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摘要：明确了STEAM教育、创客教育对于湖南高职教育的创新型人才培养的重要意义，探究了STEAM和创客教育的内涵及异同和国内外研究动态。借鉴DNA双螺旋结构进行仿生研究，构建基于创新驱动的社会创客教育链和基于专业创新的学校创客教育链的“双螺旋”模型，诠释模型的特征和内涵，以期达到提升学生技能、开展创业、夯实专业基础、锻炼能力的目标，培养具有创新意识、创意思维、创业素养和创造能力的高层次应用型人才。
关键词：创客教育；双螺旋；STEAM学习
中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）33-0174-02
1 概述
进入20世纪末期，随着我国教育发展的国际化趋势明显加快，传统教育模式的各种弊端制约了我国教育事业的发展。教育部办公厅《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提出“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。基于STEAM学习的创客教育，作为一种培养未来综合性人才的教育模式，对于我国当前的经济社会发展与教育教学改革都具有重要意义；《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出“大众创业、万众创新”。李克强总理在政府工作报告中明确指出，要把“大众创业、万众创新”打造成推动中国经济继续前行的“双引擎”之一，创新驱动发展， 创新型人才的培养已经成为国家战略。
人才培养的关键在于教育的发展与改革，目前国内的学校教育是以教师为中心的应试教育占主流，所培养的学生缺乏运用跨学科知识解决实际问题的能力。而创客教育和STEAM教育更加尊重学生个体的差异，且继承了项目教学法、做中学、探究学习等以学生为中心的教学思想，能够培养师生的动手实践能力、科学探究能力和创新设计能力。未来10年创客教育和STEAM教育将实现学校传统教育模式的变革，将塑造一种全新的教育模式。欧美等国家的开展已经比较成熟，国内正处于起步阶段，而湖南高职在这方面的研究更少，因此我们提出基于STEAM学习的高职院校创客教育“双螺旋”模式研究，有利于创新型人才的培养，有利于推动湖南高职教育的发展与改革。
2 从STEAM到创客教育的内涵基础
STEAM是Science、Technology、 Engineering、Arts和Maths的组合，由美国提出的教育倡议，即加强关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育，鼓励学科间的融合。这种颇具特色的课程，从20世纪90年代开始风靡美、英、韩等国家和地区。本世纪初，创客教育研究迅速展开。“创客”来源于英文“Maker”，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人。创客教育主要以课程为载体，融合多学科知识，培养学生的想象力、创造力以及解决问题的能力。STEAM教育开始较早，有良好的理论基础和实践基础；创客教育起步较晚，其在内涵上有许多共同点，但也有差别。
STEAM和创客教育都有跨学科，STEAM强调跨学科，强调学科间的整合和融合；创客教育会涉及不同学科，但它的核心是创造，其本身并不强调学科。两者都是基于项目、基于问题的，但STEAM的问题和项目来自教师的引导和设定，而创客教育的问题和项目更多的是来自学生。两者但都基于实践，STEAM注重动手实验、解决问题，但创客教育还要求学生设计和制作自己的作品或产品。
在我们看来，现有的创客教育还没有形成一套较为成熟的课程体系，需要吸收STEAM的精华，在其基础上形成一套适合创客教育发展的教育理念与形式。
3 国内外研究动态
美国的 STEAM 教育已逐渐发展成为一种国家战略；韩国教育科学技术部正在向以 STEAM 模型为基础的综合技术教育转向。欧美的“创客教育”已经渗透在日常教育中，大多数学校都开设了创客课程，并建立了“创客空间”。如2012 年美国政府推出新项目“将在未来 4 年内在 1000 所美国中小学校引入创客空间，配备开元硬件、3D 打印机和激光切割机等数字开发和制造工具”，哈佛大学、斯坦福大学等近百所高校已建立起了创客空间并向所有学生开放，英国、荷兰等国家也纷纷搭起创客平台，开展了机器人技术、编程、游戏设计等多样化的创客课程。
