基于STEAM的新工科產(chǎn)學(xué)教融合模式的探索

蔣傳健

（重慶對外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，重慶 401520）

1 引言

自2017年以來，教育部率先啟動了“新工科”的建設(shè)發(fā)展規(guī)劃研究指導(dǎo)工作，于2017年2月18日發(fā)布了“‘新工科’建設(shè)復(fù)旦共識”，繼而于4月8日發(fā)布了“‘新工科’建設(shè)行動路線（天大行動）”，并于6 月9 日發(fā)布了“‘新工科’建設(shè)北京指南”。新工科代表的是最新技術(shù)產(chǎn)業(yè)或者最新行業(yè)的未來發(fā)展戰(zhàn)略方向，是指正在快速發(fā)展中已經(jīng)形成的或?qū)⒁度虢ㄔO(shè)中已經(jīng)形成的新型應(yīng)用工程技術(shù)學(xué)科。從新型市場經(jīng)濟的整體發(fā)展歷程角度來看，新型市場經(jīng)濟所需要強調(diào)的不僅是整個產(chǎn)業(yè)鏈的整合，而且是傳統(tǒng)學(xué)科的專業(yè)化。經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò)化形成了“互聯(lián)網(wǎng)+”的產(chǎn)業(yè)升級改造和創(chuàng)新模式。因此，在新工科建設(shè)中，誕生了一批跨行業(yè)、跨學(xué)科的跨界新學(xué)科。新工科具有引領(lǐng)型、交融型、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等特征[1]。

為了加快“新工科”專業(yè)建設(shè)，應(yīng)主動面向未來市場需求，適應(yīng)和引領(lǐng)新型經(jīng)濟，抓住新時代的發(fā)展機遇，突破傳統(tǒng)工科教育的瓶頸，應(yīng)用STEAM新模式與產(chǎn)學(xué)教融合模式，促進“新工科”專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)全面發(fā)展，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和理論實踐技能得到鍛煉，提升學(xué)生的綜合專業(yè)技術(shù)水平與其解決實際問題的能力，促進“新工科”專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

2 STEAM教育模式

STEAM 代表科學(xué)(Science)，技術(shù)(Technology)，工程(Engineering)，藝術(shù)(Art)，數(shù)學(xué)(Mathematics)。該教育理念是由美國Georgette Yakman教授的團隊在STEM理論的基礎(chǔ)上提出的教育理論，融入藝術(shù)主要是為了促進STEM各個領(lǐng)域的發(fā)展。藝術(shù)包括較廣泛的人文科目：社會研究、語言、形體、音樂、美學(xué)、表演等。

STEAM 教育模式注重基于項目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、通過師生合作或?qū)W生合作的教學(xué)方式。STEAM 教育模式將不同學(xué)科的知識內(nèi)容進行融合，將學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能、職業(yè)發(fā)展進行融合，具有重視跨學(xué)科方法、重視創(chuàng)意創(chuàng)新能力培養(yǎng)、強調(diào)學(xué)生的社會責(zé)任感及人性化等特征[2]。

STEAM 教育模式注重跨學(xué)科知識融合，有助于學(xué)生參加學(xué)科競賽。近年來，大學(xué)生參加學(xué)科競賽熱情很高，很多學(xué)科競賽涉及跨學(xué)科知識，如“數(shù)學(xué)建?！薄皺C器人大賽”“挑戰(zhàn)杯”“微軟杯”等都涉及跨學(xué)科知識。

3 產(chǎn)學(xué)教融合模式

在新工科背景下，進行產(chǎn)、學(xué)、教三者融合尤為重要。目前，國內(nèi)外已對產(chǎn)、學(xué)、教融合教育發(fā)展模式進行了深入系統(tǒng)的研究和探索。在國外，對產(chǎn)、學(xué)、教融合提出了三種發(fā)展模型：第一，企業(yè)主導(dǎo)的教學(xué)模式。主要包括德國的“雙元制”、日本的“企業(yè)訪問”、韓國的“產(chǎn)學(xué)結(jié)合”等模式，這一類模式最顯著的特點就是以大型企業(yè)高級技術(shù)人員職業(yè)培訓(xùn)為主，學(xué)校專業(yè)課程教學(xué)為輔。第二，校企合作的教學(xué)模式。主要包括美國的“契約合作”、英國的“工學(xué)交替”等模式，這一類專業(yè)教學(xué)模式最突出的特點是實際工作和專業(yè)教學(xué)有機結(jié)合、相互發(fā)展，學(xué)校在專業(yè)相關(guān)的知識教學(xué)過程中，既注重學(xué)生的專業(yè)工程技術(shù)基礎(chǔ)理論知識的掌握，也積極培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論在專業(yè)實踐運用的綜合能力，迎合了社會用人單位對專業(yè)人才的技能需求。第三，學(xué)校主導(dǎo)的教學(xué)模式。主要包括法國的“學(xué)徒培訓(xùn)中心”、澳大利亞的“新學(xué)徒制”等模式，這一類模式以培訓(xùn)學(xué)?；蚺嘤?xùn)管理中心為主導(dǎo)，注重對學(xué)生的整體綜合素質(zhì)和專業(yè)能力進行培養(yǎng)。

