李永珊

摘 要：在我國(guó)，STEM教育的重要性近年來(lái)逐漸成為各界的共識(shí)，備受關(guān)注，STEM的教育理念越來(lái)越受到廣泛的重視。面對(duì)新形勢(shì)新時(shí)代要求，科學(xué)館作為地區(qū)的科學(xué)教育中心有效結(jié)合STEM教育手段，拓寬科學(xué)普及渠道。本文通過(guò)闡述STEM教育在各國(guó)的重視，以Scartch程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為實(shí)例演示創(chuàng)客課程，提出對(duì)科學(xué)館實(shí)施開(kāi)展創(chuàng)客STEM教育的方法。

關(guān)鍵詞：STEM教育；Scartch程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言

在我國(guó)，STEM教育的重要性近年來(lái)逐漸成為各界的共識(shí)，備受關(guān)注，STEM的教育理念越來(lái)越受到廣泛的重視?？茖W(xué)館以實(shí)施科學(xué)普及為主線，面對(duì)新形勢(shì)新時(shí)代要求，科學(xué)館作為科學(xué)中心可以有效結(jié)合STEM教育手段，拓寬科學(xué)普及渠道，提高科學(xué)普及受眾面。STEM教育對(duì)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要意義，科學(xué)館憑借科學(xué)中心的平臺(tái)，做到館內(nèi)與STEM教育有效結(jié)合，從小入手，為我市培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

1 STEM教育在各國(guó)發(fā)展

美國(guó)在80年代在《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報(bào)告中首次提出“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)”教育的綱領(lǐng)性建議。英國(guó)在2002年的時(shí)候就把STEM教育正式寫(xiě)入政府文件。德國(guó)2008年出臺(tái)了《德累斯頓決議》中把STEM教育作為國(guó)家教育發(fā)展的重要目標(biāo)[1]。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，STEM教育是科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的教育?？茖W(xué)館作為科學(xué)教育中心的大平臺(tái)，通過(guò)開(kāi)展STEM探究實(shí)踐教育活動(dòng)，增強(qiáng)廣大學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科的興趣。[2]

2 創(chuàng)客新名詞

通過(guò)開(kāi)展公益創(chuàng)客活動(dòng)作為推進(jìn)方式，專業(yè)科普輔導(dǎo)員以實(shí)例教講演示簡(jiǎn)單的編程實(shí)施作為STEM教育推廣方法，初步啟發(fā)小學(xué)生的興趣，逐步創(chuàng)建主題創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步培養(yǎng)小學(xué)生動(dòng)手能力。創(chuàng)客是一群酷愛(ài)科技、熱衷實(shí)踐的人群，以分享技術(shù)，交流思想為樂(lè)，以創(chuàng)客為主體的社區(qū)makerspace則成為創(chuàng)客文化的載體。

3 Scartch程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)的編程是01計(jì)算機(jī)算法，隨著社會(huì)發(fā)展的需求，尤其面對(duì)小學(xué)生編程的程序語(yǔ)言，出現(xiàn)了一種新型的簡(jiǎn)單的程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言——Scartch語(yǔ)言，這種新的編程語(yǔ)言方式，是通過(guò)文字模塊堆積來(lái)實(shí)現(xiàn)編程的。面向兒童簡(jiǎn)易編程工具，不僅易于孩子們的使用，又能寓教于樂(lè)，讓孩子們獲得創(chuàng)作中的樂(lè)趣。Scartch是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以用來(lái)設(shè)計(jì)故事、動(dòng)畫(huà)、游戲、音樂(lè)和美術(shù)作品；非常簡(jiǎn)便易用，很容易上手，即使是學(xué)前孩子也能在老師和家長(zhǎng)引導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出有趣的作品，實(shí)現(xiàn)程序；非常適合小學(xué)階段信息教育課程，在國(guó)內(nèi)有很多成功的實(shí)踐；功能非常強(qiáng)大，可以把Scartch的應(yīng)用擴(kuò)展到輔助中學(xué)教育物理數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，尤其適合三角、解析幾何等。Scartch界面語(yǔ)言設(shè)置共有18種語(yǔ)言進(jìn)行選擇，適合我國(guó)使用的是“簡(jiǎn)體中文”，Scartch界面包含菜單欄、標(biāo)題欄、工具欄、控制按鈕、舞臺(tái)區(qū)、新增角色按鈕、角色列表區(qū)、背景設(shè)置區(qū)、指令模塊區(qū)、腳本區(qū)。指令模塊包含腳本、造型和聲音。

