基于STEAM教育的大學(xué)生跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)研究

田世海 王宇奇 安寧

摘? ? 要：STEAM教育是高校創(chuàng)新教育，提升大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)是高校創(chuàng)新教育的核心任務(wù)。文章從大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)維度與STEAM教育特點(diǎn)出發(fā)，闡明STEAM教育對大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的提升作用，并構(gòu)建了基于STEAM教育的跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)體系，從教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐項目、資源平臺及效果評價等方面提出大學(xué)生跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)提升的新思路。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;創(chuàng)新素養(yǎng);大學(xué)生

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）06-0082-03

大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)有無、高低直接反映了大學(xué)生創(chuàng)新教育的水平和我國高等教育“雙一流”建設(shè)的質(zhì)量。在知識日新月異的移動互聯(lián)時代，跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新人才需求凸顯，教育部頒布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中明確指出，“積極探索信息技術(shù)在眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力”[1]，標(biāo)志著STEAM教育正式進(jìn)入教育改革領(lǐng)域。2019年3月教育部印發(fā)了《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》通知，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)加快推進(jìn)智慧教育創(chuàng)新發(fā)展，探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）模式應(yīng)用[2]?？梢姡琒TEAM教育已成為大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的重要方式。因此，找尋STEAM教育和大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的融合點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生“STEAM教育—跨專業(yè)實(shí)踐—創(chuàng)新素養(yǎng)”的轉(zhuǎn)化，成為當(dāng)前高校創(chuàng)新教育改革的重要任務(wù)。

一、大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)與STEAM教育

（一）大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)維度解析

創(chuàng)新素養(yǎng)可分為外在素養(yǎng)與內(nèi)在素養(yǎng)兩個方面。外在素養(yǎng)主要包括各種創(chuàng)新知識與應(yīng)用技能，可通過實(shí)訓(xùn)及實(shí)踐獲得和發(fā)展，是創(chuàng)新成功的基礎(chǔ);內(nèi)在素養(yǎng)包括創(chuàng)新者的能力、品質(zhì)、創(chuàng)新動機(jī)及價值觀等，可通過行為和表現(xiàn)體現(xiàn)出來。因此，大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)是指在大學(xué)創(chuàng)新活動過程中，逐步形成和發(fā)展的，能夠推動創(chuàng)新步入穩(wěn)態(tài)，應(yīng)具備的創(chuàng)新意識、知識、能力、品質(zhì)、修養(yǎng)和精神的有機(jī)結(jié)合。

基于現(xiàn)有研究成果，本文從廣義上將創(chuàng)新素養(yǎng)分為創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新知識和創(chuàng)新能力三個維度。創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新知識和創(chuàng)新能力三者間是相互促進(jìn)、相互融合的有機(jī)整體。

（二）STEAM教育的特點(diǎn)

STEAM（Science科學(xué)、Technology技術(shù)、Engineering工程、Mathematics數(shù)學(xué)、Art人文藝術(shù)）被認(rèn)為是直接影響國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為關(guān)鍵的學(xué)科領(lǐng)域，其有以下顯著特點(diǎn)。

1.跨學(xué)科交叉融合性。STEAM教育強(qiáng)調(diào)通過有機(jī)融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和人文藝術(shù)等多個學(xué)科、多個領(lǐng)域的知識、技能與方法，從系統(tǒng)整體的視角，全面認(rèn)識世界、感知社會，搭建溝通多個學(xué)科知識的橋梁，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)而增強(qiáng)社會適應(yīng)力。

2.問題情景真實(shí)多樣性。STEAM教育認(rèn)為知識蘊(yùn)涵在與學(xué)生生活相關(guān)的真實(shí)問題情景中，多樣真實(shí)的問題情景設(shè)定，能夠啟發(fā)學(xué)生通過運(yùn)用觀察、收集、歸納、整理、推導(dǎo)、模擬、分析等一系列的知識和方法，在問題解決過程中提升能力。

3.學(xué)習(xí)過程主動體驗性。STEAM教育注重學(xué)生通過主動觀察與實(shí)際操作來獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗，在體驗中不斷地探究、反思和感悟，學(xué)會從跨學(xué)科、跨專業(yè)的視角，積極挖掘解決問題的線索，主動構(gòu)建自身的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，收獲并拓展蘊(yùn)涵在真實(shí)問題情境中的知識內(nèi)容和技術(shù)能力。

4.前沿支撐技術(shù)應(yīng)用性。STEAM教育倡導(dǎo)對前沿支撐軟件和硬件技術(shù)的追蹤與應(yīng)用，充分利用各種可視化平臺或仿真環(huán)境，建立虛擬世界和真實(shí)世界之間的聯(lián)系，培育和發(fā)展受教育者的批判性思維和創(chuàng)造性思維。