国内在理论研究方面， 华东师范大学祝智庭教授、江苏师范大学杨现民博士、北京师范大学傅骞博士等人已对创客教育的理论问题进行了一系列有价值的探究。 在实践方面，清华大学深圳研究生院、深圳大學等高校中，创客教育、创客空间等新型教育场所已经初具规模。在中小学，北京景山学校吴俊杰老师以及浙江温州中学的谢作如老师等， 对创客教育的课程做了一系列的研究，其中谢作如老师及其合作者开发的 Scratch 课程、Arduino等课程，被认为是早期对创客教育课程的一种尝试和探索。
总的来说，欧美等国家在STEAM和创客教育实践教学和推广应用方面开展得已经比较成熟，而国内学术界的认识刚刚开始，还有很多问题和困惑亟待解答和澄清。
4 DNA双螺旋结构的创新模型
4.1 DNA双螺旋结构特点
DNA双螺旋结构的发现是人类史上一个重要的里程碑，沃森和克里克凭此获得了1962年的医学和生理学双诺贝尔奖。本文借鉴DNA双螺旋结构来构建创新模型，运用DNA知识来对基于创新驱动的社会创客教育链和基于专业创新的学校创客教育链的相互作用模式进行仿生研究，并对模型原理特征及内涵进行说明。
DNA双螺旋结构有如下特点：
1） 双螺旋结构是由两条分子主链构成的，从三维空间上来看，这两条链是平行的，但运动方向相反，两条链最终盘旋缠绕成双螺旋结构。两条分子主链都是由磷酸基团与脱氧核糖交替结合构成，排列在双螺旋结构的外侧，内部核苷酸也称作碱基（有 A、T、G、C 四类），根据互补配对原则结合，位于两条主链的内侧。
2） 两条DNA分子链上的碱基总是互补配对的，A-T相配对， G-C相配对，通过氢键相连接。知道一条链的碱基系列就可以推测和复制另一条链，这就是DNA的复制机制。 4.2 创新的双螺旋结构
高职创客教育的形成过程类似于DNA双螺旋结构，如图1所示。排列在最外侧的两条主链，一条是社会创客教育链，另一条是学习创客教育链。双螺旋的内侧的平行因子可以通过不同的排列组合方式表达出不同的创客教育因素，这些因素是由学校因素和社会因素组成的。
如同DNA双螺旋结构中的碱基对一样，创新教育双螺旋模型也有联结因素。学校因素由知识和能力/技能构成，社会因素由创意和产品构成。它们的相互作用关系如表1所示。
在基于专业创新驱动的学校创客教育主链上，以知识因子和能力/技能因子为主。总的来说就，就是学生学习知识，并将其提升到能力/技能层面。具体来看，这条专业驱动链上由基础通识课、专业核心课和综合实践课构成。在基于创业驱动的社会创客教育主链上，以创意因子和产品因子为主。学生在创业的过程，将创意转变为产品。创业驱动链上具体有创客基础课、创客课程和创客实践课。
两条主链相互交织，并通过碱基对融合起来：
1） 知识和创意碱基对
专业驱动链上的知识因子和创业驱动链上的创意因子像G-C碱基对那样用氢键连接起来。这揭示了知识和创意之间的某种关系，学校里习得的专业的知识，累积到某种程度是会转化为创意的。从某种意义上来说，单个零散的知识是无法发挥效用的，除非我们能够将其和过去积累的知识连接起来，这里的“氢键”就是经验或实践。通过经验或实践，从学得的大量的知识中交互作用出全新的想法，并且把这种想法融合再融合，打造更丰富庞大的创意。
2） 技能/能力和产品碱基对
两条主链的另一种连接是A-T碱基对。它揭示了能力/技能和产品之间的关系。一个创意要变成产品，被设计并制作出来，是不仅仅需要知识，更需要的是技能和能力，比如专业技能、软件操作技能、沟通能力、领导能力等等。
3） 运行机制
如图1所示，创客教育双螺旋结构，创客教育双螺旋结构由基于专业创新驱动的学校创客教育链和基于创业驱动的社会创客教育链组成，在知识、创意、技能、产品的相互作用下，在专业课程、专业实践的校园培育以及创客课程、创客实践的社会推动作用下，形成一个培养创客氛围、创客文化、创造力的运行机制，并在校企行政的多方协同推进下实现螺旋上升。
4 高职院校“双螺旋”模式创客教育发展举措
4.1 专业融合，课程重构
从模型的两条主链的关系来看，学校专业教育和社会创客教育的趋势是融合。一是实现专业融合，创新人才培养模式。要用企业的“创意”和“产品”为引导的思维构建“双螺旋”创客教育人才培养模式。“知识”和“技能/能力”是基础，“创意”和“产品”是提升。在原有的专业教育基础上融入创业教育，进一步发展和提升，实现专业创新。二是专业课程的重构。一方面在现有的课程体系中引入创业课程，另一方面在现有的专业课程中引入创业的元素，鼓励教师在专业教学中引用创业案例和创业应用。
