STEAM教學(xué)發(fā)展與應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)路徑和策略研究

黃朝陽(yáng)

摘? 要：結(jié)合STEAM國(guó)內(nèi)外教育教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展，以應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)為研究對(duì)象，基于新工科高校人才培養(yǎng)要求，探索機(jī)械類專業(yè)STEAM教育路徑及教學(xué)策略。圍繞目標(biāo)體系設(shè)計(jì)、課程資源平臺(tái)建立、STEAM教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)、實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建、導(dǎo)師庫(kù)建設(shè)、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等一系列途徑，完善機(jī)械專業(yè)STEAM人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融會(huì)貫通開展教學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生探索求知學(xué)習(xí)，將專業(yè)人才培養(yǎng)由單純的技能型人才培養(yǎng)向復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械專業(yè);STEAM教育;路徑策略

Abstract： Combined with the current situation and development of steam education at home and abroad， this paper takes the application-oriented undergraduate mechanical major as the research object， and explores the steam education path and teaching strategy of mechanical major. Focusing on a series of approaches such as target system design， curriculum resource platform establishment， STEAM teaching system development， practice platform construction， tutor library construction， evaluation standards， etc.， the STEAM talent training model for machinery majors has been perfected to achieve multidisciplinary integration and continuous teaching. Guide students to explore knowledge-knowledge learning， and transform the cultivation of professional talents from the cultivation of purely skilled talents to the cultivation of compound and innovative talents.

Keywords： mechanical major; STEAM education; path strategy

一、STEAM教育教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展

STEAM教育是一種超學(xué)科的教育理念，是涵蓋科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)多學(xué)科融合的綜合教育[1]。它支持學(xué)生以學(xué)科整合的方式認(rèn)識(shí)世界，以綜合創(chuàng)新的形式改造世界，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力[2]。

西方國(guó)家的STEAM教育歷經(jīng)多年的探索，已形成了成熟的理論基礎(chǔ)。STEAM教育最早起源于美國(guó)，由美國(guó)弗吉尼亞理工學(xué)院學(xué)者Georgetta Yakman提出，在原有的STEM教育基礎(chǔ)上增加了Arts，將STEAM教育歸結(jié)為一種以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)工程和藝術(shù)來(lái)解讀科學(xué)、技術(shù)的教育理念。STEAM教育理念提出以來(lái)，在理論界與教育界產(chǎn)生了較大反響。以美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)為代表的的國(guó)家，在STEAM教育方面走在了全球前列。在《美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略》中，關(guān)注STEAM教育，采用實(shí)踐、跨領(lǐng)域概念與學(xué)科核心概念三個(gè)維度衡量STEAM人才的技能狀況，強(qiáng)調(diào)實(shí)施“STEAM國(guó)家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略”，關(guān)注STEAM教育師資隊(duì)伍建設(shè)、重點(diǎn)學(xué)校建設(shè)、創(chuàng)新合作、配套支持體系建設(shè)等。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院委員會(huì)在報(bào)告中也明確指出，推動(dòng)STEAM教育在中小學(xué)實(shí)施，擴(kuò)大STEAM專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)范圍，提升中小學(xué)生的STEAM素養(yǎng)。在英國(guó)制定的2004-2014“科學(xué)與創(chuàng)新投資框架”及新的發(fā)展戰(zhàn)略十年規(guī)劃中，均強(qiáng)調(diào)將文化創(chuàng)意融入到STEAM教育中。2017年英國(guó)教育部在教育規(guī)劃中再次圍繞STEAM教育提出了包含國(guó)家頂層設(shè)計(jì)、各界協(xié)同參與、設(shè)立STEAM科目、成立STEAM創(chuàng)新基地等15種STEAM教育路徑，用以培養(yǎng)高端STEAM人才。德國(guó)政府以囊括信息、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)、自然的MINT教育體系為支撐，利用覆蓋學(xué)前階段、基礎(chǔ)教育階段、職業(yè)教育階段及高等教育階段的教育規(guī)劃促進(jìn)STEAM教育發(fā)展。德國(guó)在各州文教部長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議（KMK）中，發(fā)布了關(guān)于數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、技術(shù)教育的提議，在提議中明確指出，應(yīng)以STEAM教育為導(dǎo)向，依托跨部門合作、提供全國(guó)性的MINT教育培訓(xùn)、教師MINT教育培訓(xùn)、科學(xué)競(jìng)賽、建設(shè)“校園與企業(yè)實(shí)驗(yàn)室”等項(xiàng)目培養(yǎng)STEAM人才。此外，日本、韓國(guó)、新加坡等國(guó)也紛紛開始了STEAM教育的研究，形成了有本國(guó)特色的STEAM教育模式。

