基于STEM創(chuàng)客時(shí)代背景下，跨學(xué)科育人實(shí)踐的研究

陳有添 曾珂 李學(xué)軍

目前，筆者所在的順德區(qū)正圍繞工業(yè)智造的課題，許多產(chǎn)業(yè)面臨升級(jí)的壓力，學(xué)校的職業(yè)教育面臨為地方產(chǎn)業(yè)提供大量的具有跨學(xué)科綜合素養(yǎng)人才的社會(huì)背景下，本文將結(jié)合科創(chuàng)項(xiàng)目《一種新型橢圓規(guī)》的實(shí)踐，從四方面詮釋筆者基于學(xué)校層面如何開展STEM科創(chuàng)活動(dòng)培育具有工匠精神技能人才的實(shí)踐與研究。

一、營(yíng)造STEM創(chuàng)客育人環(huán)境，是培育工匠的首要條件

目前育人環(huán)境存在的問題及應(yīng)對(duì)策略：

（1）STEM教育務(wù)必領(lǐng)悟何為工匠，正視不足，大膽改革與創(chuàng)新

人才的培育應(yīng)杜絕急功近利、心浮氣躁等現(xiàn)象。嚴(yán)重影響著學(xué)生安心學(xué)習(xí)、鉆研業(yè)務(wù)的品質(zhì)。我們?cè)诮逃虒W(xué)當(dāng)中，要注重轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念，要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，工匠精神對(duì)他們成長(zhǎng)成才的重要性。

（2）育工匠精神，師者需具匠心

為人師表要加強(qiáng)師德與匠心建設(shè)。要想使學(xué)生具有工匠精神，老師首先要有匠人的精神，勇于探究與專研的教師，言傳身教中培育學(xué)生思想觀念認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變。

二、基于STEM科創(chuàng)項(xiàng)目《一種新型橢圓規(guī)》，服務(wù)育跨學(xué)科人才的實(shí)踐

1、 1.項(xiàng)目能基于中職生的知識(shí)背景下，選取具備生活問題性的原則

相當(dāng)多的老師采取信手畫橢圓的辦法，信手畫橢圓不能體現(xiàn)數(shù)與形相結(jié)合的教學(xué)理念，不利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究過程，而《一種新型橢圓規(guī)》能導(dǎo)出生活問題，激發(fā)學(xué)生的探究與實(shí)踐。

2、 2.該項(xiàng)目具有日常生活的數(shù)理實(shí)踐性，容易獲得過程科學(xué)性知識(shí)

本發(fā)明是針對(duì)人們?cè)诿枥L橢圓圖形時(shí)沒有常規(guī)的工具使用，為了能快速描繪標(biāo)準(zhǔn)的橢圓圖形，我們以圓規(guī)的制作原理為依據(jù)，以橢圓定義為理念，運(yùn)用邏輯推理方法，經(jīng)多次嘗試實(shí)體運(yùn)作發(fā)現(xiàn)。兩等距且軌跡互相垂直的動(dòng)點(diǎn)到另一動(dòng)點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的軌跡也是一個(gè)橢圓，運(yùn)用這一發(fā)現(xiàn)調(diào)整等距的兩點(diǎn)間的距離及兩動(dòng)點(diǎn)到另一動(dòng)點(diǎn)間的距離，其軌跡就是不同的橢圓。

3、 3.該項(xiàng)目通過非學(xué)科的碎片教學(xué)，培育學(xué)生在實(shí)踐過程中獲取知識(shí)

基于項(xiàng)目的開發(fā)，可以培養(yǎng)學(xué)生思考實(shí)踐，作為專業(yè)教師需要構(gòu)建“慕課”培育學(xué)生專研的工匠精神。

4.基于中職生出彩的角度，項(xiàng)目設(shè)計(jì)具有推廣應(yīng)用性

（1）基于學(xué)生社會(huì)能力的培養(yǎng)

本發(fā)明是一種實(shí)用繪制圖形的常規(guī)工具，對(duì)于廣大的中小學(xué)可稱是一種簡(jiǎn)單而不可缺少的助手，對(duì)專業(yè)制圖人士幫助更明顯，故有廣闊的市場(chǎng)開發(fā)潛力。橢圓規(guī)是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中不可缺少的教具之一。但這種教具在市場(chǎng)上不易買到。為了解決教學(xué)中的急需，作者自行設(shè)計(jì)制作了橢圓規(guī)。用此橢圓規(guī)不但能畫任意大小和扁平程度不同的橢圓，而且能作教具來講述橢圓的定義，效果都比較好。