4.2 创新教学，注重实践
一是理论课程创新，改革传统的灌输式理论教学，注重培养学生的逻辑思维和创新思维，引导学生将“知识”内化为“经验”，进而升华到“创意”。可以设置更多交叉学科课程让学生选修，教师也要在理论课上做跨学科的关联和铺垫。二是实践课程的创新。实践课程要以项目为中心，实训项目要注重学科融合和围绕创新创业。可以通过引入创新创业大赛、机器人大赛、Arduino编程制作等活动或项目到实践课程中，在学校新建创客空间等创业平台，直接引入企业真实创业项目（如某个创意如何变成产品的案例）等方法，全方位提升实践课程。
4.3 多方协同，共同推进
创新创业型人才的培养是一个较大的系统工程，需要校企行政多方参与，形成合力产生综合效应。国家战略在“创新创业”上已经指明了方向，当地政府应给予更多的优惠政策，支持学校和社会创客教育的开展，鼓励更多的企业参与到创客空间的建设中来，为社会提供更多的创业孵化器。加强学校和企业行业的联系，深化校企合作，构建由高职院校、企业行业创客组织和社会创客教育机构为一体的创客联盟。
参考文献：
[1] 安连锁，米增强，孙萍茹，等.创新教育與高校创新教育体系研究[J].中国大学教学， 2002.
[2] 陈琳，陈耀华.以信息化带动教育现代化路径探析[J].教育研究， 2013（11）.
[3] 傅骞， 王辞晓.当创客遇上STEAM教育[J]. 现代教育技术， 2014（10）.
[4] 李凌， 王颉. “创客”： 柔软地改变教育[N]. 中国教育报， 2014，9（005）.
[5] 梁建. 关于创新教育和教育创新的几点反思[J].外国教育研究，2011（10）.
[6] 祝智庭，孙妍妍.创客教育：信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育，2015（1）.
[7] 杨现民，李冀红.创客教育的价值潜能及争议[J].现代远程教育研究，2015（2）.
[8] Stager G，Martinez S.The maker movement：A learning revolution[Z].2014.
[9] New Horizon Report： 2014 Higher Education Edition[Z].2014.
[10] Maker Faire Report Final[M].New York Hall of Science.2010.
[11] 毕东海. 完美无缺的双螺旋结构纪念——DNA 双螺旋结构发现 50 周年[J]. 世界科学，2003，24（14）：21-22.
关键词：创客教育；双螺旋；STEAM学习
中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）33-0174-02
1 概述
进入20世纪末期，随着我国教育发展的国际化趋势明显加快，传统教育模式的各种弊端制约了我国教育事业的发展。教育部办公厅《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提出“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。基于STEAM学习的创客教育，作为一种培养未来综合性人才的教育模式，对于我国当前的经济社会发展与教育教学改革都具有重要意义；《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出“大众创业、万众创新”。李克强总理在政府工作报告中明确指出，要把“大众创业、万众创新”打造成推动中国经济继续前行的“双引擎”之一，创新驱动发展， 创新型人才的培养已经成为国家战略。
人才培养的关键在于教育的发展与改革，目前国内的学校教育是以教师为中心的应试教育占主流，所培养的学生缺乏运用跨学科知识解决实际问题的能力。而创客教育和STEAM教育更加尊重学生个体的差异，且继承了项目教学法、做中学、探究学习等以学生为中心的教学思想，能够培养师生的动手实践能力、科学探究能力和创新设计能力。未来10年创客教育和STEAM教育将实现学校传统教育模式的变革，将塑造一种全新的教育模式。欧美等国家的开展已经比较成熟，国内正处于起步阶段，而湖南高职在这方面的研究更少，因此我们提出基于STEAM学习的高职院校创客教育“双螺旋”模式研究，有利于创新型人才的培养，有利于推动湖南高职教育的发展与改革。
2 从STEAM到创客教育的内涵基础