在國內(nèi)，產(chǎn)、學(xué)、教融合模式的研究大致可以劃分為三個主要形式：企業(yè)配合模式、校企聯(lián)合培養(yǎng)模式以及校企實體合作模式。當(dāng)前國內(nèi)眾多院校主要還是停留在企業(yè)配合院校的合作模式。

學(xué)校的人才培養(yǎng)方案直接影響著企業(yè)的發(fā)展。對于企業(yè)來說，其信譽、科技創(chuàng)新、質(zhì)量、產(chǎn)品提高、產(chǎn)品推廣、市場營銷和服務(wù)都是他們最關(guān)心的方面。在與企業(yè)合作培養(yǎng)人才的同時，如果學(xué)校能夠和企業(yè)共同解決這些問題，那么校企合作將會更加密切和融合。這不僅能夠幫助“新工科”專業(yè)的學(xué)生掌握和提高自己的專業(yè)技能、開拓思路，打破傳統(tǒng)實驗課教學(xué)中的束縛，創(chuàng)新實驗課堂的教學(xué)手段和方法，而且能夠解決企業(yè)人才短缺問題，促進校企交流合作。

4 新工科工程教育新模式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式往往都是老師單向的灌輸和學(xué)生被動接納的形式，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的弊端十分明顯，以老師作為學(xué)習(xí)認知的主體，學(xué)生在整個課堂教學(xué)活動中始終保持著被動接受知識的狀態(tài)，忽視甚至嚴重抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性?；赟TEAM的產(chǎn)、學(xué)、教融合的模式是根據(jù)企業(yè)對人才的需求、學(xué)生自身特點提出的課堂教學(xué)模式，讓課堂的學(xué)習(xí)不再枯燥乏味，從被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成主動的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生培養(yǎng)具備解決專業(yè)所在行業(yè)和領(lǐng)域中各種復(fù)雜工程問題的綜合分析能力、溝通與協(xié)調(diào)能力、團隊合作能力、獨立思辨能力和創(chuàng)新實踐能力。

（1）培養(yǎng)綜合分析能力。結(jié)合專業(yè)自身的工程技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位和專業(yè)特色，以行業(yè)的需求為教學(xué)導(dǎo)向，以實際的工程案例為教學(xué)背景，以企業(yè)工程技術(shù)實際問題為研究主線，企業(yè)工程師、行業(yè)專家和教師共同構(gòu)建專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，從而提高學(xué)生的專業(yè)工程意識、工程素質(zhì)和綜合工程實踐能力，聚焦學(xué)生在專業(yè)知識和技能方面解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)。

（2）培養(yǎng)溝通協(xié)調(diào)能力。STEAM 的課堂教學(xué)以學(xué)生為教學(xué)活動主體，教師作為課堂教學(xué)活動的發(fā)起者和組織者，并以小組的方式于課前發(fā)布任務(wù)，課中對于任務(wù)中可能出現(xiàn)的問題進行小組討論，在教學(xué)活動中注重培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)調(diào)能力。課程考核植入答辯考核方式，邀請企業(yè)工程師作為考核小組成員。

（3）培養(yǎng)團隊合作能力。課程通過系統(tǒng)化、模塊化、小組項目、小組匯報等形式來培養(yǎng)每個學(xué)生的團隊意識及協(xié)調(diào)合作能力。結(jié)合項目課程不同階段所具有的特點，小組項目的內(nèi)容從基礎(chǔ)知識逐步過渡到專業(yè)知識，由理論學(xué)習(xí)延伸到在實際的工程運用，并對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化和整合，凸顯了“新工科”專業(yè)學(xué)生的團隊意識提高和協(xié)作能力的培養(yǎng)。

（4）培養(yǎng)獨立思辨能力。傳統(tǒng)教育僅注重專業(yè)能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在給定的領(lǐng)域中思考和解決問題，因而學(xué)生缺乏獨立思考的能力，學(xué)生只關(guān)注自己的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。思辨教學(xué)任務(wù)不僅要求學(xué)生能夠掌握基礎(chǔ)知識，而且還要求學(xué)生明確自己的思辨過程和結(jié)果，明確自己的思辨內(nèi)容和方法，學(xué)會控制自己的思辨過程。STEAM教育模式作為一種倡導(dǎo)多學(xué)科融合的教育模式，以提出問題和結(jié)合企業(yè)實際項目為教學(xué)核心，運用多學(xué)科的知識發(fā)現(xiàn)、合作、設(shè)計、創(chuàng)造性地解決問題，促進了學(xué)生對批判性提問的科學(xué)精神和對解決問題的理論和實踐能力的培養(yǎng)，從而提高學(xué)生的獨立思辨能力。

（5）培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力。STEAM 教育模式注重跨學(xué)科的知識框架構(gòu)建，注重問題與實際的工程項目相聯(lián)系，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程與實踐相結(jié)合，從而有效促進了學(xué)生對科學(xué)技術(shù)研究的認識發(fā)展和創(chuàng)新實踐能力的提高。

