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创客空间与动手实践能否提升STEM兴趣与学业表现?

关于创客空间和动手实践是否能提升STEM兴趣与学业成绩的循证答案,需注意年龄、环境及教师培训等因素的影响。

直接答案

是的,创客空间与动手实践能够提升对STEM(科学、技术、工程、数学)的兴趣与学业表现,但其效果在很大程度上取决于年龄阶段、应用场景以及教师的准备程度。对于低龄儿童(3-8岁),创客空间能增强他们在数字/技术学习中的参与度,并与早期创造性实践相契合[3]。对职前教师而言,社区创客空间体验可减轻其对内容的畏惧感,并提升自我教学效能感[2]。然而,许多教师缺乏创客空间的相关经验——冰岛仅有17%的幼儿教师熟悉这一概念,而博物馆/图书馆工作人员中这一比例达72%——且学校中关键STEM工具(如3D打印机、编程套件)的配备极为稀缺[1]。当项目具备包容性,通过开放参与和迭代过程支持学生发挥主动作用时,其效益最为显著[5]

5篇文献引用

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对幼儿有效吗?是的——只要教学法适合他们的年龄。

对于3至8岁的儿童,创客空间能够提升他们对STEM(科学、技术、工程和数学)的兴趣与学习效果,但前提是这种方法必须以儿童为中心,并符合幼儿自然的学习方式。2023年英国北部的一项研究将“创客盒子”(包含故事袋、语言/数学活动及动手任务)引入17个幼儿课堂。教师反馈显示,儿童在创造力、批判性思维和协作能力方面均有显著提升——这些能力通过基于“有效学习特征”的创客空间学习评估框架进行测量[3]。关键在于,创客空间的教学法应模仿幼儿教育中已有的游戏化、探索性实践,而非僵化的STEM课程。

然而,2020年一项针对633名教育工作者(其中254名来自冰岛)的欧洲调查发现了一个重大差距:只有17%的幼儿教师熟悉创客空间概念,而图书馆和博物馆工作人员中这一比例高达72%。此外,学校中3D打印机或编程套件等STEM工具的常规使用几乎不存在——绝大多数教师表示这些工具从未可用[1]。因此,尽管潜力真实存在,但大多数幼儿因学校缺乏工具和教师专业知识而无法获得相关体验。

那年龄较大的学生和实习教师呢?它能减少恐惧,建立自信。

对于职前(实习)小学教师而言,在社区创客空间中的实践经历改变了他们对STEM的态度。2023年美国一项案例研究跟踪了12名职前教师,他们参与了一门包含社区创客空间体验的科学/数学教学法课程。尽管面临比常规课程更具开放性的挑战,参与者报告称“对内容的畏惧感减少”,且“在自我效能感方面更具主动性”——这意味着他们感到自己更有能力教授STEM课程[2]。这一点至关重要,因为对STEM充满信心的教师更有可能激发学生的兴趣。

同一项研究指出,非正式的创客空间体验在美国传统上并非教师培训的一部分,然而教师却越来越被期望主导STEM活动。将此类体验纳入培训,有助于让STEM对更广泛的未来教育工作者群体更具可及性,从而推动教师队伍的多元化[2]

哪些条件能让创客空间真正惠及所有学生?开放参与与迭代。

创客空间并不会自动提升学生对STEM的兴趣——它们需要经过精心设计,才能将历史上被STEM领域边缘化的学生纳入其中。一项2025年针对非正式STEM项目(受创客运动启发)的民族志评估,在4个地点研究了5组来自低收入家庭和有色人种社区的11至13岁青少年。研究人员识别出三种促进学生融入的角色:“强化者”(鼓励同伴)、“示范者”(向他人展示方法)和“见证者”(观察并学习)。这些角色只有在同时满足三个条件时才会出现:开放参与(任何人可随时以任何程度加入)、迭代(失败后重新尝试)以及并行参与(与他人一起从事不同任务)[5]

这意味着创客空间的结构与工具同样重要。如果某个项目只是简单投放一台3D打印机,却没有营造这些条件,就可能无法吸引那些原本不认为自己是“STEM人才”的学生。研究发现,学生不仅是包容性的接受者,更会成为包容性的推动者——这一结论有力地支持了创客空间的设计应注重协作与反复尝试,而非仅仅服务于个人项目。

本文引用的文献

1

幼儿教育中的创意工坊:学校、博物馆及创意工坊工作人员的经验与看法

仅有17%的冰岛幼儿教师了解创客空间,而博物馆/图书馆工作人员中这一比例达72%;学校中能定期使用3D打印机等STEM工具的情况也十分罕见[1]。

2

创客空间与制造数据:从职前教师在社区创客空间中的STEM体验中学习

在社区创客空间中,职前教师尽管面临比课堂上更多开放性的挑战,但他们对内容的畏惧感有所降低,教学效能感也显著提升[2]。

3

创客空间与早期教育中有效学习的特征

在17个幼儿课堂中,创客空间活动通过创客空间学习评估框架[3]的测量,提升了儿童的创造力、批判性思维和协作能力。

4

《创造即学习:课堂中的制作、修补与工程》

《创造即学习》一书认为,动手制作与修补调试符合"做中学"的自然学习规律,但本文仅为会议论文描述,并非实证研究[4]。

5

以学生为中心促进包容:一项非正式STEM教育项目的民族志评估

在一个面向11至13岁边缘化社区青少年的非正式STEM项目中,学生们扮演了促进包容性的角色(强化者、示范者、见证者),这些角色得到了开放参与、迭代实践和并行互动的支持[5]。