4 如何使用Scartch程序語(yǔ)言

下面以編輯小貓會(huì)動(dòng)為例：新增一個(gè)角色——小貓，將動(dòng)作指令拖進(jìn)指令模塊區(qū)、并設(shè)置動(dòng)作數(shù)值度數(shù)。動(dòng)作指令：移動(dòng)10步，向右旋轉(zhuǎn)15度，向左旋轉(zhuǎn)15度，面向90度方向，移到x：19，y：-16，移到鼠標(biāo)指針，在1秒內(nèi)滑行到x：19，y：-16，將x坐標(biāo)增加10，將x坐標(biāo)設(shè)定為0，將y坐標(biāo)增加10，將y坐標(biāo)設(shè)定為0，碰到邊緣就反彈，將旋轉(zhuǎn)模式設(shè)定為左右翻轉(zhuǎn)。通過(guò)以上指令的堆積，實(shí)現(xiàn)會(huì)動(dòng)的小貓。

在前面的簡(jiǎn)單入門學(xué)習(xí)的課程后，可以加入實(shí)物的實(shí)際配合，演練編輯的程序，實(shí)現(xiàn)功能。下面以模擬智能停車場(chǎng)為例展開(kāi)說(shuō)明：使用Scartch程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編程小車會(huì)動(dòng)的程序，再結(jié)合使用巡線傳感器、紅外線傳感器、超聲波傳感器三大傳感器實(shí)現(xiàn)智能停車場(chǎng)的模擬演示。巡線傳感器是可以實(shí)現(xiàn)小車行走的軌跡，紅外線傳感器和超聲波傳感器是實(shí)現(xiàn)小車停入指定停車空位后車位感應(yīng)燈的變色，由綠色變成紅色的轉(zhuǎn)變，綠色代表車位可以使用，紅色代表車位已經(jīng)停入車輛。

5 科學(xué)館如何開(kāi)展STEM教育

實(shí)現(xiàn)大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新，教育是基礎(chǔ)。創(chuàng)客教育是時(shí)代的要求。學(xué)校教育越來(lái)越僵硬，以應(yīng)試教育為基礎(chǔ)，升學(xué)率分?jǐn)?shù)為發(fā)展觀，毫無(wú)疑問(wèn)，學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神正在慢慢丟失，甚至喪失。而創(chuàng)客教育能改變學(xué)習(xí)。創(chuàng)客教育是多種教育特性的有效結(jié)合體，是創(chuàng)新教育、體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等思想為一體，契合了學(xué)生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性。創(chuàng)客教育主要以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺(tái)下，融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問(wèn)題的能力。其實(shí)，創(chuàng)客離我們一點(diǎn)都不遙遠(yuǎn)，科學(xué)館絕對(duì)可以運(yùn)用自身的科學(xué)中心的優(yōu)勢(shì)，大膽配合學(xué)校的教育，開(kāi)展創(chuàng)客教育課程，或者創(chuàng)客興趣班。讓我們簡(jiǎn)單來(lái)思考一下：晚上，當(dāng)我們走過(guò)樓道是，燈會(huì)自動(dòng)亮起來(lái)了；夏天，到達(dá)一定溫度時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)了；倒車時(shí)，快接近障礙物時(shí)，車子就停下來(lái)了......這些簡(jiǎn)單的日常生活小問(wèn)題小事情，我們的創(chuàng)客教育是否可以做到？

科學(xué)館的創(chuàng)客教育可以通過(guò)五步教學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一是創(chuàng)意，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新精神；第二是設(shè)計(jì)，把創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)；第三是制作，學(xué)習(xí)和使用工具，到小組協(xié)作，動(dòng)手制作出產(chǎn)品；第四是分享，從個(gè)體認(rèn)知到集體認(rèn)知，集體智慧形成；第五是評(píng)價(jià)，對(duì)過(guò)程的評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程。當(dāng)然，創(chuàng)客教育不僅僅是機(jī)器人的組裝技巧的掌握和熟練的運(yùn)用，而是引導(dǎo)學(xué)生掌握扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展和成長(zhǎng)，創(chuàng)客教育，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)STEM是根本。創(chuàng)客教育讓廣大青少年學(xué)到是創(chuàng)客精神：好奇心、興趣、熱愛(ài)、改變、批判思維、設(shè)計(jì)思維。

參考文獻(xiàn)

[1]王素.王素解讀《2017中國(guó)STEM教育白皮書(shū)》[J/OL].

[2]馬克.哈克林，任杰.優(yōu)化科學(xué)中心對(duì)STEM教育的貢獻(xiàn)[J].自然科學(xué)博物館研究，2016，1（4）：11-16.