5.團(tuán)隊協(xié)同互助合作性。STEAM教育鼓勵學(xué)生根據(jù)具體學(xué)習(xí)形式、學(xué)習(xí)內(nèi)容和自身實(shí)際情況，選擇合適的伙伴，以便在學(xué)習(xí)過程中可以相互協(xié)同、取長補(bǔ)短，更好地發(fā)揮通過跨學(xué)科概念、原理、思想方法交叉融合，解決真實(shí)復(fù)雜問題的效果。

二、STEAM教育對大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的提升作用

大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個長期的過程，貫穿于大學(xué)生成長的各個環(huán)節(jié)。將STEAM教育的內(nèi)涵、特點(diǎn)延展和具體化到大學(xué)生創(chuàng)新教育中，可以明確STEAM教育對大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的提升作用，如圖1所示。

（一）跨學(xué)科交叉融合對創(chuàng)新思維與知識的提升

有效的STEAM教育是一個不斷提出新目標(biāo)、追求新目標(biāo)并實(shí)現(xiàn)新目標(biāo)的過程，可以促使大學(xué)生將多學(xué)科的知識、技能與方法進(jìn)行交叉融合，有助于大學(xué)生了解不同學(xué)科的新觀念，在原有知識、經(jīng)驗和實(shí)踐基礎(chǔ)上，突破思維定勢和常規(guī)知識結(jié)構(gòu)，用多元化的思維方式，提出獨(dú)特、新穎且具有現(xiàn)實(shí)價值的思維成果。同時，STEAM教育不是給予大學(xué)生現(xiàn)成的答案和結(jié)果，而是培養(yǎng)大學(xué)生從多視角、深層次主動對所學(xué)習(xí)的內(nèi)容展開獨(dú)立的思考，將原有經(jīng)驗和認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新的思維成果相結(jié)合，形成新的知識體系。

（二）問題情景真實(shí)多樣對創(chuàng)新意識與動機(jī)的提升

STEAM教育依托實(shí)際生活，直面不同階段大學(xué)生所面臨的真實(shí)復(fù)雜的實(shí)際問題，設(shè)計有難度的，需要花費(fèi)較長時間思考、實(shí)踐才能完成的情景。一方面，通過角色扮演、成果展示等方式，吸引大學(xué)生注意，體驗創(chuàng)新者境遇和動機(jī)，激發(fā)對未來職業(yè)發(fā)展的強(qiáng)烈好奇心、求知欲和自信心，提升創(chuàng)新動機(jī)。另一方面，大學(xué)生可在多種情景下，根據(jù)具體問題自主、靈活選擇相應(yīng)學(xué)科知識，實(shí)踐創(chuàng)新經(jīng)歷，形成具有敢于冒險、敢于批判的科學(xué)精神和創(chuàng)新個性，全面提升創(chuàng)新意識。

（三）在學(xué)習(xí)過程中主動體驗對創(chuàng)新知識與能力的提升

在STEAM教育中，大學(xué)生通過主動觀察與實(shí)際操作來獲得不同領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)知識、工程設(shè)計知識、財務(wù)金融知識、運(yùn)營管理知識、市場開發(fā)知識、數(shù)據(jù)挖掘知識、政策法律知識、人文藝術(shù)知識和安全環(huán)保知識的真實(shí)學(xué)習(xí)體驗，主動體驗反思的內(nèi)容會倒逼高校不斷優(yōu)化創(chuàng)新課程設(shè)置、豐富創(chuàng)新知識體系，幫助大學(xué)生加強(qiáng)對創(chuàng)新政策、創(chuàng)新流程和創(chuàng)新環(huán)境的理解，從而豐富自身的創(chuàng)新知識，提升創(chuàng)新能力。

（四）前沿支撐技術(shù)應(yīng)用對創(chuàng)新思維、知識與能力的提升

應(yīng)用前沿支撐技術(shù)是提升STEAM教育效果的重要媒介，尤其在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，如：新媒體指尖傳播移動技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境仿真技術(shù)、思維導(dǎo)圖認(rèn)知技術(shù)、3D打印技術(shù)、個性化智能推送定制技術(shù)等等[3]。新技術(shù)的出現(xiàn)層出不窮，不僅簡單、直觀，可以存在于任何形式的STEAM教育之中，而且還能相互碰撞產(chǎn)生多種新的創(chuàng)新思維。每種前沿支撐技術(shù)都蘊(yùn)涵著新知識和新技能，對創(chuàng)新知識的儲備和創(chuàng)新能力的提升具有獨(dú)特的內(nèi)在價值，激發(fā)大學(xué)生的追新意識，應(yīng)用前沿支撐技術(shù)突破線性的、順序的知識學(xué)習(xí)桎梏，提高知識的吸收率和融合率，有利于促進(jìn)大學(xué)生構(gòu)建自己的多元知識體系和多層次能力體系。

