STEM 教育理念下高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探究

石家莊工程職業(yè)學(xué)院 楊婧 許紅娟

STEM教育理念是四門學(xué)科的簡(jiǎn)稱，包括科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)，對(duì)于高職電子信息類專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)其創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)成為教師關(guān)注的主要問題，因此，構(gòu)建高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，其不僅能有效推動(dòng)高職院校可持續(xù)發(fā)展，與此同時(shí)，在一定程度上還能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為向社會(huì)輸送一批高素質(zhì)的人才奠定基礎(chǔ)。本文主要就STEM教育理念下高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探究，以此為培養(yǎng)一批優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

1 STEM 教育理念的內(nèi)涵及特征

科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科的簡(jiǎn)稱叫做STEM，STEM教育理念強(qiáng)調(diào)多個(gè)學(xué)科的相互融合，將四門學(xué)科的內(nèi)容組合成有機(jī)的整體，其能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神。STEM教育理念具有的特征包括跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性等。

跨學(xué)科是指該教育理念涉及多個(gè)學(xué)科，意味著教師在采用這一教學(xué)理念時(shí)，不再將重點(diǎn)放在特定學(xué)科上，而是將特定問題作為教學(xué)重心，強(qiáng)調(diào)采用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決問題，使學(xué)生從多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的角度解決實(shí)際問題。

趣味性是STEM教育理念的主要特點(diǎn)之一，多學(xué)科知識(shí)的相互融合具有一定趣味性，通過設(shè)計(jì)相關(guān)問題與活動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，通過設(shè)置相關(guān)問題，使學(xué)生在問題解決過程中獲得成就感。該教學(xué)理念對(duì)分享、創(chuàng)造十分強(qiáng)調(diào)，其能讓學(xué)生在體驗(yàn)中獲得快樂，在創(chuàng)造中取得成就感。

體驗(yàn)性是指教師通過為學(xué)生創(chuàng)建實(shí)際動(dòng)手操作的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生在參與相關(guān)活動(dòng)過程中學(xué)習(xí)與掌握知識(shí)。

情景性是指教師通過為學(xué)生創(chuàng)建良好的教學(xué)情境，使學(xué)生對(duì)不同情境的知識(shí)表現(xiàn)進(jìn)行理解與辨識(shí)，使學(xué)生在問題解決過程中獲得知識(shí)，使其獲得知識(shí)社會(huì)性、情境性、遷移應(yīng)用的能力，這有助于促進(jìn)學(xué)生社會(huì)性成長(zhǎng)。

2 STEM 教育理念下高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

2.1 構(gòu)建以“工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”的實(shí)踐教學(xué)課堂體系

在高職電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，為了使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提升，教師在教學(xué)中應(yīng)注重這方面的培養(yǎng)。該教學(xué)是以工程項(xiàng)目課程為載體，密切結(jié)合理論與實(shí)踐，并在教學(xué)計(jì)劃各個(gè)環(huán)節(jié)中將創(chuàng)新教育融入其中。在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)的原則，即逐漸培養(yǎng)學(xué)生知、會(huì)、熟和精的能力，教師應(yīng)當(dāng)從最簡(jiǎn)單的教學(xué)開始展開教學(xué)，然后逐漸過渡到復(fù)雜的內(nèi)容，由此更好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外，還需要將個(gè)人綜合素質(zhì)訓(xùn)練落實(shí)到位，由此使學(xué)生的專業(yè)整體水平得到提高。

以常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，其在課程《電工技術(shù)》設(shè)計(jì)中，將日常生活中常用的四個(gè)項(xiàng)目滲透其中，包括電工儀器儀表使用、萬(wàn)用表裝調(diào)、照明線路裝調(diào)、變壓器，將電工技術(shù)核心技術(shù)知識(shí)點(diǎn)涵蓋其中，并為后續(xù)綜合項(xiàng)目奠定良好基礎(chǔ)。在課程或?qū)嵱?xùn)周中融合“學(xué)期大項(xiàng)目”，目的是為后續(xù)綜合項(xiàng)目奠定良好基礎(chǔ)。讓學(xué)生首先分析總體內(nèi)容，然后逐步擴(kuò)大至局部，以此更好地解決工程中的相關(guān)問題。比如，在自動(dòng)線專業(yè)方向課程群中，應(yīng)將氣動(dòng)組件、傳輸帶分揀、小車搬運(yùn)、自動(dòng)生產(chǎn)線滲透其中，實(shí)現(xiàn)以綜合項(xiàng)目的復(fù)合技術(shù)合成為主線的目的。

