基于STEAM理念的创客教育实践研究.docx

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1、基于STEAM理念的创客教育实践研究摘知STEAM教育推行各学科粽合的发展理念，是培养创新性人才、促进创客找育发展的有效模式。初中阶段要推进创客教育，最可行的方法就是将STEAM学习与学科教学结合起来，以学习方式的转变促进学生学科素养和核心索养的养成。本文我行向行知先生创造教育理论，把科技创新类活动由单一的兴趣活动、科技小发明等活动逐渐发展到STEAM目教育阶段。把STEAM教育及创客教育的研究方法和形式性合到本校实践活动中来，根据实际怙况设计具有学科挣包、融合多学科知识的科技探究活动，从而激发学习的兴趣，培养学生的科技创新能力，提升学生的科学素养。关词：STEAM；创客；创新能力一、引言创造

2、教育理论的开拓者和奥基人陶行知先生认为，创造是民族生生不息的活力，是民族文化中的精髓.STEAM理念和创客教育是当前国内外两个热门的教育议题。2016年6月教育部发布的教育信息化“十三五”规划明确指出:有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新,也识和创新能力，养成数字化学习习愦，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支援引领作用。近几年STEAM教育、创客教育方兴未艾，正是陶行知先生的理论现实化、时代化的正要体现。STEAM是指科学(Science)、技术(Techno1.ogy)、

3、工程(Engineering)-艺术(Art).数学(Mathematics),STEAM教育是多学科有机融合的教育模式，是提升学生科学、技术素养等多种学科核心素养的有力途径。创客一般指将创意转化为现实勇于创造的一群人。创客教育是基于学生兴趣，以PB1.为学习方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。2要将创客教育结合STEAV理念，用学科融合的思维，推动学生创新能力的培养，以学生创新能力的发展进步提升STEAM教育的“技术含量”。对中学生而言，创客教育在学生综合素养方面发挥的作用是非同凡响的，也是无法替代的.二、创客项目化学习探索

4、历程和现状学校通过大量的外派教师学习、参加各级科技创新大赛以及中小学电脑制作比赛以及科技指导教师自学等方式，同时加强与苏州中学园区校的交流与合作，在几代我职科技教册的不懈努力F.的创客教育活动形成了完推的体系，也取得了不错的成绩。但是实际应用中，很多很多教师缺乏对创客教育的深入理解，对创客教学的理论研究、教学方法研究不够深入。传统的课常教学是以教师讲解、演示为主，学生主要是重史教师的操作，大大限制了学生的创造力，不利于学生自主创新能力的培养。加之，创客课程资源建设不完善，教材内容建设有待加强，内容的真正本土化和校本化需要进一步完善。三、创客项目活动案例分析(一)创客项目化学习案例-臼制简易起亚

5、机1、项目来源在建筑工地，运辘和起吊建筑材料是必不可少的，其中起重机的作用非常重要的.目前，中学生的抽象思维能力尚不成熟，对“杠杆平衡条件”的理解较为困难，因此，在基于STEM教育理论基础上，以PB1.的学习方式，开展“自制简易起重机”项目的探究，将深奥的科学理论知识融合了生动直观的活动实践，使学生更深入地理解知识，并学会应用知识解决实际问题。2、项目实施过程:陶行知说：“劳力而不劳心，则一切动作都是囿于故常，不能开创新的途经：劳心而不劳力，则一切思想难免弃之又去，不能印证于经验”，只有“在劳力上劳心，用心以制力”的人才可以实现创造教育.因此，在项目实施过程中，引导学生自主探究，通过查阅文献、

6、网络检索,提出一些科学合理的问题，解决现实起重机的问题，会试探索型杠杆平衡条件的运用并堂试设计制作出更稳定、动力更足的起重机。研RI起里机的原理：杠杆、帕斯卡定律问题与思考：分析起重机为什么不能游动方向： 起重机的功能：运输和起吊建筑材料制作原材料：大小不同的木板、长度不同的木条、注射器、姆丝钉、起子、热络股棒、硬纸板、竹签、剪刀、细线等 问法调浅:调问卷的制作和统计分析结果； 综合其他学科能力I利用木板、注射器、铁钉、硬纸板等物品实际动手蚁用起左机的能力；解决制作起重机过程中涉及的计算问题，学会从数学的角度处埋工程何SS的能力.如何将起重机前置抬得更探等；如何解决起电机有些部位运动起来不够灵

