王勝
浙江師范大學(xué) 浙江省金華市 321000
STEM 教育源于1986 年美國國家科學(xué)委員會(NSB)發(fā)表的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告提出的“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育集成”[1],STEM 教育基于實(shí)證主義理念將分散的科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)四門課程有機(jī)的整合為一個融合課程,通過數(shù)學(xué)知識、技術(shù)手段、科學(xué)的基礎(chǔ)知識來完成教學(xué)設(shè)計。在教學(xué)過程中,突出學(xué)生主體地位,使學(xué)生融入項目工程和學(xué)會學(xué)習(xí)。STEM 教育的核心理念是培養(yǎng)學(xué)生交流溝通、合作探究、分析解決問題、實(shí)踐創(chuàng)新、批判思維等具有社會核心競爭力的能力[2]。在實(shí)用主義與美國當(dāng)代教育背景結(jié)合下,美國實(shí)施STEM 教育超過三十年,逐漸成為美國培養(yǎng)綜合性人才的重要計劃,旨在提高美國在全球的競爭力。隨著美國人才培養(yǎng)計劃的成功,許多國家(德國、澳大利亞、日本、英國)開始意識到STEM 教育對增加未來國際競爭力的重要性,開始在政策上和項目上進(jìn)行部署[3]。
課程資源的質(zhì)量和數(shù)量是STEM 教育的難點(diǎn),課程要符合學(xué)生的學(xué)情,既不能太簡單導(dǎo)致無法鍛煉到學(xué)生的能力,也不能太難使學(xué)生無法構(gòu)建知識體系;其次,要能夠承載相關(guān)的科學(xué)知識,借助技術(shù)手段和數(shù)學(xué)計算解決問題;整個課程要能夠引起學(xué)生的好奇心,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;教師對于選擇的課程要能完全掌握,包括知識點(diǎn)、工具的使用及數(shù)學(xué)計算。課程資源的數(shù)量也是限制STEM教育的一個重要因素,學(xué)生需要更多選擇的空間,既要符合工程契合度的標(biāo)準(zhǔn)要求,也要符合學(xué)生的心意。這樣學(xué)生才能根據(jù)自己的喜好選擇相關(guān)方面的項目,進(jìn)行實(shí)際操作和合作探究。
2016 年以后研究STEM 教育的文獻(xiàn)顯著增多,對STEM 教育理論研究逐漸深入,尤其是從素質(zhì)層面對STEM 教育進(jìn)行深層次的探討,對STEM 教育本土化實(shí)踐研究領(lǐng)域逐漸增加。張鳳英[4]在對國內(nèi)STEM 教育文獻(xiàn)綜述及現(xiàn)狀分析中提出我國研究STEM 教育較晚,研究的文獻(xiàn)偏向于理論且?guī)熧Y和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡。在推行STEM 教育的過程中,無論是政府政策、經(jīng)費(fèi)扶持還是社會關(guān)注度都有待提高,目前建成的STEM 教育體系較少的,而且主要針對中小學(xué)生高分低能的現(xiàn)狀。吳丹丹等人認(rèn)為[4][5]STEM 教育本質(zhì)上就是面對真實(shí)問題的跨學(xué)科項目活動,旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和多元化發(fā)展。
通過中國知網(wǎng)的可視化分析可以看出(如圖):截止2022 年3 月24 日關(guān)于STEM 教育的文獻(xiàn)一共5023 篇,其中中等教育占比34.72%,初等教育占比24.43%,教育理論與教育管理占比為17.27%,學(xué)前教育占比為7.46%。
隨著社會不斷發(fā)展和汽車技術(shù)的不斷革新,汽車領(lǐng)域的技能型人才缺口增大,汽車檢測與維修專業(yè)的技術(shù)門檻提高,使汽車檢測與維修專業(yè)成為比較熱門的中職專業(yè)之一。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響下,以理論為中心的灌輸式教學(xué)模式,學(xué)生學(xué)習(xí)意識低,教學(xué)工具和教學(xué)設(shè)備陳舊,教學(xué)內(nèi)容和手段落后等多方面因素制約著學(xué)生的職業(yè)能力與綜合素質(zhì)的提升[6]。歷年政策措施與財政投入力度學(xué)校發(fā)展,很多學(xué)校自身條件有限,設(shè)施無法滿足實(shí)操需要;教師理論知識與實(shí)踐能力不匹配,達(dá)不到雙師型教師。[7]概述為以下幾個方面:
