產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級形勢下鐵道職業(yè)院校開展STEAM教育的思考

王宗偉

摘要：當(dāng)前，我國正處在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時(shí)期，本科院校新工科建設(shè)已拉開序幕。作為高等教育重要組成部分的鐵道職業(yè)院校，伴隨鐵路系統(tǒng)工種和崗位改革序幕的拉開，調(diào)整教育教學(xué)模式勢在必行。筆者通過思考新工科建設(shè)及職業(yè)院校的現(xiàn)狀，聯(lián)系當(dāng)前被各國重視的STEAM教育，發(fā)現(xiàn)STEAM教育模式與新工科人才培養(yǎng)精神高度契合，對職業(yè)院校教育模式變革有很重要的借鑒和指導(dǎo)意義，最后提出應(yīng)用STEAM教育模式服務(wù)于職業(yè)教育的路徑和帶來的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級 新工科建設(shè) 鐵道職業(yè)院校 STEAM教育

2018年1月5日，成都鐵路局下屬工務(wù)、電務(wù)、供電、通信共七個(gè)段合并成立了重慶工電段，該段實(shí)行工、電、供專業(yè)一體化管理。在當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級的重要階段，重慶工電段的成立是鐵路總公司鐵路綜合維修一體化管理的具體落實(shí)，也是創(chuàng)新管理模式、促進(jìn)專業(yè)融合、減員增效、持續(xù)推進(jìn)鐵路總公司改革發(fā)展的具體體現(xiàn)，表明鐵路系統(tǒng)正在積極探索建立與鐵路快速發(fā)展相適應(yīng)的生產(chǎn)管理模式和勞動組織形式。

作為為鐵路輸送專業(yè)技能型人才的鐵道職業(yè)院校，在鐵路總公司改革管理模式、國家整體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大環(huán)境下，如何把握好時(shí)代發(fā)展機(jī)遇，順應(yīng)就業(yè)市場需求，同步發(fā)展和改革教育教學(xué)模式，培養(yǎng)適應(yīng)新形勢新崗位的合格技能型人才，成為擺在每位老師面前的一個(gè)必須深思的問題。

一、新工科專業(yè)建設(shè)及職業(yè)教育的響應(yīng)

伴隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、信息化等帶來的時(shí)代變革，我國于2015年推出“中國制造2025”計(jì)劃，著力實(shí)施五大工程，重視互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及，鼓勵發(fā)展新型創(chuàng)新企業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，使我國能夠有效應(yīng)對世界科技的迅猛發(fā)展和全球強(qiáng)國的激烈競爭。

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)。

新工科專業(yè)，主要指針對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)，以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心，以智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等用于傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要具備“一專多能”“一崗多能”特征的實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。

雖然新工科建設(shè)暫時(shí)還沒有引起多數(shù)職業(yè)院校教師的重視，但是聯(lián)系到鐵總在重慶等多地試點(diǎn)的“工電段”管理模式及其對工務(wù)、電務(wù)、供電類專業(yè)復(fù)合型人才的迫切需求，在本科院校積極開展新工科建設(shè)的背景下，作為以鐵路行業(yè)為主要就業(yè)面向的鐵道職業(yè)院校如何適應(yīng)新形勢，響應(yīng)教育和產(chǎn)業(yè)變革需求，推進(jìn)鐵路人才培育供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，培養(yǎng)多學(xué)科復(fù)合型新工科人才，是擺在每位鐵路職業(yè)院校教育工作者面前的重要課題。

二、新工科建設(shè)與STEAM教育

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院院長盧坤建的論文中曾介紹了廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院以新工科建設(shè)為抓手，在推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革方面進(jìn)行的探索，如對接地區(qū)產(chǎn)業(yè)群優(yōu)化專業(yè)群，將現(xiàn)代信息技術(shù)及設(shè)計(jì)技術(shù)融入人才培養(yǎng)方案，建立協(xié)同教學(xué)中心落實(shí)專業(yè)技能的疊加等。

廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院副院長佘少華也認(rèn)為：隨著智能制造及人工智能的興起，很多細(xì)分崗位將消失，一些專業(yè)有同質(zhì)化的趨勢。

這些職業(yè)教育專家的觀點(diǎn)，都抓住了新工科建設(shè)的牛尾，即未來的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級趨勢將帶來專業(yè)內(nèi)容的交叉融合和專業(yè)技能的疊加，傳統(tǒng)專業(yè)學(xué)科界限將被打破。因此，職業(yè)教育必須把握好時(shí)代發(fā)展趨勢，突破傳統(tǒng)工科教育細(xì)分模式，探索新的多學(xué)科交叉融合培養(yǎng)路徑。

2015年9月，教育部《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中，提出了探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式的思想。

2016年6月，教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》更明確提出有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在“眾創(chuàng)空間”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用。

教育部提出的發(fā)展STEAM教育模式，為我們的教育發(fā)展指明了一條新的道路，這是繼20世紀(jì)80年代美國提出STEM教育理念并不斷豐富為STEAM教育后，我國教育系統(tǒng)的一次勇敢借鑒和嘗試。

雖然STEAM教育在我國處于起步階段，但相對于現(xiàn)在的傳統(tǒng)教學(xué)模式，STEAM教育表現(xiàn)出明顯的實(shí)用性特征，它以培養(yǎng)工程思維為出發(fā)點(diǎn)，以項(xiàng)目為基礎(chǔ)、多學(xué)科融合的教育模式，正好與新工科提出的多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)模式相契合。

三、STEAM教育的基本理念

STEAM分別是科學(xué)（Science），技術(shù)（Tec-hnology），工程（Engineering），藝術(shù)（Arts），數(shù)學(xué)（Mathematics）的縮寫。STEAM教育就是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的綜合教育，最早由美國弗吉尼亞大學(xué)年輕教師亞克曼在2006年一次會議上提出，鼓勵孩子在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和提高，培養(yǎng)孩子的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，從而提升其全球競爭力。但是，STEAM的本質(zhì)是跨學(xué)科的思維、思想、理念和內(nèi)涵，是跨學(xué)科的整合。

四、STEAM教育在鐵道職業(yè)院校的實(shí)施路徑

近些年的職業(yè)教育不乏項(xiàng)目教學(xué)法、做中學(xué)等以學(xué)生為中心的教學(xué)思想，多學(xué)科整合其實(shí)也不是新鮮的提法。而這種整合要怎么做，才是需要我們必須不斷思考、實(shí)踐和總結(jié)改進(jìn)的。

筆者比較認(rèn)同北京師范大學(xué)教育學(xué)部副部長余勝泉教授的觀點(diǎn)，他認(rèn)為要分析各個(gè)學(xué)科最基本的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，找到不同學(xué)科知識點(diǎn)之間的連接點(diǎn)和整合點(diǎn)，將分散的課程知識，按照跨學(xué)科的問題、邏輯進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，將各學(xué)科的內(nèi)容，改造成以問題為中心，或者以項(xiàng)目為中心的課程組織，通過序列化的問題和序列化的項(xiàng)目，來有機(jī)串聯(lián)各學(xué)科知識，使課程要素形成有機(jī)聯(lián)系和有機(jī)結(jié)構(gòu)。

通過在長期堅(jiān)持教學(xué)改革的探索中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會，筆者認(rèn)識到未來的職業(yè)教育模式必然是有別于傳統(tǒng)的著重解決已知問題、掌握基本技能和知識點(diǎn)的教育方式，將會是一種重實(shí)踐的超學(xué)科的教育模式;學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展不能依靠某一種能力的實(shí)現(xiàn)，而是需要介于多種能力之間、具備多種素養(yǎng)的綜合型能力。鐵路總公司鐵路綜合維修一體化管理即是一個(gè)最好的例證。

在堅(jiān)定改革決心和信心的同時(shí)，必須要堅(jiān)持謀定而后動，不斷探索，充分論證，發(fā)掘適合現(xiàn)實(shí)情況的教育教學(xué)方法。筆者基于對STEAM教育的深入學(xué)習(xí)和思考，提出在鐵道職業(yè)院校推進(jìn)STEAM教育的幾條路徑，供參考。