STEAM是Science、Technology、 Engineering、Arts和Maths的组合，由美国提出的教育倡议，即加强关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育，鼓励学科间的融合。这种颇具特色的课程，从20世纪90年代开始风靡美、英、韩等国家和地区。本世纪初，创客教育研究迅速展开。“创客”来源于英文“Maker”，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人。创客教育主要以课程为载体，融合多学科知识，培养学生的想象力、创造力以及解决问题的能力。STEAM教育开始较早，有良好的理论基础和实践基础；创客教育起步较晚，其在内涵上有许多共同点，但也有差别。
STEAM和创客教育都有跨学科，STEAM强调跨学科，强调学科间的整合和融合；创客教育会涉及不同学科，但它的核心是创造，其本身并不强调学科。两者都是基于项目、基于问题的，但STEAM的问题和项目来自教师的引导和设定，而创客教育的问题和项目更多的是来自学生。两者但都基于实践，STEAM注重动手实验、解决问题，但创客教育还要求学生设计和制作自己的作品或产品。
在我们看来，现有的创客教育还没有形成一套较为成熟的课程体系，需要吸收STEAM的精华，在其基础上形成一套适合创客教育发展的教育理念与形式。
3 国内外研究动态
美国的 STEAM 教育已逐渐发展成为一种国家战略；韩国教育科学技术部正在向以 STEAM 模型为基础的综合技术教育转向。欧美的“创客教育”已经渗透在日常教育中，大多数学校都开设了创客课程，并建立了“创客空间”。如2012 年美国政府推出新项目“将在未来 4 年内在 1000 所美国中小学校引入创客空间，配备开元硬件、3D 打印机和激光切割机等数字开发和制造工具”，哈佛大学、斯坦福大学等近百所高校已建立起了创客空间并向所有学生开放，英国、荷兰等国家也纷纷搭起创客平台，开展了机器人技术、编程、游戏设计等多样化的创客课程。
国内在理论研究方面， 华东师范大学祝智庭教授、江苏师范大学杨现民博士、北京师范大学傅骞博士等人已对创客教育的理论问题进行了一系列有价值的探究。 在实践方面，清华大学深圳研究生院、深圳大學等高校中，创客教育、创客空间等新型教育场所已经初具规模。在中小学，北京景山学校吴俊杰老师以及浙江温州中学的谢作如老师等， 对创客教育的课程做了一系列的研究，其中谢作如老师及其合作者开发的 Scratch 课程、Arduino等课程，被认为是早期对创客教育课程的一种尝试和探索。
总的来说，欧美等国家在STEAM和创客教育实践教学和推广应用方面开展得已经比较成熟，而国内学术界的认识刚刚开始，还有很多问题和困惑亟待解答和澄清。
4 DNA双螺旋结构的创新模型
4.1 DNA双螺旋结构特点
DNA双螺旋结构的发现是人类史上一个重要的里程碑，沃森和克里克凭此获得了1962年的医学和生理学双诺贝尔奖。本文借鉴DNA双螺旋结构来构建创新模型，运用DNA知识来对基于创新驱动的社会创客教育链和基于专业创新的学校创客教育链的相互作用模式进行仿生研究，并对模型原理特征及内涵进行说明。
DNA双螺旋结构有如下特点：
1） 双螺旋结构是由两条分子主链构成的，从三维空间上来看，这两条链是平行的，但运动方向相反，两条链最终盘旋缠绕成双螺旋结构。两条分子主链都是由磷酸基团与脱氧核糖交替结合构成，排列在双螺旋结构的外侧，内部核苷酸也称作碱基（有 A、T、G、C 四类），根据互补配对原则结合，位于两条主链的内侧。
2） 两条DNA分子链上的碱基总是互补配对的，A-T相配对， G-C相配对，通过氢键相连接。知道一条链的碱基系列就可以推测和复制另一条链，这就是DNA的复制机制。 4.2 创新的双螺旋结构
高职创客教育的形成过程类似于DNA双螺旋结构，如图1所示。排列在最外侧的两条主链，一条是社会创客教育链，另一条是学习创客教育链。双螺旋的内侧的平行因子可以通过不同的排列组合方式表达出不同的创客教育因素，这些因素是由学校因素和社会因素组成的。
如同DNA双螺旋结构中的碱基对一样，创新教育双螺旋模型也有联结因素。学校因素由知识和能力/技能构成，社会因素由创意和产品构成。它们的相互作用关系如表1所示。
在基于专业创新驱动的学校创客教育主链上，以知识因子和能力/技能因子为主。总的来说就，就是学生学习知识，并将其提升到能力/技能层面。具体来看，这条专业驱动链上由基础通识课、专业核心课和综合实践课构成。在基于创业驱动的社会创客教育主链上，以创意因子和产品因子为主。学生在创业的过程，将创意转变为产品。创业驱动链上具体有创客基础课、创客课程和创客实践课。