在中國“萬般皆下品惟有讀書高”傳統(tǒng)觀念下,家長普遍希望自己的孩子去讀大學(xué),這導(dǎo)致學(xué)生選擇中職的意愿較小,中職生源較差。因此中職學(xué)生大多存在以下問題:理論知識基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)習(xí)慣較差且沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)興趣等;吳丹[8]在研究中職數(shù)學(xué)課程中指出:“學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,對理論知識不善于思考,學(xué)習(xí)態(tài)度差,布置的作業(yè)不認(rèn)真完成和遷移思維能力較差。”這就導(dǎo)致很多中職畢業(yè)生基礎(chǔ)知識較差且難以形成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。
企業(yè)以利益為主和學(xué)校的以育人為主相沖突,加上許多企業(yè)本身處于生存邊緣或制度不完善,對于經(jīng)營,企業(yè)自身都自顧不暇,很難抽出時間和精力去完成校企合作,結(jié)果就是企業(yè)積極性不大,校企合作表象化,企業(yè)只是把學(xué)生當(dāng)成廉價勞動力,以賺取更多的利潤。
中職學(xué)校常見的現(xiàn)象是老師與學(xué)生沒有課堂交互,教學(xué)模式與普高相差無幾。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)意識和上進(jìn)心,對枯燥而抽象的知識缺乏興趣,而且教材的理論知識不夠新穎,具有滯后性。吳丹[8]認(rèn)為老師沒有升學(xué)壓力導(dǎo)致責(zé)任感缺失,對中職教育的教學(xué)內(nèi)容和方法沒有深入研究,無法與社會實(shí)踐結(jié)合。目前我國倡導(dǎo)的雙師型教師對教師要求很高,但目前中職教師很難達(dá)到國家要求的標(biāo)準(zhǔn),再者我國中職教師多數(shù)是從高等院校畢業(yè),實(shí)際操作能力欠缺,且多數(shù)老師意向就業(yè)的第一選擇并不是中職老師,導(dǎo)致整體職業(yè)素質(zhì)比不上普通高中。郭忠玲[7]在研究中職教育的現(xiàn)狀時指出“中職學(xué)校在招生方面亂象叢生,沒有很好地普職分流;掛著職業(yè)學(xué)校的招牌,不培養(yǎng)技能,卻以升學(xué)為第一要務(wù),培養(yǎng)的學(xué)生沒有實(shí)踐能力;教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),無法達(dá)到雙師型的要求。”
當(dāng)前國內(nèi)對于中職的教育,雖然一直強(qiáng)調(diào)產(chǎn)教融合、工學(xué)一體化、理實(shí)一體化,但是和職業(yè)教育發(fā)展成熟的國家相比(如澳大利亞的“雙元制”、英國“三明治”模式),我國的中職教育在協(xié)調(diào)學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生、教師制度上都不夠完善。
國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》在第五點(diǎn)深化教育教學(xué)改革中提到鼓勵學(xué)生社會實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),這與STEM 教育的目的是一致的,這也表明我國在政策上有利于STEM 教育融入中職教育。中職學(xué)校的學(xué)生不論是身心發(fā)展還是社會經(jīng)驗(yàn)都還是處在不成熟的水平,而傳統(tǒng)教育模式?jīng)]有考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣的差異,中職學(xué)校對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)就是具有理論應(yīng)用與實(shí)際操作的職業(yè)能力復(fù)合型人才,對學(xué)生自身而言,就是學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)造價值,為自己謀生存;對教師而言,教師需要理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力,也需要高超的教學(xué)技能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐和合作探究能力等。目前我國關(guān)于中職教育融合STEM 教育的研究較少,處于一個不斷完善體系的階段。針對中職的汽車運(yùn)用與維修專業(yè),STEM 教育合適的項目和研究較少,導(dǎo)致適應(yīng)中職汽修專業(yè)的STEM 模式很難建立起來。
