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（江蘇省洪澤中等專業(yè)學(xué)校 江蘇·淮安 223100）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電類的產(chǎn)品實(shí)際上都是多學(xué)科融合的產(chǎn)物，這就要求我們培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的跨學(xué)科知識(shí)整合的能力。目前中職機(jī)電專業(yè)當(dāng)前以分學(xué)科教學(xué)的模式為主，學(xué)生所受的多學(xué)科綜合運(yùn)用能力訓(xùn)練不足。本文嘗試從基于建構(gòu)主義的角度構(gòu)建中職機(jī)電專業(yè) STEAM 項(xiàng)目化教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科綜合應(yīng)用能力。

1 相關(guān)概念及背景

建構(gòu)主義（Constructivism）是由瑞士著名兒童心理學(xué)家、認(rèn)知心理學(xué)家皮亞杰（Jean piaget）提出，并在美國(guó)心理教育學(xué)家杰羅姆·布魯納（Jerome Seymour Bruner）等學(xué)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)不應(yīng)是一個(gè)被動(dòng)接受知識(shí)的過程，在教學(xué)過程中，學(xué)生是教學(xué)行為的主體，教師是作用是引導(dǎo)、啟發(fā)和幫助。學(xué)生在原有的知識(shí)體系基礎(chǔ)上，利用教學(xué)過程中提供的各種資源，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者自己的主觀能動(dòng)性，通過理解、吸收、升華、擴(kuò)展自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置的各種教學(xué)情境，以學(xué)習(xí)者為中心，借助協(xié)作學(xué)習(xí)和師生的互動(dòng)交流，學(xué)習(xí)者將原有的知識(shí)體系進(jìn)行重組，以構(gòu)建的方式獲得知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力的提升。

項(xiàng)目化教學(xué)是師生通過一個(gè)具體的項(xiàng)目來實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)方式，這是以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，教學(xué)中教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體。中職機(jī)電專業(yè)項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過小組協(xié)作共同完成一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。首先學(xué)習(xí)小組分析討論項(xiàng)目要完成的任務(wù)，然后借助于網(wǎng)絡(luò)和課程教學(xué)平臺(tái)完成信息的搜集分析，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，最后完成學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性，有利于課堂教學(xué)效果的提高和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

STEAM是由科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）的首字母構(gòu)成。在現(xiàn)代社會(huì)強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新背景下，在中職機(jī)電專業(yè)引入STEAM教育可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教育所出現(xiàn)的跨學(xué)科整合能力訓(xùn)練不足的問題。真實(shí)的機(jī)電產(chǎn)品，是多學(xué)科應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)果。比如無人機(jī)，就應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、電子、材料、數(shù)學(xué)、美學(xué)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)等學(xué)科知識(shí)。與當(dāng)前中職機(jī)電專業(yè)分科教學(xué)相比，STEAM教育可以突破各學(xué)科獨(dú)立性，通過項(xiàng)目化教學(xué)將各學(xué)科零散的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地整合起來，從而增強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生面向真實(shí)工作場(chǎng)景的應(yīng)變能力。就中職機(jī)電專業(yè)分科教學(xué)造成學(xué)生多學(xué)科綜合應(yīng)用能力不足的問題，開展STEAM教學(xué)有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)中職機(jī)電專業(yè)課程教學(xué)改革，給專業(yè)教學(xué)改革提供新的視角。中職機(jī)電專業(yè)的STEAM教學(xué)內(nèi)容為理實(shí)一體化教學(xué)，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生以后的創(chuàng)業(yè)、職業(yè)規(guī)劃、職業(yè)發(fā)展及終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，從而培養(yǎng)面向未來需要的具有STEAM素養(yǎng)的人才。

2 開展中職機(jī)電專業(yè)STEAM教學(xué)的實(shí)施路徑

2.1 中職機(jī)電專業(yè)STEAM教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)

