中職學(xué)校電子專業(yè)STEM+課程開發(fā)探索與實(shí)踐

莫受忠 廖家敏

【摘要】本文以中職學(xué)校電子專業(yè)的課程為研究對(duì)象，分析了STEM+課程概念及開發(fā)價(jià)值。從學(xué)科融合、注重趣味、創(chuàng)設(shè)情景及強(qiáng)調(diào)實(shí)踐體驗(yàn)等角度，對(duì)中職學(xué)校電子專業(yè)STEM+課程的開發(fā)實(shí)踐思路及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行探究，希望能為相關(guān)教育工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校;電子專業(yè);STEM+課程

2019年2月13日，《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》出臺(tái)，使職業(yè)教育的地位和重要性越來越凸顯。中職院校是我國現(xiàn)代教育體系中十分重要的組成部分，其主要目標(biāo)是培養(yǎng)符合社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)職業(yè)人才。電子專業(yè)作為中職院校十分熱門的專業(yè)，對(duì)學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)、思維能力及實(shí)踐能力有非常高的要求。而采用STEM理念的課程在這些方面卻有著非常大的優(yōu)勢(shì)。所以，在中職學(xué)校電子專業(yè)課程教學(xué)中，思考如何開發(fā)和應(yīng)用STEM+課程是非常有必要的。

一、中職學(xué)校電子專業(yè)STEM+課程概述

（一）STEM+課程概念

STEM+課程是一種現(xiàn)代培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)教育理念下的重要課程體系，所謂“STEM”，即Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）四大學(xué)科的總稱，而STEM+課程是在該概念基礎(chǔ)上，融合更多現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)及課程內(nèi)容而形成的具有發(fā)散性和綜合性特征的課程系統(tǒng)。STEM教育實(shí)質(zhì)上是一種面向?qū)嶋H問題的跨學(xué)科融合項(xiàng)目教育，本質(zhì)上就是通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入真實(shí)的STEM創(chuàng)造過程，讓學(xué)生以一種主動(dòng)探索未知而不是被動(dòng)灌輸知識(shí)的姿態(tài)進(jìn)入“學(xué)習(xí)”的過程?？梢?，STEM+課程與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的科技主題高度契合，這意味著關(guān)于該課程的開發(fā)和教育應(yīng)用，決定著一個(gè)國家的教育質(zhì)量乃至國家的未來發(fā)展前景。基于該課程理念，如今我國多個(gè)地區(qū)逐漸從幼兒園、小學(xué)就開始重視STEM+啟蒙課程及應(yīng)用課程的開發(fā)，這也是現(xiàn)代教育發(fā)展的總體趨勢(shì)。

（二）中職學(xué)校開發(fā)應(yīng)用STEM+課程的必要性分析

如前文所述，中職學(xué)校的核心目標(biāo)是培養(yǎng)符合社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展要求的高素質(zhì)職業(yè)人才，而STEM+課程開發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵目的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，而這是現(xiàn)代乃至未來社會(huì)對(duì)職業(yè)人才的核心要求。因此，在中職學(xué)校開發(fā)和應(yīng)用STEM+課程，與社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和要求高度契合。從中職學(xué)校本身的專業(yè)教學(xué)特征來分析，可以發(fā)現(xiàn)：首先，中職學(xué)校學(xué)生普遍年齡較小、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，對(duì)學(xué)習(xí)的興趣度不高，而STEM+課程作為一種形式豐富的綜合性課程形式，可以兼顧學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，以及思考動(dòng)手能力的培養(yǎng)和鍛煉。其次，當(dāng)前中職學(xué)校熱門專業(yè)中，像電子專業(yè)這樣的課程，對(duì)STEM+課程相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)十分重視，尤其是當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)背景下，對(duì)技術(shù)人才實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的要求越來越高。所以，在教學(xué)中融入STEM+課程，是當(dāng)下中職學(xué)校必須要引起重視的工作。最后，從國家教育改革及社會(huì)發(fā)展的角度來講，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，是現(xiàn)代國家教育的核心要求，旨在培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、社會(huì)參與能力、創(chuàng)新能力和良好思想道德素養(yǎng)的高素質(zhì)人才。而STEM+課程雖然涉及到的主要是科學(xué)類知識(shí)技能，但是基于該課程體系的應(yīng)用，可以很大程度上豐富教學(xué)形式及方法，而這與現(xiàn)代教育改革的主要方向是高度契合的。