7、活,摩擦阻力较大的问题:如何解决起重机各个部位的连接处会不鲂稳定，操作过程中容易发生形变的问题。设计与创新，通过分析理论知识解决如何煽大起重机最大起吊物里的方法：探究电磁起球机的用法和原理：通过上述环节，组织学生分组讨论制作方案。通过上网会找资料，了解更多有关起重机的信息，寻找设计思路，画出设计图（图1）并进行交流，讨论分析方案可行性。将此次项目延伸到了课后，引导学生回到生活中，利用身边常见、易加工操作的材料，或是废物利用，自备起束机模型制作材料。通过网络，老师和学生讨论分析询定制作材料。学生经过前期的头脑风暴和资助探究制作了两类起重机模里，如图2所示利用两个注射器制作简易液压系统，用长短不同

8、的长木条和螺丝钉组成杠杆，利用热熔胶固定注射器简，如图3所示利用硬纸板、热熔胶机座，利用剪刀、竹签、硬纸板制作起重机的大河：利用棉线、竹签，通过制形硬纸板旋转带动竹签绕线、放线实现起重机大臂的升降，最后用一节干电池作为机座的转动釉。图3、项目测试与优化聘制作好的起重:机，起吊重物并测试本组起重机所能起吊的最大物Ii1.分析和比较不同小组的测试结果，寻找问题与不足。评估在测试的过程中，起揖机存在哪些问题。比如注射器内空气较多，影响液压效果：起玳机有些部位运动起来不够灵活，摩擦阻力较大：起亚机各个部位的连接处会不够稳定，操作过程中容易发生形变：所以在选材上注重材料的硬度。4,项目成果与获奖展示“自

9、制简易起重机模型”项目参加江苏省第二届STEM优秀教学案例评比活动，获得情况如下图。4、项目总结与反思简易起重机项目取材简单、轻巧，但能够充分锻炼学生的实际动手能力和解决实际问题的能力，学生通过白制简易起重机模型进一步理解、掌握了杠杆平衡条件的运用，并通过此活动引导学生课后进一步探究实际生活中起IR机传动系统采用什么原理？如何通过滑轮来增大起吊物重呢？以此问题激发学生对实际生活中起重机的液压系统的兴趣，如油压与水压的优缺点等.另外，生活中还有电磁起重机，可以在自制好的起重机模型上加上电磁铁、电源导线即可，起吊重物和找出铁磁性材料。(一)创客项H化学习案例-智能风扇的设计1、项目背荒(1)智能风

10、扇概况随着人们生活水平的提高，空调的使用越来越普及，但是由于空调的海耗能、造价高，并不能完全替代风扇。风扇价格便宜、风力柔和、耗能低、比较环保，所以风扇仍旧是很多人的消暑工具。随着科技的发展，风扇也在不断的开破改造，市面上出现了很多的智能风扇产品。但这些产品的智能化一般只表现为提供更贴近自然风的风速档次，并没有真正的实现“智能”。(2)项目研究的意义陶行知认为，疑难是创造之师，是学生追求真理、创造的内胆力，有了它，教师勿鹰频挥教鞭，学生仍自进不息。酷出炎炎的受日，电风扇作为一种小家电，具有价格便宜、摆设方便、体积轻巧、相对省电等众多优点，是众多家庭必不可少的消熨物品。但是目前的电风扇只仃基本风

11、扇功能，无法实现智能和无线控制,很多普通风扇系统不能自动调整风扇的转速.在一定程度上造成能源的浪费,怎么解决这个问题呢？我们通过学习STEAM教学理论，对“聪明的风扃”进行了案例分析，进一步开展探究性学习。2、项目特色聪明的风扇项目取材简雌，内容丰常，融合了外观设计、程序设计、工程制作、科学评价等STEAM课程特色，来源生活又服务下生活.在项目中与实际生活息息相关的风扇进行教学资源至整，学科融合，学科整合，内容循序渐进，通过动手实践培养学生的动手能力，依据学生的好奇心、好动特点选择项目，让学生的知识、能力、态度稳步提升,让学生在实践中学习，在探窕中深入，在体验中体验创新，培养学生的实践能力、思