“畢業(yè)總項(xiàng)目”是根據(jù)專業(yè)方向?qū)ζ髽I(yè)項(xiàng)目進(jìn)行選擇，也可以選擇一些知名工控品牌大學(xué)生自動(dòng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽，比如西門子、洛克二偉等，通過結(jié)合比賽主題，結(jié)合新技術(shù)，師生一起模擬工程創(chuàng)新內(nèi)容的方案設(shè)計(jì)，以此使學(xué)生在這一過程中提升創(chuàng)新能力。

教師與學(xué)生是項(xiàng)目化課程體系的主體人員，以這種方式展開教學(xué)，能使教師的專業(yè)能力及教學(xué)質(zhì)量得到提高，還能達(dá)到產(chǎn)學(xué)互動(dòng)的目的，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)相互合作。與此同時(shí)，這種教學(xué)方法還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到提升，學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)與技術(shù)，能使學(xué)生的內(nèi)在潛力有效開發(fā)，在專業(yè)項(xiàng)目教育中滲透職業(yè)核心能力教育、創(chuàng)新教育等，能取得理想的教學(xué)效果。

2.2 搭建“三結(jié)合、三級(jí)競(jìng)賽、三導(dǎo)師制”的人才培養(yǎng)模式

在教學(xué)改革過程中，應(yīng)注重裝備制造類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，通過構(gòu)建金字塔式的運(yùn)行體系，涉及的內(nèi)容包括工程能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、思維能力，其能夠使創(chuàng)新動(dòng)力最大限度得到激發(fā)，有助于促進(jìn)學(xué)生專業(yè)化成長(zhǎng)。

2.2.1 三結(jié)合平臺(tái)

在創(chuàng)新教育課程平臺(tái)的構(gòu)建中，應(yīng)將創(chuàng)新思維能力的提升作為主要目標(biāo)；在構(gòu)建自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的創(chuàng)新當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)樹立目標(biāo)，即強(qiáng)化創(chuàng)新能力訓(xùn)練，真實(shí)創(chuàng)新載體的創(chuàng)建；在構(gòu)建創(chuàng)新素質(zhì)師資平臺(tái)中，主要目標(biāo)是轉(zhuǎn)變以往傳統(tǒng)的教學(xué)理念，并對(duì)教學(xué)能力進(jìn)行提高；在社團(tuán)活動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)建中，應(yīng)注重第二課堂作用的有效發(fā)揮。通過這幾個(gè)平臺(tái)構(gòu)成創(chuàng)新型技術(shù)技能人才培養(yǎng)運(yùn)行體系，將創(chuàng)新與社團(tuán)活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，將校企導(dǎo)師的主導(dǎo)地位、學(xué)生的主體地位發(fā)揮出來(lái)；有效結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)、企業(yè)實(shí)踐，使得學(xué)生在實(shí)際過程中鞏固所學(xué)知識(shí)，使其創(chuàng)新能力得到提升。

2.2.2 三級(jí)競(jìng)賽體系

通過建立技能競(jìng)賽活動(dòng)的方式，能夠達(dá)到“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促創(chuàng)新”的效果，使得學(xué)生在這個(gè)過程中不斷提升自身的實(shí)踐操作能力，提高創(chuàng)新意識(shí)。在創(chuàng)新實(shí)踐過程中，技能競(jìng)賽的開展發(fā)揮著重要作用，賽項(xiàng)設(shè)置不僅要與產(chǎn)業(yè)需求相符，還應(yīng)當(dāng)緊貼技術(shù)發(fā)展與教學(xué)改革，這樣才能增添趣味性，提高學(xué)生參與積極性。另外，對(duì)于優(yōu)秀的學(xué)生可以選拔其參加一些國(guó)際級(jí)升級(jí)大賽，目的是為了使學(xué)生整體水平得到提高。

2.2.3 三導(dǎo)師制團(tuán)隊(duì)

在高素質(zhì)、高技能職教精英的培養(yǎng)過程中，可以展開“工程師訓(xùn)練營(yíng)”的活動(dòng)，其目的是為了培養(yǎng)一批實(shí)踐能力較高的工程師。工程師訓(xùn)練營(yíng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)包括五個(gè)，并將企業(yè)導(dǎo)師、校內(nèi)導(dǎo)師、學(xué)長(zhǎng)導(dǎo)師的三導(dǎo)師共同負(fù)責(zé)制應(yīng)用到實(shí)際中，將裝備制造、工業(yè)機(jī)器人、新能源等作為重點(diǎn)方向，并將企業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目、創(chuàng)新競(jìng)賽等積極引進(jìn)。