為了適應(yīng)新時代國家的發(fā)展,培養(yǎng)具有綜合能力的高技能人才,中職的教育需要融入STEM 教育的方式和理念。以汽車運(yùn)用與維修專業(yè)為例,通過學(xué)習(xí)核心課程如汽車構(gòu)造與維修、汽車故障診斷與排除、汽車電控技術(shù)、汽車綜合性能檢測、汽車維修案例分析、汽車保險與理賠、汽車維修企業(yè)管理、汽車環(huán)保與維修法規(guī)運(yùn)用等專業(yè)知識完善學(xué)生理論知識的整體性,同時提升實(shí)踐能力,做到理實(shí)一體化和職業(yè)能力培養(yǎng)。
STEM 教育和產(chǎn)教融合最大的區(qū)別在于不僅僅是為了就業(yè),而是通過提高學(xué)生的實(shí)踐、合作、創(chuàng)新能力,進(jìn)一步提高學(xué)生的核心素質(zhì)達(dá)到更好的職業(yè)生涯。STEM 教育對于中職教育而言,是建立在產(chǎn)教融合之上的教育形式,也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合的一種方式。就企業(yè)而言,需要技能型人才來為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值,而創(chuàng)新則是一筆永不枯竭的隱形財富,學(xué)生擁有了學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力,才能不斷適應(yīng)企業(yè)不斷更新的高科技設(shè)備設(shè)施,為公司和社會創(chuàng)造源源不斷的價值,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自己的價值。
課程設(shè)計思路:采用STEM 教育立足于培養(yǎng)核心競爭力,以項目課程為載體,通過工作任務(wù)清單的方式,以任務(wù)承載知識,而不是以知識去承載任務(wù),又以工作任務(wù)凸顯科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)。根據(jù)學(xué)習(xí)項目的難易程度和復(fù)雜程度確定課時,進(jìn)行遞進(jìn)式的任務(wù)教學(xué)。對于學(xué)校難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)條件,可以采用虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的方式(如AR、VR、MR 等)。
5.4.1 課程模式設(shè)計
STEM 教育的教學(xué)過程分為列出任務(wù)清單、選擇合適的項目、進(jìn)行分組討論學(xué)習(xí)、分析任務(wù)并將任務(wù)轉(zhuǎn)化為對話式和可操作式的問題、查找資料和分析問題得出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論。
5.4.2 教學(xué)過程(工作過程)設(shè)計
根據(jù)所學(xué)專業(yè)設(shè)置工作任務(wù),選擇合適的項目,明確培養(yǎng)職業(yè)能力的要求。首先教師列出工作任務(wù),選擇有關(guān)汽車的整體概述的項目課程進(jìn)行知識導(dǎo)入,建立整體框架。其次,選擇不同的項目建立在前面的整體框架上對發(fā)動機(jī)、底盤、電器、車身、變速器等進(jìn)一步學(xué)習(xí)。由淺入深的進(jìn)行下一步學(xué)習(xí)。教師在進(jìn)行疏導(dǎo)課程時,明確將職業(yè)能力從科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)三方面進(jìn)行融入任務(wù)。
利用STEM 教育的原理給予學(xué)生項目或問題,幾個學(xué)生合作探究,激發(fā)學(xué)生無限的想象力和創(chuàng)造力。同學(xué)們觀看不同組成部分結(jié)構(gòu),小組合作思維構(gòu)思去組裝,最后進(jìn)行討論。再將每部分的零件進(jìn)行更細(xì)小化的拆分,了解更細(xì)小的部分,讓學(xué)生拆了重組。每個小組試著組裝汽車到最終的軸和齒輪。這個過程持續(xù)整個學(xué)年,中間將會有不斷地重復(fù)加強(qiáng)學(xué)習(xí),同時將理論知識在實(shí)踐中逐漸加深和鞏固,學(xué)生在STEM 教育工程學(xué)習(xí)過程中明白工作原理,小組合作模式讓思維得到發(fā)散,實(shí)際操作能力得到提升。中職教師對學(xué)生的要求不是知識的掌握,而是實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力及合作能力的掌握。
5.4.3 課程設(shè)計原理