國(guó)內(nèi)STEAM教育，吸納國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行西方STEAM教育的本土化探索[3]。按照研究?jī)?nèi)容的不同，國(guó)內(nèi)學(xué)者在STEAM教育層面的探討集中在以下幾個(gè)方面：一是STEAM教育的應(yīng)用價(jià)值研究，一些學(xué)者在研究STEAM理論時(shí)，通常將STEAM的價(jià)值歸納為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、增強(qiáng)跨學(xué)科教學(xué)的交叉與融合、改善傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的困境、轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)理念、提升學(xué)生的核心素養(yǎng)等方面[2]。二是STEAM教育的實(shí)踐路徑研究，針對(duì)不同的學(xué)科視野和研究視角，有關(guān)學(xué)者從不同的角度探討了STEAM教育的實(shí)施路徑問(wèn)題，多數(shù)學(xué)者圍繞課堂教學(xué)、創(chuàng)客人才培養(yǎng)、創(chuàng)客空間項(xiàng)目孵化等形式，進(jìn)行STEAM教育的滲透，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)通過(guò)跨學(xué)科視野下的人才培養(yǎng)創(chuàng)新，吸納國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行西方STEAM教育的本土化探索[4]。三是STEAM教育的實(shí)踐策略研究。通過(guò)國(guó)內(nèi)STEAM教育形勢(shì)的分析，有學(xué)者采用“研究性”學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)、采用項(xiàng)目式的實(shí)施策略、探索式學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)踐行STEAM教育理念。借鑒美國(guó)STEAM活動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，有學(xué)者提出了基于跨學(xué)科思路的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)策略，即多方協(xié)同參與、加強(qiáng)STEAM師資隊(duì)伍建設(shè)、設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的STEAM教育課程、STEAM教學(xué)過(guò)程優(yōu)化等，進(jìn)行STEAM教育的滲透。針對(duì)STEAM教育的基本內(nèi)涵，有學(xué)者強(qiáng)調(diào)通過(guò)“做中學(xué)”教育、學(xué)科整合教育，通過(guò)工具與資源的整合、多元主體共同參與等形式進(jìn)行STEAM課程開發(fā)。基于STEAM教育理念，有學(xué)者進(jìn)行了STEAM課堂改革的探索，倡導(dǎo)通過(guò)課程教學(xué)策略、課程設(shè)計(jì)理念、課程改革思想、人才培養(yǎng)定位方面的創(chuàng)新構(gòu)建STEAM課程體系。

機(jī)械專業(yè)STEAM教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)可以歸納為：科學(xué)教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)、技術(shù)教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)、工程教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)、藝術(shù)教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)、數(shù)學(xué)教學(xué)導(dǎo)師庫(kù)，在專業(yè)教學(xué)的過(guò)程中，各導(dǎo)師相互交流協(xié)作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)鏈接和資源共享。

（六）多維人才技能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

合理的設(shè)計(jì)STEAM課程評(píng)價(jià)體系。以基礎(chǔ)知識(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)踐能力評(píng)價(jià)、職業(yè)素養(yǎng)評(píng)價(jià)及創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)四個(gè)模塊為基礎(chǔ)，STEAM遵循發(fā)展性評(píng)價(jià)理念，采用過(guò)程評(píng)價(jià)、終結(jié)性評(píng)價(jià)結(jié)合的手段，通過(guò)將過(guò)程性評(píng)價(jià)、作品評(píng)價(jià)、綜合活動(dòng)評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)結(jié)合，使教師的指導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)合[5]。

基礎(chǔ)知識(shí)評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)機(jī)械類專業(yè)課程及STEAM教育的基本知識(shí)的掌握程度。實(shí)踐能力評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)踐課程中的參與程度、動(dòng)手能力，在校企實(shí)習(xí)中的操作能力以及其設(shè)計(jì)成果[10]。職業(yè)素養(yǎng)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)學(xué)生在教學(xué)中的思想道德素質(zhì)、科技文化素質(zhì)、審美素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)以及社會(huì)交往和適應(yīng)素質(zhì)[7]。創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)，考察有效地利用專業(yè)與STEAM教育的新思路新方式，跨學(xué)科的領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，創(chuàng)新創(chuàng)造解決實(shí)際問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

基于新工科高校人才培養(yǎng)需求，通過(guò)對(duì)應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)STEAM教育路徑的探索及教學(xué)策略設(shè)計(jì)，構(gòu)建一套系統(tǒng)的STEAM人才培養(yǎng)模式，通過(guò)多學(xué)科的融會(huì)貫通開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生探索、求知學(xué)習(xí)。從學(xué)生層面來(lái)講，將專業(yè)知識(shí)與科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)的融合，豐富自身跨學(xué)科的理論知識(shí)基礎(chǔ)，拓寬眼界，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，在發(fā)現(xiàn)、探索、解決問(wèn)題的過(guò)程中完成知識(shí)的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力[11]。從教師層面來(lái)講，將機(jī)械專業(yè)課程與STEAM教育進(jìn)行融合，提高了教師跨學(xué)科知識(shí)融合能力，豐富了教師的科研經(jīng)驗(yàn)和資料。從學(xué)校層面來(lái)講，機(jī)械專業(yè)STEAM教學(xué)多維目標(biāo)體系設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，優(yōu)化了機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高了機(jī)械專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)了校企的深度合作。應(yīng)用型本科機(jī)械專業(yè)與STEAM教育的融合，使得高校的人才培養(yǎng)由單純的技能型人才培養(yǎng)向復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)高校機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)同新時(shí)期人才培養(yǎng)需求的銜接性。

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