1.以創(chuàng)客空間為載體和手段，實(shí)施并探索STEAM教育

我國的STEAM教育研究尚未形成完整的理論體系和操作性強(qiáng)的模式，可借鑒性不強(qiáng)，現(xiàn)階段進(jìn)行大量投入的可行性不強(qiáng)。但是創(chuàng)客教育卻為STEAM教育提供了最好的抓手，職業(yè)院校大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)及探索興趣的匱乏恰恰可以通過創(chuàng)客教育的造物樂趣去激發(fā)，而現(xiàn)在的數(shù)字化設(shè)備、模塊化零件則可以極大提高學(xué)生動手實(shí)踐的效率，甚至能夠允許學(xué)生試錯(cuò)。通過引導(dǎo)，讓學(xué)生利用多學(xué)科、跨學(xué)科知識處理問題，在創(chuàng)客教育中實(shí)現(xiàn)STEAM素養(yǎng)的整合，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)、終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，同時(shí)為教師進(jìn)行STEAM教育實(shí)踐和研究提供第一手資料。

2.在某一課程上進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用

在以創(chuàng)客空間為載體探索STEAM教育的基礎(chǔ)上，可以挑選一門綜合性比較強(qiáng)的課程進(jìn)行STEAM試點(diǎn)教學(xué)，從教學(xué)中進(jìn)一步完善STEAM教學(xué)方法。如鐵路相關(guān)專業(yè)可以以工電段改革為抓手，挑選一門貼近現(xiàn)場的課程，設(shè)定一個(gè)大型實(shí)景項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目需是綜合性的，需要跨學(xué)科知識才能解決，同時(shí)也需要能衍生出許多新的問題，需要對知識的融會貫通才能解決。

3.在專業(yè)人才培養(yǎng)方案上體現(xiàn)STEAM風(fēng)格

要在課程設(shè)置上體現(xiàn)STEAM的五大基本學(xué)科素質(zhì)的內(nèi)容。下面以機(jī)電專業(yè)舉例。

體現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的課程：機(jī)械基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)、金屬工藝學(xué)、公差配合與測量技術(shù)。

體現(xiàn)技術(shù)素養(yǎng)的課程：液壓與氣動、電機(jī)與拖動、電氣控制、可編程控制器。

體現(xiàn)工程素養(yǎng)的課程：工業(yè)機(jī)器人編程與操作、數(shù)控編程與操作、機(jī)電設(shè)備故障與診斷、機(jī)械制造技術(shù)、鉗工實(shí)訓(xùn)、電子與傳感器實(shí)訓(xùn)、機(jī)加工實(shí)習(xí)。

體現(xiàn)藝術(shù)素養(yǎng)的課程：機(jī)械制圖與CAD。

體現(xiàn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的課程：工程力學(xué)、單片機(jī)原理及應(yīng)用。

機(jī)電專業(yè)的課程很多，如果按照這些課程排列起來上，學(xué)生會感到枯燥和疲勞，感受不到所學(xué)課程與專業(yè)能力的聯(lián)系，更不會在綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的過程中找到學(xué)習(xí)的樂趣和動力。如果以機(jī)電一體化或機(jī)器人技術(shù)課程為主線，盡量多安排實(shí)操課，分組學(xué)習(xí)，按照STEAM教學(xué)的要求，在解決問題的過程中介紹相應(yīng)的知識，學(xué)生可能會更愿意接受，有更大的興趣進(jìn)一步學(xué)習(xí)，主動去思考問題，甚至碰撞出新的創(chuàng)意火花。

4.建立跨學(xué)科專業(yè)群形式的STEAM教學(xué)模式

鐵道職業(yè)院校學(xué)生就業(yè)主要面向軌道交通單位，為建立跨學(xué)科的專業(yè)群提供了先天優(yōu)勢。鐵路系統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式趨向于跨學(xué)科跨專業(yè)融合性，而鐵道職業(yè)院校的鐵路類專業(yè)之間恰恰是具有內(nèi)在聯(lián)系的，轉(zhuǎn)型比較容易。