二、中職學(xué)校電子專業(yè)STEM+課程開發(fā)探索思路分析

目前，我國各級(jí)教育單位關(guān)于STEM+課程開發(fā)處于起步階段，涉及到的課程基本上可以分為兩種類型。其一是直接采用國外相對(duì)成熟的STEM+課程資源和開發(fā)實(shí)踐方式。雖然基于該模式的STEM+課程開發(fā)應(yīng)用效率高，但是在購買相關(guān)版權(quán)方面需要花費(fèi)大量的資金，并且其涉及到的知識(shí)體系、教學(xué)邏輯與國內(nèi)教育知識(shí)體系存在不匹配的情況。其二是由國內(nèi)、校內(nèi)相關(guān)科目教學(xué)組單獨(dú)或聯(lián)合研究開發(fā)，但就目前電子專業(yè)相關(guān)STEM+課程來看，基本上都是基于開源電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的，內(nèi)容有限、形式單一，一方面僅適用于部分學(xué)生，另一方面教育鍛煉的方向具有局限性。

為此，我國中職學(xué)校關(guān)于電子專業(yè)STEM+課程的開發(fā)，需要注重對(duì)國內(nèi)知識(shí)體系的研究，利用現(xiàn)有資源開發(fā)具有多主題、綜合性和適用性特征的STEM+課程資源體系。這一方面需要打破傳統(tǒng)教育課程資源壁壘，通過現(xiàn)代教育課程標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育課程資源的社會(huì)化;另一方面，需要從社會(huì)生產(chǎn)、企業(yè)協(xié)作的角度，將課程標(biāo)準(zhǔn)以外的課程資源有效融合起來，實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源課程化。顯然，課程資源社會(huì)化是實(shí)現(xiàn)STEM+課程走向?qū)嵺`的關(guān)鍵，而社會(huì)資源課程化則是STEM+課程中“+”的核心含義，即具有創(chuàng)新性、發(fā)散性、綜合性的課程資源體系。

由此可見，在目前的中職學(xué)校電子專業(yè)教學(xué)背景下，需要在課程資源社會(huì)化的整體教育改革背景下，重視社會(huì)資源課程化的研究和實(shí)踐。

三、中職學(xué)校電子專業(yè)STEM+課程的實(shí)踐分析

（一）梳理課程知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)有效融合

任何STEM+課程的開發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用，基本前提是要實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融合。具體而言，不僅要實(shí)現(xiàn)STEM+課程相關(guān)知識(shí)的融合，還要實(shí)現(xiàn)核心課程與STEM專業(yè)知識(shí)的融合。需要注意的是，這里提到的“融合”并不是相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)單堆砌，而是要基于一個(gè)主體，以動(dòng)態(tài)教學(xué)時(shí)間線，將相應(yīng)知識(shí)有機(jī)分配到各個(gè)版塊。

例如，在“無人機(jī)”主題課程中，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)目前市面上各種類型的無人機(jī)器人功能進(jìn)行分析，并了解這些無人機(jī)產(chǎn)品的研究過程，讓學(xué)生對(duì)這類產(chǎn)品有初步認(rèn)識(shí)。然后，從無人機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、拆分入手，讓學(xué)生親自動(dòng)手發(fā)現(xiàn)無人機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，并引導(dǎo)分析這類產(chǎn)品是如何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的飛行功能的。然后，再引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合電子專業(yè)所學(xué)知識(shí)，分析無人機(jī)在遙控、自動(dòng)控制、障礙物識(shí)別等進(jìn)階功能的實(shí)現(xiàn)方式。顯然，通過這種循序漸進(jìn)的方式，可以讓學(xué)生由基本現(xiàn)象入手，逐步了解相關(guān)物品的構(gòu)造及原理，再引入專業(yè)知識(shí)，有效實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)和STEM+課程知識(shí)的有效融合，讓單純的理論知識(shí)承載在實(shí)際動(dòng)手的項(xiàng)目中，讓學(xué)生在實(shí)際操作中體會(huì)到科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的統(tǒng)一，讓學(xué)習(xí)變得生動(dòng)有趣。反之，如果采用學(xué)科課程模式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生則很難將每門學(xué)科的內(nèi)容融會(huì)貫通地有機(jī)結(jié)合起來，就很難形成綜合實(shí)踐能力。