（五）團(tuán)隊協(xié)同互助合作對創(chuàng)新素質(zhì)、知識與能力的提升

大學(xué)生個體間的差異較大，人文素質(zhì)、專業(yè)知識和應(yīng)用能力各有所長，在STEAM教育中，基于實(shí)際項目組建的合作團(tuán)隊協(xié)同互助，能使大學(xué)生明確意識到自身與社會需求上的差距，增加生活體驗和創(chuàng)新感悟，提升合作伙伴的創(chuàng)新思維、形成良好的心理品質(zhì)。同時，互助合作的團(tuán)隊可以使大學(xué)生充分利用新媒體共享資源，充分發(fā)揮各成員學(xué)科特長，有計劃地分解團(tuán)隊任務(wù)，組合創(chuàng)新必備、應(yīng)備和需備知識，提高實(shí)現(xiàn)效率，以增加各成員創(chuàng)新知識的容量，拓展創(chuàng)新知識結(jié)構(gòu)的深度和廣度。此外，團(tuán)隊間富于創(chuàng)意與實(shí)效的互助能夠激發(fā)大學(xué)生對新技術(shù)、新規(guī)律和新方法的頓悟，顯著提升創(chuàng)造能力。

三、基于STEAM教育的跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)體系的構(gòu)建

（一）厘定教育目標(biāo)

基于STEAM教育，跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的教育目標(biāo)旨在形成正確的創(chuàng)新觀，豐富知識和技能，培養(yǎng)探索精神和協(xié)作意識，主要體現(xiàn)在：（1）培育創(chuàng)新素質(zhì)，通過有目的的設(shè)置真實(shí)、復(fù)雜、熱點(diǎn)的問題情景，啟發(fā)大學(xué)生認(rèn)清問題本質(zhì)，親身體驗創(chuàng)新感悟，激發(fā)創(chuàng)新動力，逐步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)新思維;（2）積累創(chuàng)新知識，以學(xué)生為主導(dǎo)，鼓勵學(xué)生積極主動追新，嘗試跨專業(yè)、跨學(xué)科去發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)和掌握新方法、新技術(shù)解決新問題;（3）提升創(chuàng)新能力，以項目驅(qū)動實(shí)踐為核心，以遞進(jìn)式模塊化的形式設(shè)計多種形式的實(shí)驗、實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐項目，通過持續(xù)訓(xùn)練和強(qiáng)化，鞏固深化所應(yīng)掌握的知識，培養(yǎng)提高探索解決新問題的能力。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

基于STEAM教育，跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)體系中的教學(xué)內(nèi)容源于真實(shí)生活中的問題，用多學(xué)科知識解決問題，在問題解決的過程中應(yīng)用和學(xué)習(xí)跨學(xué)科知識[4]。具體教學(xué)內(nèi)容主要包括：科學(xué)類、技術(shù)類、工程類、數(shù)學(xué)類和人文類課程，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，針對大學(xué)生的興趣愛好、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力水平，精選實(shí)際生活中復(fù)雜的熱點(diǎn)問題，以某類學(xué)科內(nèi)容為主，融合其他類學(xué)科理論和方法，靈活組織跨學(xué)科的教學(xué)，引導(dǎo)大學(xué)生不斷自主地聚焦新知識、學(xué)習(xí)新方法，持續(xù)增加自身創(chuàng)新知識的容量和改善自身創(chuàng)新能力的結(jié)構(gòu)。

（三）健全實(shí)踐項目形式

根據(jù)STEAM教育特點(diǎn)，跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的每一個實(shí)踐項目都是教學(xué)內(nèi)容的體現(xiàn)，具體任務(wù)由淺入深，可以涉及一個教育目標(biāo)，也可以涉及多個教育目標(biāo)。實(shí)踐項目的主要形式有：（1）實(shí)訓(xùn)項目，包括認(rèn)知實(shí)訓(xùn)、社會實(shí)踐、金工實(shí)習(xí)和前沿實(shí)訓(xùn)等，便于大學(xué)生獲取政府促創(chuàng)政策、企業(yè)實(shí)際需求、杰出人物經(jīng)驗、專業(yè)前沿發(fā)展和典型創(chuàng)新示例等信息，感知和理解大學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)具備的市場嗅覺、知識維度和技能特點(diǎn);（2）創(chuàng)新項目，包括各類校級、省級和國家級的創(chuàng)新項目，促使大學(xué)生繼續(xù)跟蹤專業(yè)前沿，跨學(xué)科、跨專業(yè)招募志同道合的伙伴，組建自己的創(chuàng)新團(tuán)隊，用所學(xué)的知識理論、專業(yè)技能和現(xiàn)代工具，提升解決新問題的能力;（3）學(xué)科競賽，包括“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、全國大學(xué)生電子商務(wù)“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽等。培養(yǎng)大學(xué)生協(xié)調(diào)組織管理、合理分配角色，加強(qiáng)對優(yōu)化思想、系統(tǒng)思維的訓(xùn)練，培養(yǎng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)新態(tài)度，不斷自主發(fā)現(xiàn)新問題，調(diào)整自身的價值取向與實(shí)際創(chuàng)新期望需求的偏差，形成相對穩(wěn)定的創(chuàng)新角色認(rèn)知和行為。

