STEM教育理念融于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)路徑探析

段瑤瑤

摘要 基于STEM教育理念在美國等發(fā)達(dá)國家人才培養(yǎng)中取得卓越成就以及我國應(yīng)用型本科創(chuàng)新型高技術(shù)技能人才培養(yǎng)缺口，通過從國家層面、社會(huì)層面以及學(xué)校教師層面分析STEM教育應(yīng)用于我國應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)方案中的現(xiàn)實(shí)困境，提出STEM教育融于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)中的幾點(diǎn)建議。旨在為應(yīng)用型本科高校的發(fā)展提供啟示。

關(guān)鍵詞 STEM教育 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 存在問題 路徑探析

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.02.032

習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中指出：“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐。”優(yōu)化創(chuàng)新型人才資源是建設(shè)創(chuàng)新型國家的最直接途徑。應(yīng)用型本科院校肩負(fù)培養(yǎng)將學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐，為人類社會(huì)創(chuàng)造具有使用價(jià)值的物質(zhì)或非物質(zhì)形態(tài)的重任。但目前從應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)、學(xué)科設(shè)計(jì)、人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面依然存在重理論輕實(shí)踐的誤區(qū)。只有提高應(yīng)用型人才質(zhì)量，應(yīng)用型本科才能夠更好地服務(wù)于社會(huì)。推進(jìn)STEM教育，基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、真實(shí)情境問題解決的學(xué)習(xí)方式夯實(shí)學(xué)習(xí)者在科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)儲(chǔ)備，在堅(jiān)實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，并不斷地探索創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

1STEM教育理念及應(yīng)用型本科人才內(nèi)涵

1.1STEM教育理念

STEM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（En-gineering）和數(shù)學(xué)（Mathematic）四門學(xué)科的簡稱，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。STEM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，而是將四門學(xué)科內(nèi)容組合形成有機(jī)整體，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。STEM教育起源于美國，在美國推行三十多年以來，培養(yǎng)了大批的STEM人才，對(duì)其國家競爭力的提升有著重要作用。

STEM教育在我國屬于前沿性詞匯，目前為止無論是我國還是世界各國對(duì)STEM教育沒有一個(gè)公認(rèn)的定義，基于已有的STEM教育研究，STEM教育為通過突破科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這四大學(xué)科之間的壁壘進(jìn)行廣域知識(shí)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)者相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的儲(chǔ)備，并且走出書本知識(shí)的“象牙塔”，運(yùn)用所學(xué)綜合知識(shí)解決真實(shí)情境中存在的現(xiàn)實(shí)問題的一種先進(jìn)教育理念。

STEM教育其最主要的核心特征為跨學(xué)科性，通過將科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程有機(jī)融合，使得學(xué)習(xí)者學(xué)更為寬泛的領(lǐng)域知識(shí)。其主要的特征還有：設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性、情境性、協(xié)作性等，通過將知識(shí)學(xué)習(xí)回歸于問題探究中，使得學(xué)習(xí)者通過跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)廣域科學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)并應(yīng)用于技術(shù)與工程當(dāng)中，形成知中有行、行中有知的有機(jī)整體。

1.2應(yīng)用型本科人才內(nèi)涵

面對(duì)1998年高等教育的規(guī)模擴(kuò)張，高校人才培養(yǎng)質(zhì)量危機(jī)顯現(xiàn)，應(yīng)用型本科院校應(yīng)際而生，旨在以服務(wù)社會(huì)為職能培養(yǎng)應(yīng)用型人才。截至2011年5月，這類院校已有317所約占全國普通本科院校的三分之一。其人才培養(yǎng)定位于社會(huì)服務(wù)。面向社會(huì)需求培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

從哲學(xué)的角度將人才可分為兩類：一類是發(fā)現(xiàn)和研究客觀規(guī)律的人才，即理論性（學(xué)術(shù)型、研究型、基礎(chǔ)性）人才，另一類是應(yīng)用客觀規(guī)律為社會(huì)謀取直接利益的人才，即應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才是具備相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，并能及時(shí)了解相關(guān)領(lǐng)域的前沿問題，并將前沿的科技成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)的人才。其除了具備堅(jiān)實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備并將其轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)且必須具有獨(dú)特的見解與創(chuàng)新能力，能在社會(huì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，提出質(zhì)疑，創(chuàng)新已有。應(yīng)用型本科人才應(yīng)擁有堅(jiān)實(shí)的知識(shí)儲(chǔ)備并在實(shí)際操作中不斷創(chuàng)新，帶動(dòng)技術(shù)的革新。