2.3 建設(shè)“真實(shí)工程、仿真再現(xiàn)、實(shí)踐創(chuàng)新”的課程項(xiàng)目資源

在課程開發(fā)過程中，需要與實(shí)際工程密切聯(lián)系起來(lái)，并將實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容滲透到課程中，為了促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，還需要對(duì)學(xué)生各方面的能力著重培養(yǎng)。項(xiàng)目實(shí)施過程中可以按照四個(gè)步驟實(shí)施：一是認(rèn)識(shí)工程，二是分析工程，三是實(shí)踐工程，四是創(chuàng)新工程。比如，讓學(xué)生進(jìn)行交通燈創(chuàng)新作品的實(shí)踐，首先讓學(xué)生展開實(shí)地觀察，對(duì)交通燈系統(tǒng)涉及的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行調(diào)研認(rèn)識(shí)；其次，學(xué)生需要將交通燈系統(tǒng)中的核心技術(shù)提煉出來(lái)，包括機(jī)械、電氣、檢測(cè)、編程、控制，并分析如何將實(shí)際工程轉(zhuǎn)為模型；再次，讓學(xué)生借助平臺(tái)再現(xiàn)工程原理；最后，將工程的驗(yàn)收工作落實(shí)到位。另外，還需要對(duì)學(xué)生自主探索項(xiàng)目的創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)行培養(yǎng)，目的是為了使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到良好培養(yǎng)。

在優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的建設(shè)中應(yīng)遵循“學(xué)有所樂、學(xué)有所成”的原則。比如，在一個(gè)企業(yè)教學(xué)案例虛實(shí)結(jié)合實(shí)踐過程中，將企業(yè)工程案例作為教學(xué)項(xiàng)目，即工業(yè)機(jī)器人碼垛搬運(yùn)設(shè)備，學(xué)校與企業(yè)一同開展技術(shù)提煉、標(biāo)準(zhǔn)融入；其次，進(jìn)行仿真環(huán)境的模擬，在這個(gè)過程中可以借助信息化技術(shù)；最后，在學(xué)校企業(yè)合作平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目過程，再現(xiàn)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景，加強(qiáng)對(duì)原理與技術(shù)的理解，在教學(xué)過程中風(fēng)趣地引入工程案例內(nèi)容。

2.4 建立教學(xué)工坊

實(shí)踐教學(xué)過程中，可以通過建立教學(xué)工坊的方式展開教學(xué)，教學(xué)工坊能使課程教學(xué)內(nèi)容得到延伸，通過有效理論與實(shí)際，為取得理想的教學(xué)效果奠定基礎(chǔ)。

（1）實(shí)踐教學(xué)工坊：為了實(shí)現(xiàn)一體化的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，最大化教學(xué)效益，以及統(tǒng)一調(diào)配教學(xué)資源，在校企合作平臺(tái)建設(shè)過程中，可以結(jié)合產(chǎn)業(yè)學(xué)院、跨企業(yè)聯(lián)合培訓(xùn)中心展開建設(shè)。在這個(gè)過程中，應(yīng)當(dāng)保持實(shí)踐技能訓(xùn)練、企業(yè)技術(shù)發(fā)展的同步。比如，在培訓(xùn)中心、技術(shù)服務(wù)中心的建設(shè)過程中，可以引入智能控制新技術(shù)、新設(shè)備，與西門子、三菱等工控知名企業(yè)合作，由此為促進(jìn)學(xué)校與企業(yè)的共同發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（2）競(jìng)賽創(chuàng)新工坊：競(jìng)賽創(chuàng)新工坊所發(fā)揮的作用主要是承上啟下，學(xué)生扮演著重要的角色，競(jìng)賽創(chuàng)新工坊能將工程創(chuàng)新理念落實(shí)到技術(shù)工作室。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用，可將分階段遞進(jìn)的方式引入實(shí)際中，逐步地對(duì)學(xué)生進(jìn)行各方面能力的培養(yǎng)，在競(jìng)賽中還應(yīng)當(dāng)融入一些要素，包括技術(shù)、精神、團(tuán)隊(duì)等，由此為實(shí)現(xiàn)師生的和諧發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前新時(shí)代背景下，社會(huì)越來(lái)越重視創(chuàng)新型人才，對(duì)于高職電子信息類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力是教師關(guān)注的主要問題，為了給社會(huì)輸送一批高素質(zhì)、高水平的創(chuàng)新型人才，采取有效的人才培養(yǎng)模式十分重要。STEM教育理念是一種結(jié)合多學(xué)科的教學(xué)模式，其在一定程度上能提升學(xué)生各方面的能力，包括實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力等，將該教學(xué)理念滲透到高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中可以發(fā)揮重要作用，其有助于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，提高教學(xué)整體水平，其能為當(dāng)前職業(yè)教育改革提供新思路、新方向。本文通過對(duì)STEM教育理念下高職電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式展開探究，以此為高職院校教師展開教學(xué)提供一些參考，為高職院校教育改革提供依據(jù)。