（四）加強(qiáng)資源平臺建設(shè)

資源平臺是保障基于STEAM教育的跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)順利開展的重要支撐，主要包括三個部分：（1）技術(shù)工具，包括模擬仿真、數(shù)據(jù)挖掘、可視化編程等軟件工具和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳感器等硬件工具;（2）教育資源，涵蓋開放教育課程資源網(wǎng)（MOOC課程、Open Course Ware和微視頻資源等）、數(shù)字化學(xué)習(xí)中心、學(xué)科資源網(wǎng)以及校內(nèi)教師和校外專家等線上線下教育資源;（3）實(shí)踐基地，分為校內(nèi)專業(yè)實(shí)驗室、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心和校外認(rèn)知實(shí)習(xí)、企業(yè)實(shí)習(xí)基地。

（五）注重效果評價

基于STEAM教育的跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)效果評價目的是檢驗教育目標(biāo)的達(dá)成程度。評價方式既可以是學(xué)生自評、團(tuán)隊互評、教師點(diǎn)評，也可以是用人單位評價。效果評價主要分三個階段：（1）成果展示，通過設(shè)置創(chuàng)新成果專屬場地或網(wǎng)絡(luò)平臺，給大學(xué)生提供一個充分展示其創(chuàng)新動機(jī)、創(chuàng)新個性、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新經(jīng)歷、知識底蘊(yùn)和價值取向的空間。（2）過程考核，應(yīng)用視頻行為采集、實(shí)踐過程記錄表、在線學(xué)習(xí)行為統(tǒng)計表以及階段測試等方式，對比大學(xué)生的參與度、積極性，為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的知識掌握情況和技能應(yīng)用水平給出評價。（3）素養(yǎng)評估，結(jié)合成果展示和過程考核的結(jié)果，主要從創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新知識和創(chuàng)新能力方面，構(gòu)建跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)評價體系，涉及大學(xué)生創(chuàng)新品質(zhì)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新心理、融合能力、溝通協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造能力等。

四、結(jié)論

將STEAM 教育引入大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)教育中，采用跨專業(yè)、跨學(xué)科的視角，必將有效推動整個人才培養(yǎng)體系的改革與發(fā)展。然而，目前在高校開展基于STEAM教育的大學(xué)生跨專業(yè)創(chuàng)新素養(yǎng)教育，面臨許多挑戰(zhàn)：（1）如何將STEAM 創(chuàng)新素養(yǎng)教育與培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、全球視野和社會責(zé)任感相融合;（2）如何建構(gòu)具體的STEAM 創(chuàng)新素養(yǎng)課程、教學(xué)大綱、教學(xué)案例等教學(xué)資源;（3）如何設(shè)置開放式的STEAM教師招聘制度，增設(shè)STEAM教師職稱評審機(jī)制，激勵、協(xié)調(diào)不同學(xué)科教師進(jìn)行跨專業(yè)的合作教學(xué);（4）如何設(shè)立STEAM 創(chuàng)新素養(yǎng)教育專項，將企業(yè)實(shí)際需求、學(xué)校課程體系、國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和大學(xué)生職業(yè)發(fā)展有機(jī)融合，全面激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新動機(jī)。這些挑戰(zhàn)，都有待于進(jìn)一步的深入研究、實(shí)踐與探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.教育信息化“十三五”規(guī)劃[EB/OL].（2016-06-07）[2019-06-15].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html，2016-06-07.

[2]教育部.2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)[EB/OL].（2019-03-13）[2019-06-15].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-03/13/content_5373399.htm，2019-03-13.

[3]李紅梅.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代“新”學(xué)習(xí)方式的價值邏輯[J].中國電化教育，2017，（6）.

[4]秦瑾若，傅鋼善.STEM教育：基于真實(shí)問題情景的跨學(xué)科式教育[J].中國電化教育，2017，（4）.