2 STEM教育理念融于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意義

2.1國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略發(fā)展需要

為了增強(qiáng)國家競爭力，世界各國紛紛走向創(chuàng)新之路。近些年來，我國也開始探索如何建設(shè)創(chuàng)新型國家？優(yōu)化創(chuàng)新型人才資源是建設(shè)創(chuàng)新型國家的最直接途徑。近幾年，“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”的號(hào)召掀起了一陣創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱潮，高校是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的主要陣地。但是，高校在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式設(shè)計(jì)以及人才培養(yǎng)質(zhì)量把控中依然存在短板。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才不僅僅需要堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域知識(shí)儲(chǔ)備，而且需要掌握其他更多相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)。STEM教育跨學(xué)科的學(xué)習(xí)使得學(xué)習(xí)者具備多學(xué)科、多領(lǐng)域的知識(shí)儲(chǔ)備，基于STEM教育的廣域課程融合模式，學(xué)習(xí)者通過真實(shí)情境問題的解決，了解學(xué)科前沿問題，立足社會(huì)發(fā)展，增強(qiáng)自身創(chuàng)新能力。STEM教育理念有效融于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育可充實(shí)應(yīng)用型本科創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具體實(shí)施方案。

2.2應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量亟待提高

為適應(yīng)時(shí)代的變革、科技的發(fā)展、技術(shù)的升級(jí)，社會(huì)需要的人才類型隨之改變。面對(duì)產(chǎn)業(yè)集群覆蓋面的不斷擴(kuò)大，對(duì)人才的需求也相應(yīng)改變，應(yīng)用型人才相應(yīng)也需要掌握各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)以滿足工作需求?？赡壳拔覈鴱?fù)合型人才培養(yǎng)存在短板、復(fù)合型人才匱乏。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)背景下，創(chuàng)新素質(zhì)成為人才進(jìn)入社會(huì)的必備素質(zhì)，廣域的知識(shí)儲(chǔ)備是創(chuàng)新素質(zhì)的基礎(chǔ)。STEM教育的核心特征是其跨學(xué)科性，打破科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)學(xué)科之間的壁壘，學(xué)習(xí)廣域知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才以適應(yīng)社會(huì)的需要。應(yīng)用型本科院校在其人才培養(yǎng)目標(biāo)以及畢業(yè)生質(zhì)量之間存在偏頗，畢業(yè)生大多為偏學(xué)術(shù)輕實(shí)踐且不具備創(chuàng)新能力。STEM教育基于真實(shí)活動(dòng)的課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在真實(shí)情境中探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新。從課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行改革，使得學(xué)習(xí)者兼?zhèn)鋸V域知識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.3應(yīng)用型人才的可持續(xù)發(fā)展

信息時(shí)代、大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，人工智能已經(jīng)上升為我國的國家戰(zhàn)略，我們身處一個(gè)“人機(jī)同行”的時(shí)代，科技發(fā)展的日新月異，未來社會(huì)所需何種類型人才我們無法預(yù)估，應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)不能著眼于當(dāng)下，更應(yīng)從應(yīng)用型人才的可持續(xù)發(fā)展角度考慮，培養(yǎng)其適應(yīng)社會(huì)變遷的能力，終身學(xué)習(xí)態(tài)度。從人才的可持續(xù)發(fā)展角度來看，STEM教育理念倡導(dǎo)以現(xiàn)實(shí)問題的解決為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者通過解決現(xiàn)實(shí)問題得以具備終身學(xué)習(xí)的態(tài)度、適應(yīng)社會(huì)變遷的能力。

3困境分析及路徑探析

3.1國家層面

STEM教育在美國推行30多年來，各大高校培養(yǎng)出大量的STEM優(yōu)秀人才。近幾年，我國許多地區(qū)學(xué)校、機(jī)構(gòu)已經(jīng)開展了STAM教育推廣活動(dòng)，中國科學(xué)研究院于2017年6月6日召開STAM教育研究中心成立大會(huì)，表明我國STEM教育已成立相應(yīng)的實(shí)施機(jī)構(gòu)。目前，我國STEM教育的發(fā)展已有了良好的開端，但是在具體的實(shí)施過程中依然存在缺乏強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控、政府層面的頂層設(shè)計(jì)。STEM教育引進(jìn)于應(yīng)用型本科院校，不能僅僅將其作為一種教育內(nèi)部的理念，而必須從國家層面統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