12、维能力和创新能力，全面提升学生的科学、信息等相关核心素养。3、项目目标(I)J解聪明的风扇的科学原理.(2)知道人体红外传感器、声音、温度、光传感器的用途，能利用XDing编程,实现智能化管理。(3)让学生了解STEM工程设计、应用过程及其各个环节，知道设计、应用是动态而有章可循的，理解项目的设计过程是不断迭代发展的。(4)在项目的构思,设计、优化环节，进一步培养学生的合作精神和团队意识.(5)通过艺术再创造、交流、评价、展示环节，感受技术设计与应用去解决问题过程的艰辛与曲折，进步培养学生的创新意识和创新能力。(6)初步形成和保持对STEM工程设计、应用技术问题的敏感性和探究欲里。4、项目实践

13、过程(1)研究小组分工确定研究主题后，成立研究小组，尝试拟定计划和方案，并根据总任务进行人员的分工和项目的细化：姓名分工备注同学甲1.实验数据记录:2,撰写研究报告；3.协调整合.组长同学乙1 .实验测试：2 .外形设计搭建。组员同学丙1 .查阅资料：2 .编程。组员(2)研究步骤第一步：确定项目研究目标，准备材料，查找文献：第二步：搭建电路，测试并记录实验数据：第三步：搭建项目外形，安装好电路,并在不同环境下测试并记录实眩数据:第四步：进步改进，最后完成项目。（3）研究过程第一稿：初尝喜果在网上查阅资料和调查研究的基训上，学生们给电风扇增加了人体感应模块，这样的风扇可以智能的识别人类，实现人

14、靠近时候自动旋转，人高开的时候臼动关闭的效果，在外形设计上采用了非常有桎定性的房子造型，可是在实际测试中发现这个造型过于庞大冗余，且在程序设计中发现人体感应模块在感应到人之后只驱动风扇转动30秒左右，无法满足的实际需求，因此对外形和程序以及功能性上进一步优化，制作的实物图片第二稿：进步优化经过进一步调卷研窕以及更充分的小组讨论，引入STE.AM理念思维方式对风扇进行了进一步的修改和优化，首先对外形进行了优化，选择了学生最常用的箔筒造型，这样造型既美观又更简洁实用：其次对风扇的档位进行了智能化调整，运用温度传感器作为档位的开关，让风扇根据温度的变化自动转速，这样既省时省力又达到节约能源的目的：再

15、次运用PM2.5传感器检测适时空气中PN2.5的值，同步显示在1.ED显示解上，同时当PM2.5的值达到预设值时候，姬鸣器报答声响起，且风扇启动：最后风扃可以与手机APP连接，可以及时读取所有传感器状态，以及进行相应的控制。5、项目成果与获奖展示“智能风扇”项目参加江苏省科技创新大赛评比活动，获得江苏省中学生组二等奖。6、项目总结与反思陶行知先生认为“先生的责任不在教，而在教学，在教学生学”，由此可见反思的重要性。基于STI-M理论的创客教育探究活动，充分运用科技指导教册在已有的知识和实践经验基础上，为学生设计出一套完整的学习方案，以问题和项目学习为主，利用实践活动来培养他们的创新能力，是学校开展科技创新实战活动到创客培养的必经之路。科技创新教育趋向于规范化、项目完整化、课程化方向发展，未来准备开发校本创客学习课程，为有兴趣的教师与学生服务。利用科技创新大赛比赛平台，促进科技教师的发展和成长，为学生科技发明创新提供展现自我的机会。通过学习创客教育发展方面先进学校的经验不断完善我校的课程体系，为中小学科创教育起到示范用领作用，促进江苏中小学科创教育的深入发展。参考文献：1教按斤函201576号.教育部办公斤关于征求对关于十三五期间全面深入非进技音信息化工作的指导点见(征求:ftJ1.幅)意见的通知Z.