两条主链相互交织，并通过碱基对融合起来：
1） 知识和创意碱基对
专业驱动链上的知识因子和创业驱动链上的创意因子像G-C碱基对那样用氢键连接起来。这揭示了知识和创意之间的某种关系，学校里习得的专业的知识，累积到某种程度是会转化为创意的。从某种意义上来说，单个零散的知识是无法发挥效用的，除非我们能够将其和过去积累的知识连接起来，这里的“氢键”就是经验或实践。通过经验或实践，从学得的大量的知识中交互作用出全新的想法，并且把这种想法融合再融合，打造更丰富庞大的创意。
2） 技能/能力和产品碱基对
两条主链的另一种连接是A-T碱基对。它揭示了能力/技能和产品之间的关系。一个创意要变成产品，被设计并制作出来，是不仅仅需要知识，更需要的是技能和能力，比如专业技能、软件操作技能、沟通能力、领导能力等等。
3） 运行机制
如图1所示，创客教育双螺旋结构，创客教育双螺旋结构由基于专业创新驱动的学校创客教育链和基于创业驱动的社会创客教育链组成，在知识、创意、技能、产品的相互作用下，在专业课程、专业实践的校园培育以及创客课程、创客实践的社会推动作用下，形成一个培养创客氛围、创客文化、创造力的运行机制，并在校企行政的多方协同推进下实现螺旋上升。
4 高职院校“双螺旋”模式创客教育发展举措
4.1 专业融合，课程重构
从模型的两条主链的关系来看，学校专业教育和社会创客教育的趋势是融合。一是实现专业融合，创新人才培养模式。要用企业的“创意”和“产品”为引导的思维构建“双螺旋”创客教育人才培养模式。“知识”和“技能/能力”是基础，“创意”和“产品”是提升。在原有的专业教育基础上融入创业教育，进一步发展和提升，实现专业创新。二是专业课程的重构。一方面在现有的课程体系中引入创业课程，另一方面在现有的专业课程中引入创业的元素，鼓励教师在专业教学中引用创业案例和创业应用。
4.2 创新教学，注重实践
一是理论课程创新，改革传统的灌输式理论教学，注重培养学生的逻辑思维和创新思维，引导学生将“知识”内化为“经验”，进而升华到“创意”。可以设置更多交叉学科课程让学生选修，教师也要在理论课上做跨学科的关联和铺垫。二是实践课程的创新。实践课程要以项目为中心，实训项目要注重学科融合和围绕创新创业。可以通过引入创新创业大赛、机器人大赛、Arduino编程制作等活动或项目到实践课程中，在学校新建创客空间等创业平台，直接引入企业真实创业项目（如某个创意如何变成产品的案例）等方法，全方位提升实践课程。
4.3 多方协同，共同推进
创新创业型人才的培养是一个较大的系统工程，需要校企行政多方参与，形成合力产生综合效应。国家战略在“创新创业”上已经指明了方向，当地政府应给予更多的优惠政策，支持学校和社会创客教育的开展，鼓励更多的企业参与到创客空间的建设中来，为社会提供更多的创业孵化器。加强学校和企业行业的联系，深化校企合作，构建由高职院校、企业行业创客组织和社会创客教育机构为一体的创客联盟。
参考文献：
[1] 安连锁，米增强，孙萍茹，等.创新教育與高校创新教育体系研究[J].中国大学教学， 2002.
[2] 陈琳，陈耀华.以信息化带动教育现代化路径探析[J].教育研究， 2013（11）.
[3] 傅骞， 王辞晓.当创客遇上STEAM教育[J]. 现代教育技术， 2014（10）.
[4] 李凌， 王颉. “创客”： 柔软地改变教育[N]. 中国教育报， 2014，9（005）.
[5] 梁建. 关于创新教育和教育创新的几点反思[J].外国教育研究，2011（10）.
[6] 祝智庭，孙妍妍.创客教育：信息技术使能的创新教育实践场[J].中国电化教育，2015（1）.
[7] 杨现民，李冀红.创客教育的价值潜能及争议[J].现代远程教育研究，2015（2）.
[8] Stager G，Martinez S.The maker movement：A learning revolution[Z].2014.
[9] New Horizon Report： 2014 Higher Education Edition[Z].2014.
[10] Maker Faire Report Final[M].New York Hall of Science.2010.
[11] 毕东海. 完美无缺的双螺旋结构纪念——DNA 双螺旋结构发现 50 周年[J]. 世界科学，2003，24（14）：21-22.