STEM教育于應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的有效融合，國家層面需給予政策支持、宏觀設(shè)計(jì)。第一，完善政策法規(guī)，STEM教育研究中心的成立肩負(fù)著對(duì)STEM教育在我國本土化的政策研究與政策咨詢的重任，國家應(yīng)大力支持各個(gè)STEM教育研究單位對(duì)STEM教育本土化的深入研究，鼓勵(lì)社會(huì)各方積極探索、豐富和完善STEM教育政策法規(guī)。第二，增強(qiáng)國家級(jí)項(xiàng)目示范引領(lǐng)，在我國大學(xué)生科技競賽項(xiàng)目中，國家所倡導(dǎo)的項(xiàng)目多數(shù)為單一的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，譬如，數(shù)學(xué)建模建模競賽、化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽、物理實(shí)驗(yàn)競賽等，此類項(xiàng)目大多增強(qiáng)學(xué)習(xí)者在單一領(lǐng)域的知識(shí)掌握、能力提升，不能全方位的培養(yǎng)造就學(xué)生。STEM教育涵蓋科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)多個(gè)領(lǐng)域，基于STEM教育的項(xiàng)目設(shè)計(jì)考驗(yàn)參與者的綜合能力，需要國家級(jí)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)示范引領(lǐng)，這類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不僅僅局限于競賽，更是體現(xiàn)在教師培訓(xùn)、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、課程設(shè)置等方面。通過國家級(jí)項(xiàng)目示范引領(lǐng)，鼓勵(lì)應(yīng)用型本科人才參與其中，引領(lǐng)應(yīng)用型本科院校STEM教育逐步系統(tǒng)化。第三，資助與激勵(lì)制度完善。美國STEM教育的蓬勃發(fā)展離不開美國政府有效的協(xié)調(diào)機(jī)制與系統(tǒng)的激勵(lì)制度，資金的投入是STEM教育融于應(yīng)用型本科院校的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，激勵(lì)制度的完善是STEM教育有效融于應(yīng)用型本科院校的動(dòng)力來源。國家應(yīng)從社會(huì)、學(xué)校、教師、學(xué)生各個(gè)層面完善資助與激勵(lì)制度，提高社會(huì)對(duì)STEM教育參與度，激發(fā)學(xué)校、教師、學(xué)生對(duì)STEM教育的實(shí)踐動(dòng)力。

3.2社會(huì)層面

STEM教育是一項(xiàng)不僅僅依靠政府以及教育部門的教育戰(zhàn)略，而是需要整合各方社會(huì)資源，包括公司企業(yè)、官方機(jī)構(gòu)、社區(qū)與社會(huì)組織在內(nèi)的社會(huì)資源給予支持。從社會(huì)層面來看，STEM教育融于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式中存在社會(huì)資源不足的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在：首先，社會(huì)參與度不高。STEM教育于應(yīng)用型人才的有效融合，需要社會(huì)各方齊心協(xié)力。STEM教育倡導(dǎo)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式、基于解決真實(shí)問題的學(xué)習(xí)目的離不開公司企業(yè)、社會(huì)組織的資源提供。而目前校企合作因教育的公益性以及企業(yè)的利益性導(dǎo)致校企聯(lián)合存在困境，加之目前STEM教育與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)未形成系統(tǒng)的、有效的融合模式，導(dǎo)致社會(huì)參與度不高。其次，社會(huì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制不健全。STEM教育在我國推進(jìn)以來，也形成了一些專業(yè)機(jī)構(gòu)與學(xué)校聯(lián)盟，這些機(jī)構(gòu)對(duì)于STEM教育如何扎根于我國大地、實(shí)現(xiàn)STEM教育本土化得到了深入的研究。但是這些機(jī)構(gòu)大多各自為戰(zhàn)，導(dǎo)致社會(huì)資源松散，無法形成合力。

教育的職能之一為社會(huì)服務(wù)，杜威在其著作《民主與教育》中提出，“生理的存活仰賴攝食養(yǎng)分與繁殖，社會(huì)生命則是靠教育才得以延伸”。社會(huì)生命主要仰賴教育優(yōu)化的人才資源永葆活力。反觀之，高等教育的人才培養(yǎng)定位、培養(yǎng)方案也同樣需要“需求者”的參與協(xié)助。應(yīng)用型STEM人才的培養(yǎng)亦需要社會(huì)各方的參與。為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的人才，STEM教育有效融于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，從社會(huì)層面來講，首先，激勵(lì)社會(huì)各方，提高社會(huì)參與度。吸納社會(huì)各方力量協(xié)助STEM項(xiàng)目的運(yùn)作。借助社會(huì)資源平臺(tái)，比如：科技館，科學(xué)研究院、STEM教育研究中心協(xié)同應(yīng)用型本科院校STEM項(xiàng)目設(shè)計(jì)。這也需要從國家層面資助與激勵(lì)社會(huì)各方對(duì)于STEM教育的參與。其次，整合社會(huì)資源，健全社會(huì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。對(duì)STEM教育如何本土化的研究愈來愈多，從課程設(shè)計(jì)、師資評(píng)估等方面社會(huì)各方都有著不同的標(biāo)準(zhǔn)，從STEM教育的可持續(xù)發(fā)展來看，需要企業(yè)、社區(qū)、官方機(jī)構(gòu)等社會(huì)各方共同參與建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制齊力推進(jìn)STEM教育有效融于應(yīng)用型人才培養(yǎng)當(dāng)中。官方機(jī)構(gòu)應(yīng)切合實(shí)際情況開展STEM教育論壇，匯集各方STEM教育研究人員，整合STEM教育資源。