（2）基于學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用能力的培養(yǎng)

本項(xiàng)目選用橢圓，是基于數(shù)學(xué)是科學(xué)大門的鑰匙，忽視數(shù)學(xué)必將傷害所有的知識(shí)，因?yàn)楹鲆晹?shù)學(xué)的人是無法了解任何其他科學(xué)乃至世界上任何其他事物的。更為嚴(yán)重的是，忽視數(shù)學(xué)的人不能理解他自己這一疏忽，最終將導(dǎo)致無法尋求任何補(bǔ)救的措施。

三、科創(chuàng)作為一種實(shí)踐活動(dòng)，是輔導(dǎo)員運(yùn)用STEM育人具有重要意義

筆者通過與校本專業(yè)的結(jié)合，極大的培育的學(xué)生多方面的能力。例如：筆者將該理念應(yīng)用在數(shù)控加工上，對(duì)接地區(qū)優(yōu)質(zhì)企業(yè)布龍斯包裝機(jī)械設(shè)備有限公司的五金配件的加工，培育了一批具有數(shù)學(xué)思維的具有工匠精神的藍(lán)領(lǐng)人才。

四、運(yùn)用《一種新型橢圓規(guī)》的模型，培育中職生數(shù)控加工工程技術(shù)綜合能力效果明顯

1.通過基于《一種新型橢圓規(guī)》的實(shí)踐過程，通過數(shù)控加工的過程發(fā)現(xiàn)：學(xué)生分析零件圖能力極大的提高了，例如學(xué)生通過橢圓規(guī)模型的學(xué)習(xí)圖一，將橢圓的中心偏移到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，既能滿足橢圓方程又能以O(shè)點(diǎn)為編程基準(zhǔn)。并且輕易的通過橢圓規(guī)的分析圖樣找到X方向的偏移量為0，Z方向的偏移量為-33.71。這一點(diǎn)作為以往的數(shù)控專業(yè)教師的痛點(diǎn)得到了較好的解決。

2.通過橢圓規(guī)對(duì)樣板的繪制，讓學(xué)生更加容易編制與讀懂流程圖二的結(jié)構(gòu)可以更加直觀的理解編寫如下的數(shù)控加工數(shù)據(jù)定位的程序。

#10=28.71（z軸起始值）

WHILE #10 GE [0]（判斷Z自變值有沒有到達(dá)終止值0）

#11=30/42*SQRT[42*42-#10*#10]（X軸變量）

#12=#10-33.71（Z軸變量）

G01 X[2*#11] Z[#12]（橢圓車削）

#10=#10-0.05（自變量Z每一次減少0.05mm）

五、結(jié)語與期望

基于STEM創(chuàng)客時(shí)代背景下，跨學(xué)科育人實(shí)踐的研究，要改革課程模式，要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，提升他們自信心和責(zé)任感，這也是工匠精神所要求的。專業(yè)課里面，要重點(diǎn)提升學(xué)生專業(yè)技能方面能力的培養(yǎng)和對(duì)精湛技藝追求精神的培養(yǎng)，開展一些課程當(dāng)中設(shè)置工匠精神的考核點(diǎn)來考核學(xué)生的工匠精神，也可以讓學(xué)生走進(jìn)我們校企合作的企業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)感受企業(yè)文化，以及企業(yè)工人對(duì)工作、對(duì)崗位的那種執(zhí)著追求精神。在校園文化里，可以營(yíng)造一些崇尚勞動(dòng)光榮、技能寶貴的氛圍，讓學(xué)生在耳濡目染中積淀出工匠精神。

作者在撰寫本文過程中，非常高興學(xué)校的專業(yè)教師積極參與STEM的育人實(shí)踐，將本人的理念通過專業(yè)教學(xué)的實(shí)踐，詮釋十九大“產(chǎn)教融合、校企合作”培育工匠精神做出了具有時(shí)代脈絡(luò)的育人新成果。