基于STEAM教育的中職機電課程研究與實踐

李雨玲

摘 要：本文針對中職階段STEAM教育在《電子學(xué)》的實踐運用開展研究，立足于跨學(xué)科探索，為中職教育的機電課程提供新的思路和模式，以提高中職學(xué)校機電專業(yè)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：STEAM教育 ?機電專業(yè) ?電子學(xué)

一、中職學(xué)校進行STEAM教育的背景

1.中職學(xué)校存在的問題

隨著國家對中職教育的大力投入，以應(yīng)用型和技能型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的職業(yè)教育得到高度的重視與發(fā)展，就當(dāng)前形勢而言，還存在著一些問題。

中職學(xué)校仍以分科教學(xué)為主，即學(xué)科教師只負(fù)責(zé)教授自己的科目，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系，缺少綜合性課程，教師的實際操作能力也逐漸退化。高中的擴招也導(dǎo)致中職學(xué)校的學(xué)生質(zhì)量普遍越來越差，學(xué)生對學(xué)習(xí)的主動性不夠，學(xué)習(xí)興趣不強。

新課改中強調(diào)“注重培養(yǎng)學(xué)生的獨立性和自主性，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究，在實踐中學(xué)習(xí)，促進學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動地富有個性地學(xué)習(xí)”。而2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》也明確指出，有效利用信息技術(shù)推進“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。中職教育作為教育的一部分，在教學(xué)中較少實踐STEAM教育，主要以創(chuàng)新創(chuàng)客課程形式存在，在專業(yè)課程中缺失。

2.中職教育階段STEAM教育的基本內(nèi)容

綜上所述，中職教育系統(tǒng)的分科界限打破是必然的，而STEAM 教育恰好提供了一個良好的契機。STEAM 教育的基本內(nèi)容如下。

（1）促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，突破思維界限，從“要我學(xué)”過渡到“我要學(xué)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實踐創(chuàng)新能力，提升課堂質(zhì)量。

（2）通過借鑒STEAM先進的理念，讓學(xué)生通過小組分工合作，將機械、電子、藝術(shù)等學(xué)科進行融合，從而在探索性、自主性、研究性的學(xué)習(xí)活動中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維，突破學(xué)科間的界限，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力。

（3）通過借鑒STEAM理念與實踐，不斷完善中職機電課程的教法和學(xué)法。

二、STEAM教育理論基礎(chǔ)

1.概念界定

（1）STEAM 教育。STEAM 教育是指科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）五門學(xué)科的融合學(xué)習(xí)。它是一種先進的教育理念，突破思維界限，多學(xué)科融合，強調(diào)教育的互動性、創(chuàng)造性、開拓性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（2）機電專業(yè)。該課題中機電專業(yè)是指機電設(shè)備安裝與維修（三年制）、機電設(shè)備維修與管理（五年制）等專業(yè)。

（3）電子學(xué)課程。該課題中電子學(xué)課程是元器件的識讀與檢測、手工焊接和PCB板焊接、電路識讀、儀器儀表的使用、編程與調(diào)試、編程等實訓(xùn)課程。

本文主要進行的是基于STEAM 教育中職機電專業(yè)課程的研究，以電子學(xué)課程的學(xué)習(xí)為例，突破思維界限，多學(xué)科融合，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索學(xué)習(xí)、溝通合作、科學(xué)實踐、思考問題、創(chuàng)意革新等方面的能力。

2.支撐理論

本研究以國內(nèi)外專家學(xué)者關(guān)于STEAM的理論探索、以新課改《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》為理論基礎(chǔ)，以目前國內(nèi)的研究STEAM和機電的既有研究成果為起點和理論支撐。STEAM在基礎(chǔ)教育中的成功開展，為職業(yè)教育的改革與創(chuàng)新提供了有益借鑒。

（1）建構(gòu)主義理論。知識是不能僅通過教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下得到的。要求學(xué)生在建構(gòu)過程中主動去搜集并分析有關(guān)的信息和資料，要對所學(xué)習(xí)的問題提出各種假設(shè)，并努力加以驗證，同時用探索法、發(fā)現(xiàn)法去建構(gòu)知識的意義。在這個過程中，教師是促進者、引導(dǎo)者，學(xué)習(xí)者是認(rèn)知活動的主體。

（2）人本主義。人本主義課程論強調(diào)課程應(yīng)以需要為基礎(chǔ)，因而中職機電課程體系應(yīng)在對學(xué)生、學(xué)科和社會進行研究的基礎(chǔ)上確定課程內(nèi)容、組織教學(xué)內(nèi)容。而在STEAM教育基礎(chǔ)上的機電課程的多樣性，可以充分滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的要求、多學(xué)科融合發(fā)展的需求、企業(yè)對學(xué)生綜合素養(yǎng)的需求。同時，還可以為學(xué)生提供探索與創(chuàng)造的廣闊空間。

（3）多元智能理論。每個學(xué)生在全面發(fā)展多元智能的基礎(chǔ)上，有一種或幾種優(yōu)勢智能表現(xiàn)突出，亦即全面發(fā)展與個性發(fā)展間達(dá)到了平衡、和諧發(fā)展的教育目標(biāo)。因此，教學(xué)要采用多樣化的教學(xué)方式。STEAM的教學(xué)方式可以使學(xué)生的好奇心得到滿足，多樣的教學(xué)方式方法讓學(xué)生在“玩中學(xué)”、“學(xué)中玩”，主動探索知識，有利于激發(fā)學(xué)生的潛力。