面向中職機(jī)電專業(yè)的STEAM教育，在教學(xué)內(nèi)容的選取和開發(fā)上目前還處于探索階段。中職機(jī)電專業(yè)大部分學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)較差，在STEAM內(nèi)容的選擇和開發(fā)上既要考慮來源于實(shí)際機(jī)電產(chǎn)品，又要對(duì)實(shí)際的機(jī)電產(chǎn)品根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)基礎(chǔ)作適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。例如在《太陽能小車》這一STEAM教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)時(shí)，實(shí)際的太陽能汽車結(jié)構(gòu)上是相當(dāng)復(fù)雜的，通過研究其功能及外觀，將其簡(jiǎn)化一可供教學(xué)的模型。在《太陽能小車》的STEAM教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，將S（科學(xué)）涉及的內(nèi)容設(shè)計(jì)成問題驅(qū)動(dòng)式，讓學(xué)生通過小組合作查詢相關(guān)的動(dòng)畫、視頻、微課等資源，探尋其科學(xué)原理。T（技術(shù)）這里主要是對(duì)小車的外形及相關(guān)尺寸的合理組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是一個(gè)開放式的任務(wù)，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，學(xué)生已具有一定的制圖基礎(chǔ)，通過小組合作探討可設(shè)計(jì)出各種各樣的外形及尺寸，從而高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。E（工程）這里是對(duì)小車部分零部件的材料進(jìn)行討論后選取，利用學(xué)校的3D打印設(shè)備和車床、銑床、焊機(jī)等制造設(shè)備將其加工出來，這個(gè)過程可以增加學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手技能，提升中職機(jī)電專業(yè)學(xué)生的崗位適應(yīng)能力，從而與企業(yè)的人才需求相銜接。A（藝術(shù)）本項(xiàng)目是指對(duì)小車的外形進(jìn)行符合社會(huì)審美需求的藝術(shù)設(shè)計(jì)，隨著應(yīng)用場(chǎng)合的不同，外形設(shè)計(jì)的內(nèi)涵展示形式也不同；這里的應(yīng)用場(chǎng)景可假設(shè)為兒童益智玩具，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)各種動(dòng)物卡通形狀的小車外形，以使模型能適應(yīng)兒童親近自然的心理特點(diǎn)。M（數(shù)學(xué)）指本項(xiàng)目對(duì)小車尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決尺寸計(jì)算問題，比如已知三角形的兩邊長(zhǎng)及夾角求第三邊長(zhǎng)，就要用到余弦定理，將數(shù)學(xué)知識(shí)融入到項(xiàng)目教學(xué)中，可以讓學(xué)生學(xué)以致用，將數(shù)學(xué)和生活緊密相聯(lián)。

2.2 基于建構(gòu)主義的中職機(jī)電專業(yè)STEAM教學(xué)實(shí)施

基于建構(gòu)主義的視野，對(duì)項(xiàng)目化的中職機(jī)電專業(yè)STEAM教育內(nèi)容，要求教學(xué)時(shí)能圍繞學(xué)生的跨學(xué)科綜合應(yīng)用能力提高為中心，進(jìn)行教學(xué)過程的實(shí)施。學(xué)生完成一個(gè)具體STEAM項(xiàng)目的過程，也是主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)和提高技能的過程。在構(gòu)建知識(shí)的過程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)化為強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)意愿和主動(dòng)探索的行動(dòng)，通過小組協(xié)作探討和教師的幫助，解決學(xué)習(xí)上遇到的問題。例如在《小型無人機(jī)》的教學(xué)時(shí)，學(xué)生接到的學(xué)習(xí)任務(wù)是設(shè)計(jì)制造出一個(gè)小型無人機(jī)的模型。學(xué)生通過觀看無人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景的視頻，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。通過設(shè)置無人機(jī)為什么能飛行的問題，讓學(xué)生借助學(xué)習(xí)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)探尋空氣動(dòng)力學(xué)的科學(xué)原理，從而建構(gòu)自己的科學(xué)知識(shí)體系。對(duì)機(jī)體和螺旋槳的外形進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生憑借所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)結(jié)合美學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)原理進(jìn)行相應(yīng)的外形設(shè)計(jì)，這是一個(gè)創(chuàng)造型的學(xué)習(xí)任務(wù)，需要學(xué)生主動(dòng)去構(gòu)建創(chuàng)新能力的形成，在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要對(duì)已有的知識(shí)體系進(jìn)行重新組合，同時(shí)也要發(fā)揮主觀能動(dòng)性，從而形成知識(shí)和能力的建構(gòu)。在制造小型無人機(jī)零部件這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過應(yīng)用各種設(shè)備制造零部件，將知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為技能的提升，這是學(xué)生技能主動(dòng)構(gòu)建的過程，讓學(xué)生“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。學(xué)生通對(duì)小型無人機(jī)零部件的組裝、調(diào)試操作小型無人機(jī)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的成果，感受學(xué)習(xí)的快樂。

