中職STEM課程建設(shè)的應(yīng)用研究

姜曉紅

摘 要：隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和教育領(lǐng)域的不斷突破，中等職業(yè)教育受到了廣泛的關(guān)注，但受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和加強(qiáng)課堂教學(xué)質(zhì)量仍然是值得我們關(guān)注的問(wèn)題。并且當(dāng)前中職學(xué)生根據(jù)傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)分離的專業(yè)知識(shí)與技能，在實(shí)際工作崗位上需要對(duì)工作任務(wù)進(jìn)行分析問(wèn)題并解決問(wèn)題時(shí)，缺乏多學(xué)科綜合應(yīng)用的能力。STEM代表科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics），旨在多學(xué)科的融合，培養(yǎng)學(xué)生多角度解決問(wèn)題的能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育的不足，這對(duì)于我們開(kāi)展中職教育有著重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)，STEM學(xué)位數(shù)也是評(píng)估一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要指標(biāo)。甚少在高中階段，特別是中職階段展開(kāi)研究，如果能過(guò)在中職教育加以滲透和體現(xiàn)，這無(wú)疑是提高我國(guó)綜合教育水平的重要途徑。

關(guān)鍵詞：中職教育；STEM課程；開(kāi)發(fā)路徑；基本范式

一、問(wèn)題的提出

21世紀(jì)，中國(guó)既需要發(fā)展知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)，也仍然要發(fā)展各種勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，我國(guó)的國(guó)情和所處的歷史階段決定了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的要求是多樣化的，不僅需要高層次創(chuàng)新人才，同時(shí)也需要在各行各業(yè)進(jìn)行技術(shù)傳播和技術(shù)應(yīng)用并具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)勞動(dòng)者，而培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者這一艱巨的任務(wù)便落到了中等職業(yè)教育上。因此，中等職業(yè)教育具有不可替代的重要的戰(zhàn)略地位。

（一）學(xué)生發(fā)展需要

據(jù)調(diào)查顯示，當(dāng)前學(xué)生畢業(yè)后在工作崗位上需要對(duì)工作任務(wù)進(jìn)行分析、處理時(shí)，缺乏多學(xué)科綜合應(yīng)用的能力。由此，本研究根據(jù) STEM教育“學(xué)科融合”的理念和“項(xiàng)目教學(xué)”的模式探究中職 STEM課程的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)需求。

（二）中職開(kāi)設(shè)STEM課程的重要性

STEM課程是跨學(xué)科課程，具有強(qiáng)烈的趣味性、藝術(shù)性，能夠提升學(xué)生的體驗(yàn)感受，提高學(xué)生的協(xié)作能力，充分體現(xiàn)“做中學(xué)”，“學(xué)中做”的教學(xué)理念。

統(tǒng)籌考慮國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才儲(chǔ)備和各級(jí)各類教育形成需求、內(nèi)容、評(píng)價(jià)和路徑一體化戰(zhàn)略，開(kāi)設(shè)STEM課程，將STEM課程納入創(chuàng)新人才培養(yǎng)戰(zhàn)略非常必要，既能有目的的培養(yǎng)創(chuàng)新人才，同時(shí)也能提供適宜于創(chuàng)新人才的環(huán)境。而目前中國(guó)的STEM教育并不是完全模仿國(guó)外的做法。相反，它結(jié)合了國(guó)家和社會(huì)的需求，匯集了各行各業(yè)的優(yōu)勢(shì)，不斷探索新的實(shí)踐路徑。

國(guó)內(nèi)目前有開(kāi)設(shè) STEM課程的基本在基礎(chǔ)教育階段，中等職業(yè)學(xué)校很少提供，也沒(méi)有相應(yīng)的教材。但中等職業(yè)學(xué)校作為教育不可少的一部分，不僅應(yīng)該建設(shè)STEM課程，更要結(jié)合中職生的特殊性，創(chuàng)建工作路徑、課堂模式和評(píng)價(jià)方式。因此，本研究將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)STEM課程建設(shè)應(yīng)用研究的空白。

二、研究成果

（一）中職STEM課程建設(shè)工作路徑

（二）中職STEM課程的基本范式

根據(jù)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐探究，總結(jié)STEM的教學(xué)步驟主要應(yīng)該包括以下5個(gè)環(huán)節(jié)：

1.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

STEM學(xué)習(xí)是探究性學(xué)習(xí)，探究必須從問(wèn)題開(kāi)始。STEM的問(wèn)題是基于生活情景的真實(shí)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題可以由教師給定，也可以學(xué)習(xí)者自己發(fā)現(xiàn)。教師給定的，屬于驗(yàn)證某個(gè)結(jié)論的，這樣的探究具有模擬性。學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如果沒(méi)有一定的限定條件，與科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題完全一樣，本身不是學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此，STEM的問(wèn)題既需要開(kāi)放和創(chuàng)造，也需要一定的限定。教師要在一定的條件下引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是STEM的開(kāi)端。