STEAM教育強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合的理念可以指導(dǎo)鐵道職業(yè)院校的這種轉(zhuǎn)型。長遠(yuǎn)來看，學(xué)?？梢砸許TEAM教育為指導(dǎo)，通過應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、整合多學(xué)科課程、編寫校本教材等途徑開展教學(xué)活動，以達(dá)到促進(jìn)學(xué)生對行業(yè)和崗位感知加深，滿足崗位需求的目的。

同時(shí)，鐵道職業(yè)學(xué)校也可以提供豐富的課程設(shè)置滿足不同學(xué)生的需求，幫助學(xué)生確定符合自己興趣和特長的方向，明確自己未來的目標(biāo)，為學(xué)生未來在就業(yè)崗位上的長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

五、STEAM教育實(shí)施帶來的挑戰(zhàn)

1.教師對STEAM教學(xué)理念的接受和消化

很多教師接受的一直都是傳統(tǒng)的科日細(xì)分式教育模式，又缺少現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，更缺乏創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)，所以在逃行STEAM教育之前，教師必須接受STEAM教育理念并深刻理解其內(nèi)涵，這需要一個(gè)較長的過程。同時(shí)，在教學(xué)實(shí)施中必定會產(chǎn)生思想的沖擊和頭緒的混亂，在這個(gè)問題上我們可以將步子放的慢一點(diǎn)。

2.教師專業(yè)能力必須不斷提高

進(jìn)行STEAM教育的教師必須專業(yè)知識扎實(shí)，同時(shí)又有較強(qiáng)的進(jìn)取心去涉獵先進(jìn)的科技和人文知識，以便在教學(xué)過程中能夠不斷相互交流、溝通和總結(jié)。STEAM教育不但要求學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)也要求教師要不斷學(xué)習(xí)新知識，接受新思想，創(chuàng)造新方法。

3.線上教學(xué)資源的不斷豐富

STEAM教學(xué)模式的核心思想之一就是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立解決問題的能力。但是教師的精力畢竟也是有限的，這就需要豐富的線上學(xué)習(xí)資源供學(xué)生自學(xué)和查詢，所以在進(jìn)行STEAM教學(xué)的同時(shí)必須進(jìn)行教學(xué)資源的不斷豐富和更新。

4.硬件條件的支持

STEAM教育的開展需要一個(gè)開放的平臺，它與現(xiàn)代化教學(xué)條件和管理模式是分不開的，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室分類布置方式和管理模式勢必要做出調(diào)整。同時(shí)，STEAM教育對硬件條件的要求更高?；诖?，運(yùn)行STEAM教育適宜先小范圍搞精品工作室，繼而將成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步推廣實(shí)施。

5.教育管理模式的改變

對于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的師資配備、薪酬管理、教學(xué)督導(dǎo)、考核管理等也需做出必要調(diào)整，這就需要教學(xué)管理部門從人、機(jī)、料、法、環(huán)的各個(gè)層面通盤調(diào)整和協(xié)調(diào)，是一個(gè)自上而下聯(lián)動的過程。

六、小結(jié)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，我們的教育也取得了長足的進(jìn)步。但是，與歐美日等發(fā)達(dá)國家的教育相比，差距還是存在的。隨著我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐的加快，教育這一服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要領(lǐng)域也必將迎來更大的變革。我國本科院校已經(jīng)開啟新工科建設(shè)和多學(xué)科交叉教學(xué)模式試驗(yàn)，他們的今天就是職業(yè)院校不久的明天，職業(yè)院校必須以時(shí)不我待的緊迫感做好準(zhǔn)備，才不會在即將到來的變革中落后或被淘汰。

參考文獻(xiàn)：

[1]師保國，高云峰，馬玉赫.STEAM教育對學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的影響及其實(shí)施策略[J].中國電化教育，2017（4）.

（作者單位：包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院）