5 基于STEAM的產(chǎn)學(xué)教融合模式的途徑

學(xué)校要站在企業(yè)、行業(yè)和社會的角度，充分考慮企業(yè)、行業(yè)人才的需求，邀請企業(yè)和社會各界參與制定工程應(yīng)用型人才模式和培養(yǎng)計劃。

（1）實踐課程項目化

基于STEAM的產(chǎn)學(xué)教融合模式實現(xiàn)教學(xué)方法與技術(shù)的耦合，將實踐課程項目化。即把課堂教學(xué)的整個過程融入到企業(yè)生產(chǎn)的過程中，教師的教、學(xué)生的學(xué)都必須是在融入企業(yè)生產(chǎn)的過程中完成，真正切實做到老師的教、學(xué)生的學(xué)和生產(chǎn)“零距離”。“新工科”專業(yè)的任課教師在組織專業(yè)實踐課程教學(xué)時，要根據(jù)企業(yè)的實際需求，合理地配置專業(yè)教材和課程教學(xué)內(nèi)容，實行理實一體化和項目式的課程教學(xué)；還可以根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的實際情景，對課程內(nèi)容進行知識整合和教學(xué)重構(gòu)，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)過程不同，設(shè)計不同的學(xué)習(xí)項目，讓學(xué)生在能夠順利完成學(xué)習(xí)項目的過程中，掌握、理解和完全消化課程的各個知識點。

（2）師資隊伍雙師化

基于STEAM的產(chǎn)學(xué)教融合模式必須依靠“雙師化”的教師隊伍，學(xué)校需要引進盡可能多的“企業(yè)導(dǎo)師”，讓“企業(yè)導(dǎo)師”親自參與教學(xué)過程。校企合作的企業(yè)主要參與專業(yè)的核心課程和實訓(xùn)項目教學(xué)。以學(xué)生就業(yè)為目標導(dǎo)向，以掌握實踐技能為教育核心，以大量的實戰(zhàn)案例分析為教學(xué)主線，以學(xué)生的實踐動手能力作為考試合格的標準，以項目研究開發(fā)能力作為學(xué)生學(xué)習(xí)的目標，不僅要求學(xué)生具有扎實的理論基礎(chǔ)，而且要求具有實際的項目研發(fā)能力，從而使學(xué)生能夠快速適應(yīng)企業(yè)的工作。

（3）校企合作常態(tài)化

通過校企共同制定適合“新工科”專業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)方案和專業(yè)課程體系，共同開發(fā)適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)課程教材，共同選擇適合培養(yǎng)人才的師資，共同研究制訂實施培養(yǎng)人才的教學(xué)目標和教學(xué)計劃，實現(xiàn)培養(yǎng)課程的教材與行業(yè)需求“零距離”、教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)目標“零距離”。通過校企協(xié)同教育培養(yǎng)人才，做到教學(xué)具有針對性，提高課程內(nèi)容教學(xué)的有效性。通過引企入校、引校入企”等模式，拓展校企之間合作育人的有效途徑，推動校企合作共建校內(nèi)外實習(xí)實訓(xùn)基地。

（4）“1+x證書”制度化

“新工科”專業(yè)采取“1+x”職業(yè)資格證書制度，能夠很好地規(guī)范和充分發(fā)揮校企合作在教學(xué)活動中的主體作用，推動高校加快形成產(chǎn)學(xué)教融合，形成精準育人的辦學(xué)長效機制。在人才培養(yǎng)的課程體系中，將“x”證書的考核內(nèi)容與專業(yè)課程內(nèi)容相互融合，使學(xué)生具備扎實的專業(yè)技能和較強的就業(yè)競爭力，這樣才能培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟社會快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級急需的高素質(zhì)人才。

（5）畢業(yè)設(shè)計作品化

針對畢業(yè)設(shè)計，采用“雙任務(wù)驅(qū)動”方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。工科專業(yè)和其他文科類、理科類等專業(yè)不同，要求既要完成作品的設(shè)計，還要完成畢業(yè)論文的撰寫。學(xué)生畢業(yè)論文的指導(dǎo)實行“雙導(dǎo)師”制，校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)工程師共同指導(dǎo)完成畢業(yè)作品的設(shè)計和論文的撰寫。這樣既有利于提高和培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和對問題的分析與解決能力，還可以提高學(xué)生撰寫技術(shù)文檔的能力。

6 結(jié)語

在新工科的時代背景下，基于STEAM 的產(chǎn)、學(xué)、教融合模式，能夠更好地培養(yǎng)出一批應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才，縮短了應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才的發(fā)展成長周期，使得學(xué)校的培養(yǎng)目標與企業(yè)需求形成對接，增強了應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的市場適應(yīng)力。當(dāng)前我國經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級。應(yīng)用型工科專業(yè)唯有依托地方重點支柱產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，深化STEAM 產(chǎn)學(xué)教融合，才能更好地為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。