2.提出假設(shè)或設(shè)計(jì)方案

科學(xué)假設(shè)是科學(xué)理論的一種可能表達(dá)?？茖W(xué)研究之所以不是盲目的嘗試，就在于它是有根據(jù)的，是一個(gè)提出假設(shè)、求證假設(shè)的過(guò)程。科學(xué)假設(shè)是根據(jù)已有的科學(xué)知識(shí)和觀察到的事實(shí)，對(duì)所研究的問(wèn)題提出的一種猜測(cè)性陳述、一種可能性的解答。假說(shuō)是一種猜想，但不同于無(wú)端的猜想，它是基于已有的科學(xué)知識(shí)和新的科學(xué)事實(shí)作出的一種科學(xué)假定，因此，假說(shuō)是科學(xué)性和假定性的統(tǒng)一。提出假設(shè)固然要基于科學(xué)原理和事實(shí)，但假說(shuō)的提出更需要思維的提煉。對(duì)于工程問(wèn)題而言，提出假設(shè)的過(guò)程也是制定方案的過(guò)程。

3.科學(xué)求證或?qū)嵤┓桨?/p>

假說(shuō)是否是真理，需要科學(xué)驗(yàn)證。這種驗(yàn)證需要收集證據(jù)，需要對(duì)證據(jù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，需要科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也需要邏輯思維。證據(jù)收集是科學(xué)求證的第一步。證據(jù)可以來(lái)自于觀察，也可以來(lái)自于實(shí)驗(yàn)，還可以基于科學(xué)原理的邏輯推理。求證過(guò)程中，需要對(duì)證據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，顯示其科學(xué)性。對(duì)于工程問(wèn)題而言，就是要把設(shè)計(jì)的方案付諸實(shí)施，從而驗(yàn)證方案。如果無(wú)法驗(yàn)證或者驗(yàn)證不成功，就需要返回到步驟2，重新提出假說(shuō)。因此，STEM是一種基于證據(jù)的學(xué)習(xí)。

4.得出結(jié)論或評(píng)估方案

科學(xué)假設(shè)通過(guò)科學(xué)求證和數(shù)據(jù)分析，對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：假設(shè)是否成立，是否需要修正，等等，都需要通過(guò)科學(xué)驗(yàn)證后得出定論。由于科學(xué)研究的復(fù)雜性，一次實(shí)驗(yàn)求證不一定都能得出確定的結(jié)論。因此，它需要不斷修正方案，不斷進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而不斷地修正結(jié)論。對(duì)于科學(xué)研究來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程看中的是結(jié)果，但對(duì)于STEM的學(xué)習(xí)而言，過(guò)程比結(jié)果重要，因?yàn)樵谶^(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和解決問(wèn)題的能力。對(duì)于工程問(wèn)題而言，就是要根據(jù)方案的實(shí)施情況對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證其效果，進(jìn)而進(jìn)行修正和完善。

5.反思分享

從提出問(wèn)題到得出結(jié)論，是科學(xué)研究的完整過(guò)程。但作為一個(gè)教學(xué)策略，STEM還應(yīng)該有一個(gè)反思分享環(huán)節(jié)，通過(guò)這一環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者對(duì)自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、驗(yàn)證問(wèn)題和得出結(jié)論中的經(jīng)驗(yàn)和錯(cuò)誤做出分析，提煉成功經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)解決方法的可遷移性，提升學(xué)習(xí)遷移能力。同時(shí)，與學(xué)習(xí)者共同的分享交流有助于產(chǎn)生新的觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。

三、研究結(jié)論

STEM項(xiàng)目必定是源于生活，為了解決生活中的具體問(wèn)題，根據(jù)綜合運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)的知識(shí)解決工程中問(wèn)題的要求，STEM的教學(xué)步驟主要有：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)或設(shè)計(jì)方案、科學(xué)求證或?qū)嵤┓桨?、得出結(jié)論或評(píng)估方案、分享與反思。問(wèn)題的提煉是基礎(chǔ)，科學(xué)求證或?qū)嵤┓桨甘呛诵摹?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] .北京成立STEM+創(chuàng)新教育中心.中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng).2016-10-19

[2] .張新立，溫州大學(xué)，《STEM教育的核心精神，看這一篇就夠了》，MOOC，2018.5.29

（作者單位：溫州市甌海職業(yè)中專集團(tuán)學(xué)校）