（二）豐富課程形式，激發(fā)學(xué)生研究興趣

現(xiàn)代教育理念認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的知識(shí)輸出型教學(xué)模式，而要轉(zhuǎn)為以學(xué)生為主體的研究型教學(xué)模式。顯然，這與STEM+課程的開發(fā)和應(yīng)用理念高度契合。在中職學(xué)校電子專業(yè)的教學(xué)中，教師需要尊重學(xué)生的課堂主體地位，通過豐富課程形式，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)STEM+課程的有效應(yīng)用。

例如，在關(guān)于無人機(jī)組裝與調(diào)試的主題課程研究中，教師將教學(xué)內(nèi)容重新構(gòu)建，讓原本單純的理論與實(shí)踐相結(jié)合轉(zhuǎn)變成由科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)結(jié)合的項(xiàng)目式教學(xué)。教師可以讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)去收集各種無人機(jī)的資料，然后組織學(xué)生分析不同構(gòu)造、設(shè)計(jì)原理的特點(diǎn)，將無人機(jī)歸納為不同的類型。然后，通過舉辦競(jìng)賽的方式，讓學(xué)生自己利用所學(xué)知識(shí)，來設(shè)計(jì)組裝無人機(jī)。在這個(gè)過程中，教師可以將學(xué)生分為若干個(gè)小組，然后引導(dǎo)學(xué)生利用各種工具動(dòng)手組裝不同類型的無人機(jī)。從基本的構(gòu)造到攝像裝置、控制裝置，循序漸進(jìn)地讓學(xué)生感受關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、論證、實(shí)踐的全流程。顯然，該教學(xué)案例中，不僅可以讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)和各種資源，切身體驗(yàn)科學(xué)研究和社會(huì)生產(chǎn)的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)及數(shù)學(xué)素養(yǎng)，還能讓學(xué)生在過程中發(fā)揮想象力、鍛煉實(shí)踐能力、培養(yǎng)協(xié)作精神等。這一切更好地發(fā)揮了STEM+課程的教育意義。

（三）創(chuàng)設(shè)生活情景，提高學(xué)生實(shí)踐能力

STEM+課程的開發(fā)和應(yīng)用中，最終目的是讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中鍛煉綜合能力。基于生活情境的教學(xué)內(nèi)容，更加有利于中職生理解和實(shí)踐。針對(duì)中職學(xué)校學(xué)生，教師需要基于該階段學(xué)生的特點(diǎn)，善于為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)讓其熟悉且感興趣的場(chǎng)景，在場(chǎng)景中去引導(dǎo)其開展實(shí)踐活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)STEM+課程的有效應(yīng)用。

例如，關(guān)于無人機(jī)的研究，在完成前文提到的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、電子控制知識(shí)學(xué)習(xí)之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開始從實(shí)際生活需求的角度出發(fā)，對(duì)無人機(jī)“智能控制與編程”部分的內(nèi)容進(jìn)行探究。比如，教師可以組織主題討論會(huì)，讓學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際生活體驗(yàn)或想象，對(duì)無人機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、功能配置進(jìn)行分享。然后，再讓學(xué)生通過想象，預(yù)測(cè)未來商用無人機(jī)在外形結(jié)構(gòu)、控制方式及功能配置方面的發(fā)展前景。接著，通過為學(xué)生播放當(dāng)前各個(gè)知名品牌研究商用無人機(jī)的宣傳視頻、科普視頻，讓學(xué)生進(jìn)入到科技生活的情境之中。最后，教師提取其中的電子控制技術(shù)部分，讓學(xué)生深入體會(huì)自身所學(xué)專業(yè)知識(shí)與智能生活的關(guān)系。顯然，融合了STEM教學(xué)理念的教學(xué)項(xiàng)目，明顯比傳統(tǒng)教學(xué)模式高效。在這樣的教學(xué)情境中，學(xué)生可以更好地將專業(yè)知識(shí)、STEM+課程與生活聯(lián)系起來，去展開想象和開展實(shí)踐，鍛煉綜合能力。

綜上所述，現(xiàn)代教育理念越來越科學(xué)的背景下，關(guān)于STEM+課程的開發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用研究備受重視。中職學(xué)校作為培養(yǎng)高素質(zhì)職業(yè)技術(shù)人才的單位，需要對(duì)STEM+課程開發(fā)引起足夠的重視，革新教育思想，聯(lián)合多方面資源，實(shí)現(xiàn)課程的有效開發(fā)?；诖?，通過創(chuàng)新教學(xué)方式、豐富教學(xué)形式等，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程和STEM+課程的有效融合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)踐活動(dòng)中，讓學(xué)生多方面的能力得到有效鍛煉。

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責(zé)任編輯 ?胡健文