從汽車的生活運(yùn)用導(dǎo)入課程,讓中職學(xué)生接觸到汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu),不是需要中職學(xué)生學(xué)科知識的能力多強(qiáng),而是整合知識的能力。STEM 教育在教學(xué)上不同于傳統(tǒng)的班級授課制,更多的是采取小組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)和項目式教學(xué)的方式,利用維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”來發(fā)展學(xué)生的能力,通過學(xué)生之間的合作探究,思維之間的碰撞和教師的指導(dǎo)幫助下建構(gòu)知識。而對于學(xué)生的評價更多的采用形成性評價,更注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,采用小組總分制,創(chuàng)新實(shí)踐能力給予更大權(quán)重。這樣學(xué)生進(jìn)入企業(yè)能很好的與同事合作,當(dāng)工作類型與所學(xué)契合度高時,做到得心應(yīng)手。
國家政策上對中職學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐意識、意愿、行為的種種政策和資金獎勵。學(xué)校層面,教師改變教學(xué)方式,將抽象知識結(jié)合到實(shí)物,充分發(fā)散學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,鼓勵學(xué)生將想法付諸實(shí)踐。社會層面,企業(yè)除了增強(qiáng)企業(yè)與學(xué)校合作的積極性之外,政府還應(yīng)為企業(yè)提供財政補(bǔ)貼,使得企業(yè)能夠?yàn)橹新殞W(xué)生提供專門的實(shí)踐創(chuàng)造基地和具有豐富經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)師傅。政府建立工程資源庫,出臺相應(yīng)的政策鼓勵社會各界踴躍加入STEM 教育工程和組建STEM 教育協(xié)會管理相應(yīng)的資源,每季度評出“xx 年xx 季度十大最受學(xué)生喜歡的STEM 教育工程”、“xx 年xx 季度十大最具實(shí)用性STEM 教育工程”、“xx 年xx 季度十大最具創(chuàng)造力STEM 教育工程”等獎項,獲獎的工程項目協(xié)會給予證書和獎勵,協(xié)會定期更新并向中職學(xué)校公布以供選擇。最后,學(xué)生利用這個數(shù)據(jù)庫選擇適合自己專業(yè)方向的STEM 教育,最后達(dá)到激發(fā)創(chuàng)造積極性,加強(qiáng)實(shí)踐與合作探究能力的目的。
通過加強(qiáng)STEM 教育社會積極性和關(guān)注度、政府的參與度,不僅可以為不同的學(xué)生提供自己感興趣的項目,將抽象的知識直觀具體化的進(jìn)行學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的興趣和動機(jī),提高學(xué)生效率,豐富專業(yè)課程內(nèi)容,這樣培養(yǎng)的學(xué)生就才能學(xué)到更多不同的知識,而企業(yè)也能夠通過提供的學(xué)習(xí)項目篩選出對這方面感興趣的學(xué)生,并從中挑選出即插即用型或者潛力型的學(xué)生。中職教育應(yīng)杜絕普高教學(xué)方式和教學(xué)體系的直接套用,要創(chuàng)新教學(xué)模式,更注重技能培養(yǎng),STEM 教育無疑是適合中職教育的一個培養(yǎng)模式。
對比普通初、高等教育具有一定的內(nèi)循環(huán)性,職業(yè)技術(shù)教育則具有一定的開放性和社會直接經(jīng)濟(jì)性。職業(yè)教育直接面向的社會,需要以市場需求為導(dǎo)向,及時得到市場需求的最新方式。通過STEM 工程的上傳或使用率來調(diào)整專業(yè)設(shè)置和專業(yè)內(nèi)容,將市場需求以STEM 工程為載體不斷響應(yīng)市場的變化,以工程帶動知識的學(xué)習(xí)。目前隨著國家大力發(fā)展中職教育,培養(yǎng)“工匠精神”的技能型人才,他們是我們未來技術(shù)人才的重要組成,而STEM 教育無疑是將理論與實(shí)踐結(jié)合的一種合適的方式,通過STEM 教育,能夠?qū)崿F(xiàn)國家對人才培養(yǎng)的需求?!堵殬I(yè)教育法》的修訂與正式實(shí)施以及在國家“十四五規(guī)劃”中,都體現(xiàn)了建立不同層次的技工教育體系的需求,隨著職教招生規(guī)模的擴(kuò)大,從應(yīng)往屆初高中畢業(yè)生到企業(yè)職工再到未就業(yè)的高校畢業(yè)生,職業(yè)技能培訓(xùn)范圍也隨著增加,通過新學(xué)徒制不斷與企業(yè)融合,建立更全面的技能評價體系,鼓勵學(xué)生取得職業(yè)資格證,不斷加強(qiáng)高技能人才的培養(yǎng)。職業(yè)教育作為一種跨界教育,其最終目標(biāo)是培養(yǎng)出大國工匠、能工巧匠,將職業(yè)教育服務(wù)于鄉(xiāng)村振興,制造強(qiáng)國,“一帶一路”等多方面的技能人才,其路任重而道遠(yuǎn)。