在進(jìn)行中職機(jī)電專業(yè)STEAM教學(xué)時(shí)，教師的主要作用是引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生始終是教學(xué)的主體，在學(xué)生遇到學(xué)習(xí)困難時(shí)教師可以提供幫助而不是進(jìn)行知識(shí)的灌輸，從而幫助學(xué)生在完成項(xiàng)目化教學(xué)任務(wù)的過程中，構(gòu)建自己的知識(shí)體系和提高綜合能力。

3 中職機(jī)電專業(yè)STEAM教學(xué)的效果評(píng)價(jià)

3.1 基于全過程的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

項(xiàng)目化的中職機(jī)電專業(yè) STEAM 學(xué)習(xí)任務(wù)的完成是一個(gè)開放式的體驗(yàn)過程，學(xué)生在小組協(xié)作、分組競(jìng)賽的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)情境中，學(xué)生的知識(shí)得以增長(zhǎng)、技能得以提升。與傳統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)不同，中職機(jī)電專業(yè)STEAM學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)時(shí)，注重學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的參與程度及創(chuàng)造能力的構(gòu)建。例如在《太陽能小車》的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)時(shí)，太陽能小車的外形設(shè)計(jì)是一個(gè)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的創(chuàng)新問題，在兒童玩具這個(gè)應(yīng)用背景下，只要是符合兒童心理特點(diǎn)的外形設(shè)計(jì)都是值得肯定和鼓勵(lì)的。在太陽能小車背后的科學(xué)原理學(xué)習(xí)時(shí)，只要學(xué)生積極參與相關(guān)的知識(shí)的搜集及原理的討論，應(yīng)及時(shí)給予積極的評(píng)價(jià)。每個(gè)學(xué)生個(gè)體的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)背不一樣，因而學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的過程應(yīng)是形式多樣的。在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的導(dǎo)向下，我們將看到的是學(xué)習(xí)任務(wù)完成形式的百花齊放，而不是整齊劃一。

3.2 競(jìng)賽式氛圍的營(yíng)造在學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中的作用

通過學(xué)生的個(gè)體自評(píng)、小組組內(nèi)互評(píng)、組間互評(píng)及教師的評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。通過引入競(jìng)賽小組，讓各小組相互評(píng)價(jià)其它小組作品的優(yōu)點(diǎn)，以進(jìn)行相互學(xué)習(xí)；同時(shí)讓各小組指出其它小組作品的缺點(diǎn)，以利于提高，因而這是一個(gè)相互幫助相互提高的過程。通進(jìn)競(jìng)賽機(jī)制，營(yíng)造學(xué)習(xí)上你追我趕的良好氛圍，以利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不斷提升，競(jìng)賽式氛圍的營(yíng)造對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)更符合中職機(jī)電專業(yè)學(xué)生STEAM學(xué)習(xí)的實(shí)際情況。