李永珊
摘 要:在我國,STEM教育的重要性近年來逐漸成為各界的共識,備受關(guān)注,STEM的教育理念越來越受到廣泛的重視。面對新形勢新時代要求,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。本文通過闡述STEM教育在各國的重視,以Scartch程序開發(fā)語言為實例演示創(chuàng)客課程,提出對科學(xué)館實施開展創(chuàng)客STEM教育的方法。
關(guān)鍵詞:STEM教育;Scartch程序開發(fā)語言
在我國,STEM教育的重要性近年來逐漸成為各界的共識,備受關(guān)注,STEM的教育理念越來越受到廣泛的重視??茖W(xué)館以實施科學(xué)普及為主線,面對新形勢新時代要求,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教育對建設(shè)創(chuàng)新型國家,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,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教育在各國發(fā)展
美國在80年代在《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告中首次提出“科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)”教育的綱領(lǐng)性建議。英國在2002年的時候就把STEM教育正式寫入政府文件。德國2008年出臺了《德累斯頓決議》中把STEM教育作為國家教育發(fā)展的重要目標(biāo)[1]。簡單來說,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,通過開展STEM探究實踐教育活動,增強(qiáng)廣大學(xué)生對STEM學(xué)科的興趣。[2]
2 創(chuàng)客新名詞
通過開展公益創(chuàng)客活動作為推進(jìn)方式,專業(yè)科普輔導(dǎo)員以實例教講演示簡單的編程實施作為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)客實驗室,進(jìn)一步培養(yǎng)小學(xué)生動手能力。創(chuàng)客是一群酷愛科技、熱衷實踐的人群,以分享技術(shù),交流思想為樂,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程序開發(fā)語言簡介
傳統(tǒng)的編程是01計算機(jī)算法,隨著社會發(fā)展的需求,尤其面對小學(xué)生編程的程序語言,出現(xiàn)了一種新型的簡單的程序開發(fā)語言——Scartch語言,這種新的編程語言方式,是通過文字模塊堆積來實現(xiàn)編程的。面向兒童簡易編程工具,不僅易于孩子們的使用,又能寓教于樂,讓孩子們獲得創(chuàng)作中的樂趣。Scartch是一種程序設(shè)計語言,可以用來設(shè)計故事、動畫、游戲、音樂和美術(shù)作品;非常簡便易用,很容易上手,即使是學(xué)前孩子也能在老師和家長引導(dǎo)下,設(shè)計出有趣的作品,實現(xiàn)程序;非常適合小學(xué)階段信息教育課程,在國內(nèi)有很多成功的實踐;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界面語言設(shè)置共有18種語言進(jìn)行選擇,適合我國使用的是“簡體中文”,Scartch界面包含菜單欄、標(biāo)題欄、工具欄、控制按鈕、舞臺區(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程序語言
下面以編輯小貓會動為例:新增一個角色——小貓,將動作指令拖進(jìn)指令模塊區(qū)、并設(shè)置動作數(shù)值度數(shù)。動作指令:移動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)。通過以上指令的堆積,實現(xiàn)會動的小貓。
在前面的簡單入門學(xué)習(xí)的課程后,可以加入實物的實際配合,演練編輯的程序,實現(xiàn)功能。下面以模擬智能停車場為例展開說明:使用Scartch程序設(shè)計語言編程小車會動的程序,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現(xiàn)智能停車場的模擬演示。巡線傳感器是可以實現(xiàn)小車行走的軌跡,紅外線傳感器和超聲波傳感器是實現(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)館如何開展STEM教育
實現(xiàn)大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新,教育是基礎(chǔ)。創(chuàng)客教育是時代的要求。學(xué)校教育越來越僵硬,以應(yīng)試教育為基礎(chǔ),升學(xué)率分?jǐn)?shù)為發(fā)展觀,毫無疑問,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、體驗教育、項目學(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)客空間的平臺下,融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識,培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。其實,創(chuàng)客離我們一點都不遙遠(yuǎn),科學(xué)館絕對可以運用自身的科學(xué)中心的優(yōu)勢,大膽配合學(xué)校的教育,開展創(chuàng)客教育課程,或者創(chuàng)客興趣班。讓我們簡單來思考一下:晚上,當(dāng)我們走過樓道是,燈會自動亮起來了;夏天,到達(dá)一定溫度時,風(fēng)扇自動旋轉(zhuǎn)起來了;倒車時,快接近障礙物時,車子就停下來了......這些簡單的日常生活小問題小事情,我們的創(chuàng)客教育是否可以做到?
科學(xué)館的創(chuàng)客教育可以通過五步教學(xué)方法來實現(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,把創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為具體項目的設(shè)計;第三是制作,學(xué)習(xí)和使用工具,到小組協(xié)作,動手制作出產(chǎn)品;第四是分享,從個體認(rèn)知到集體認(rèn)知,集體智慧形成;第五是評價,對過程的評價,關(guān)注學(xué)習(xí)過程。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用,而是引導(dǎo)學(xué)生掌握扎實基礎(chǔ)知識和促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展和成長,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、改變、批判思維、設(shè)計思維。
參考文獻(xiàn)
[1]王素.王素解讀《2017中國STEM教育白皮書》[J/OL].
[2]馬克.哈克林,任杰.優(yōu)化科學(xué)中心對STEM教育的貢獻(xiàn)[J].自然科學(xué)博物館研究,2016,1(4):11-16.