大學生具備創(chuàng)客的基本技術技能，養(yǎng)成動手能力、創(chuàng)新思維、協(xié)作意識和分享精神，最終激發(fā)創(chuàng)意實現(xiàn)，解決實際問題。

5.2 創(chuàng)客苗圃工程

對于懷揣創(chuàng)新思想、項目的創(chuàng)客們，通過“苗圃―孵化器―加速器”一體化的全程孵化鏈條，打造成為集“創(chuàng)客服務、孵化器、產(chǎn)研對接”三大功能于一體的開放性創(chuàng)客服務平臺。執(zhí)行嚴格的準入門檻，通過項目路演、專家評審等方式選拔優(yōu)秀大學生、草根創(chuàng)業(yè)人士和創(chuàng)業(yè)團隊進入，為其提供免費的辦公空間、工作設施和網(wǎng)絡設施;提供項目的發(fā)展前景評估;為創(chuàng)業(yè)者提供從創(chuàng)客教育、搭建公共技術服務平臺、資本融合、孵化加速服務等一站式的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務。

5.3 成果轉化加速工程

創(chuàng)客中心計劃與企業(yè)共同建設各類主題創(chuàng)客營，如：為充分推動創(chuàng)客創(chuàng)新思維、學習和實踐，擬與英特爾等知名芯片公司積極合作開展創(chuàng)客創(chuàng)新支持，依托中國科學院的科研力量與英特爾公司完善的硬件生態(tài)以及國際影響力，共同在創(chuàng)客研發(fā)材料支持、創(chuàng)新課程、創(chuàng)業(yè)指導等方面為硬件創(chuàng)新創(chuàng)客提供完備的支撐，面向創(chuàng)客業(yè)界啟動招生;為推進中國科學院的先進技術向生活、藝術的轉化，進一步促進科技與藝術的結合，擬與珠寶、藝術、禮品等產(chǎn)業(yè)，共同面向藝術領域的創(chuàng)客提供藝術輔導、創(chuàng)意交流、創(chuàng)業(yè)支持，積極開展虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人機互動等領域內(nèi)科技與藝術結合項目的策劃和落實工作。與眾籌平臺合作，實現(xiàn)創(chuàng)客項目從創(chuàng)意期到孵化期、上市期的無縫結合，以網(wǎng)上網(wǎng)下市場銷售、虛擬孵化和戰(zhàn)略投資，推動相關創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

6 結論

創(chuàng)客教育作為一種新的教育模式，不僅適用于學校正規(guī)教育，也適用于科技館的非正規(guī)教育。把與創(chuàng)客教育同樣誕生于創(chuàng)客文化的STEAM教育作為參照系，可以更好地把握創(chuàng)客教育的內(nèi)涵。通過概念的比較與辨析可見兩種教育模式聯(lián)系密切，且互為補充。“創(chuàng)客教育+STEAM教育”是非正規(guī)教育環(huán)境下理想的教育模式。廣義的創(chuàng)客教育是科技館等非正規(guī)教育機構創(chuàng)客空間可持續(xù)發(fā)展的驅動力。中國科技館、上海科技館、廣東科學中心等科技場館已對創(chuàng)客教育進行了嘗試，廣東科學中心建立的眾創(chuàng)空間打破了科技館通過展項和科普教育活動等傳統(tǒng)的科技傳播方式，不僅局限于科技館單一主體，更聯(lián)合了具有創(chuàng)客教育經(jīng)驗的中國科學院創(chuàng)客學院，為科技館的眾創(chuàng)空間嵌入了創(chuàng)客教育的強大內(nèi)核，其下設的三個子工程有力地印證了廣義創(chuàng)客教育的內(nèi)涵，并融入了STEAM科技與藝術跨界融合的情境，對科技館創(chuàng)客空間中的創(chuàng)客教育進行了創(chuàng)新性的探索與實踐。

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