三、STEAM教育研究方法與《電子學(xué)》教學(xué)實踐

1.STEAM教育研究方法

本研究以建構(gòu)主義、多元智能理論、人本主義理論相融合為主導(dǎo)思想，緊緊圍繞“基于STEAM教育的中職機電課程研究與實踐”這一主題展開，在研究國內(nèi)外關(guān)于這方面的文獻的基礎(chǔ)上，深入分析職業(yè)學(xué)校STEAM教育的現(xiàn)狀，以及通過哪些途徑可以進一步提升學(xué)生的專業(yè)能力的。具體運用以下研究方法。

（1）調(diào)查研究法。在相關(guān)教育理論的指導(dǎo)下，針對學(xué)生對專業(yè)知識及實踐的掌握程度、對專業(yè)的興趣、對多樣的教學(xué)形式和有趣的教學(xué)內(nèi)容的接受程度等三個方面，利用問卷、訪談、個案研究等方式調(diào)研。搜集資料，對目前以太倉中等專業(yè)學(xué)校為切入點的職業(yè)學(xué)校《電子學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀做出分析，找出學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不高的問題原因：學(xué)習(xí)自主性差、懶于動手和對枯燥的學(xué)習(xí)興趣不大。

（2）文獻研究法。通過對文獻進行分析，借鑒創(chuàng)新的STEAM模式，研究模塊化人才培養(yǎng)方案，選取適合本課題的研究資料，為探索STEAM模式下的電子學(xué)課程教學(xué)提供理論支撐和方法論。運用STEAM教學(xué)中突破思維的界限和跨學(xué)科融合的特點，對STEAM知識進行收集、整合，并對課堂進行整體設(shè)計。

（3）行動研究法。在研究中，我們將經(jīng)歷計劃、實施、反思、總結(jié)四個步驟，并以此循環(huán)往復(fù)，觀察學(xué)生對STEAM教學(xué)的接受情況，不斷培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷提升學(xué)生的關(guān)鍵能力。將研究和行動有機結(jié)合，以研究指導(dǎo)行動、以行動修正研究，從而在研究和行動上取得雙豐收。

（4）比較研究法。對STEAM教育前后的成果產(chǎn)出、成果比例進行對比，比較之前與現(xiàn)在、本班與他班，通過師評、生評、師生互評等方式評價STEAM課堂。

（5）經(jīng)驗總結(jié)法。及時總結(jié)每一階段的實踐和研究成果，形成經(jīng)驗材料，選取具有典型代表的個案例加以研究，并對其進行梳理、歸納。

2.基于STEAM教育的《電子學(xué)》教學(xué)實踐

針對中職學(xué)生學(xué)習(xí)自主性差、懶于動手和對枯燥的學(xué)習(xí)興趣不大的問題，教學(xué)主要從以下三個方面進行。

（1）電路焊接。學(xué)生通過使用PCB板、手工焊接、面包板之間的交替學(xué)習(xí)，在了解焊接工藝的同時，更牢固地掌握電路的工作原理。學(xué)生在遇到問題時能夠獨立思考，選擇適合自己的方式解決問題，打破思維唯一性的限制，創(chuàng)新和專業(yè)能力得到進一步的提升。

（2）mblock機器人。通過小組合作，對機器人提出設(shè)想和假設(shè)。學(xué)生根據(jù)自己所想，對mblock機器人進行搭建、組裝、編程、調(diào)試與優(yōu)化，讓學(xué)生將自己的想法變成現(xiàn)實，培養(yǎng)學(xué)生的動手和科學(xué)創(chuàng)新制作的能力。

（3）制作尋跡小車。通過學(xué)生從選擇器件、購買、制作、編程、調(diào)試再到演示答辯，涉及機械制圖、鉆孔、硬件組裝等機械課程，電子線路、電子焊接、電力拖動、單片機、C語言等課程，包裝小車還需用到藝術(shù)課程，寫作、邏輯思維等基礎(chǔ)課程，演講、臨場發(fā)揮等其他課程。通過項目的制作，讓學(xué)生將所學(xué)真正用到實處，將STEAM教學(xué)與項目教學(xué)相結(jié)合，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性。

通過以上三個方面，層層遞進，將STEAM教學(xué)逐漸深入機電專業(yè)教學(xué)中去，以行動研究法為指導(dǎo)，觀察學(xué)生對STEAM教學(xué)的接受情況，不斷培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷提升學(xué)生的關(guān)鍵能力。

四、結(jié)論與展望

我們運用STEAM教育突破了思維的界限，同種課程采用多樣教具，從不同方面提升了學(xué)生探索學(xué)習(xí)、科學(xué)實踐、思考問題的能力，提高了學(xué)生對課堂內(nèi)容掌握程度。利用STEAM教育多學(xué)科融合的特點，小組合作，將學(xué)生所學(xué)的獨立知識進行跨越融合，調(diào)動學(xué)生的興趣，提高學(xué)生專業(yè)技術(shù)和專業(yè)素養(yǎng)水平，培養(yǎng)學(xué)生溝通協(xié)作、探索學(xué)習(xí)、科學(xué)實踐、創(chuàng)意革新的能力。學(xué)生通過多融合的課堂，提高了學(xué)習(xí)興趣和積極性。

新時代中職教育背景下，STEAM教育將逐漸走進中職課堂，不斷完善中職機電課程的教法和學(xué)法，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

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（作者單位：江蘇省太倉中等專業(yè)學(xué)校）