3.3學(xué)校與教師層面

在我國，STEM教育于基礎(chǔ)教育階段融合較多，在高等教育階段寥寥無幾，筆者認(rèn)為原因在于高等教育科學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)、技術(shù)與工程實(shí)踐深度的加深，導(dǎo)致教師在課程融合中困難重重。為了使得STEM教育融于應(yīng)用型本科教育中，學(xué)校作為教育教學(xué)活動(dòng)的組織者、調(diào)控者、實(shí)施者，應(yīng)從以下幾點(diǎn)作出改進(jìn)：（1）組織師資培訓(xùn)，成立專門STEM教育研究團(tuán)隊(duì)。學(xué)校應(yīng)定期對(duì)STEM教師進(jìn)行培訓(xùn)，可參與校內(nèi)培訓(xùn)亦可參加社會(huì)以及STEM教育研究機(jī)構(gòu)組織培訓(xùn)活動(dòng)。校內(nèi)成立專門的STEM教育研究團(tuán)隊(duì)，定期組織研討會(huì)，切合實(shí)際情況研發(fā)課程體系，編寫適合教材，擬定學(xué)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（2）調(diào)整課程設(shè)置。課程設(shè)置中打破學(xué)科之間的壁壘，以“合”為主的課程設(shè)置理念，將科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程融為有機(jī)整體。改變教學(xué)模式，以“實(shí)”“做”為主的教學(xué)模式，變被動(dòng)為主動(dòng)的知識(shí)學(xué)習(xí)方式，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興致不斷提高。（3）項(xiàng)目示范引領(lǐng)。學(xué)校應(yīng)加大對(duì)學(xué)生創(chuàng)意社團(tuán)的資助，引領(lǐng)學(xué)生組織STEM創(chuàng)意大賽。

STEM教育在我國仍然處于探索階段，師資質(zhì)量不高以及培養(yǎng)體制不完善導(dǎo)致優(yōu)秀STEM師資匱乏。2017年9月18日，中國教育科學(xué)研究院院長田慧生在中國教育科學(xué)研究院STEM教育研究中心組織召開（（STEM教師能力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》（以下統(tǒng)稱為《標(biāo)準(zhǔn)》）專家論證會(huì)上指出，STEM教師是STEM教育活動(dòng)的策劃、設(shè)計(jì)、組織和實(shí)施者，直接影響到了STEM教育的發(fā)展?！稑?biāo)準(zhǔn)》將STEM教師能力標(biāo)準(zhǔn)分為七個(gè)方面：（1）STEM教育價(jià)值的理解；（2）科學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用；（3）工程與技術(shù)實(shí)踐；（4）跨學(xué)科理解與實(shí)踐；（5）STEM課程開發(fā)與整合；（6）STEM教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)；（7）STEM環(huán)境創(chuàng)設(shè)與利用。筆者通過分析七項(xiàng)指標(biāo)，將前三項(xiàng)歸結(jié)為教師自身STEM素養(yǎng)的培養(yǎng)，后四項(xiàng)為STEM教師開展STEM課程具體途徑評(píng)價(jià)指標(biāo)。如何使得應(yīng)用型本科院校擁有優(yōu)秀的師資力量，應(yīng)從教師自身的STEM教育素養(yǎng)以及教師對(duì)STEM課程的設(shè)計(jì)，把控、評(píng)價(jià)兩個(gè)方面進(jìn)行指標(biāo)評(píng)定。首先，教師應(yīng)自覺參加STEM教育相關(guān)論壇，了解STEM教育前沿問題。教師可自行組織STEM教育問題研討會(huì)，提升自身對(duì)STEM教育價(jià)值的理解、跨學(xué)科課程的認(rèn)識(shí)。再者，由于STEM教育還處于探索階段，STEM課程體系，STEM環(huán)境創(chuàng)設(shè)、STEM學(xué)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都還沒有形成系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，所以需要教師在提升自身素養(yǎng)的同時(shí)，提高自身外化能力。教師可形成談?wù)撔〗M，結(jié)合應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)各抒己見，研討建立系統(tǒng)的課程體系、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)設(shè)出適用的STEM教學(xué)環(huán)境，以活動(dòng)為載體，激發(fā)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)興趣。