基于STEAM教育理念構建高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式

摘要：STEAM教育以跨學科、多元化協(xié)作式學習方式而被教育界廣為關注和認可。探索構建一種基于STEAM教育理念面向高等職業(yè)教育的“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養(yǎng)模式，以培養(yǎng)高素質(zhì)復合型技術技能人才為目標，讓學生運用多學科知識解決實際問題，形成高階的思維能力和高品質(zhì)的綜合素質(zhì)，不斷提升職業(yè)能力，增強核心競爭力。教學實踐表明，該人才培養(yǎng)模式在教學滿意度、1+X證書試點、競賽獲獎、目標達成度和專業(yè)辦學成效等方面取得了較好的效果。

關鍵詞：STEAM;高等職業(yè)教育;課程體系;人才培養(yǎng)模式;教學模式

STEAM教育源于美國，由美國學者格雷特·亞克門（Georgette Yakman）于2008年首次提出，是集科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數(shù)學（Mathematics）等多門學科融合的多元化協(xié)作式學習的綜合教育，其目的是使工科類專業(yè)的學生具備團隊合作、與人溝通和創(chuàng)新的能力與素養(yǎng)，塑造適應新時代發(fā)展的復合型創(chuàng)新人才[1]。STEAM教育正在成為技術創(chuàng)新的重要驅(qū)動力，并獲得國際教育界的廣泛認同[2]。

2015年9月，教育部在發(fā)布的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中指出要“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。2016年3月，《教育部教育裝備研究與發(fā)展中心2016年工作要點》提出“貫徹國家‘雙創(chuàng)要求，為創(chuàng)客教育、‘STEAM課程提供教育裝備支撐，探索將新的教育裝備融入課堂，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、綜合設計能力和動手實踐能力”。2016年6月，《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術在‘眾創(chuàng)空間、跨學科學習（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應用”。2019年3月，《2019年教育信息化和網(wǎng)絡安全工作要點》提出“開展教育信息化2.0環(huán)境下信息化教學模式的研究與實驗，探索跨學科學習（STEAM教育）模式應用，出版基于3D打印的跨學科課程教材?！?/p>

STEAM教育在國內(nèi)已受到廣泛重視，但對STEAM教育與高等職業(yè)教育相結合的研究較少。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能時代背景下，融合STEAM教育理念，探索構建一種“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養(yǎng)模式，適應新一代高職學生學習和交互的習慣，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、STEAM教育內(nèi)涵

目前，學術界對STEAM教育尚無明確定義。塔蒂安娜（Tatyanar）等認為 STEAM教育旨在培養(yǎng)創(chuàng)造性和交流能力，工程設計和研究技能[3]。泰勒（Taylor）等認為STEAM教育設計變革性的教學方法，發(fā)展學生的學科知識與技能，喚醒學生的創(chuàng)造性自我意識，提高學生的道德和精神意識，并賦予學生實踐保護環(huán)境的能力[4]。袁磊等認為“STEAM教育實際上是工程技術驅(qū)動下的教育模式，培養(yǎng)學生成為知識的生產(chǎn)者”[5]。范文翔等人認為STEAM教育是一種以整合多學科的方式培養(yǎng)人才的教育類型，是一種基于項目或問題為導向的培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng)的技術教育[6]。黃建鋒認為STEAM教育是一種“注重學生跨學科知識融合、真實問題解決能力與深度創(chuàng)新能力的養(yǎng)成教育”[7]。袁利平等認為“STEAM教育是一種多學科融合的綜合性教育理念和教育模式”[8]。胡天助認為STEAM融合多門學科知識，全面提升學生的“學習技能、生活技能、職業(yè)發(fā)展”[9]。

本研究認為，STEAM教育是一種在真實學習情境中以項目或問題為導向，注重實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，全面提升學生的知識、技能和素質(zhì)水平的教育理念和教育模式。STEAM教育在一定的教育價值理念指導下，始終圍繞“誰來做”“為什么這樣做”“做什么”“怎么做”“做的怎么樣”實施教學，采用情境式教學、任務驅(qū)動式教學、探究式教學、協(xié)作式教學等教學方式，驅(qū)動學生投入更多的高階思維與積極情感，把多學科知識串聯(lián)起來，通過知識遷移、應用和轉(zhuǎn)化，以某種形式展現(xiàn)出來，解決實際問題，促進學生全面發(fā)展。

因此，STEAM教育具有以下屬性：

（一）跨學科

在現(xiàn)實生活中所遇到的問題大都需要運用多種學科的知識來共同解決，STEAM教育整合了理學、工科、技術、人文，彼此交叉、滲透和融合，既有技能、又有情懷，既有匠心又要尊道，消除各門學科知識的孤立化現(xiàn)象，促使學生整合運用多元知識，探究內(nèi)在聯(lián)系，拓寬認知視野，在學習中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、總結問題，獲得正向反饋，從而實現(xiàn)學生多維理解的教育目標。因此，跨學科是知識學習和問題解決本身的內(nèi)在要求和客觀趨勢，是STEAM教育最顯著的屬性。

（二）情境性

STEAM教育通過真實情境學習使教學與現(xiàn)實世界相聯(lián)系。在真實情境中抓住問題本質(zhì)，情境化應用知識，并辨識不同情境下的知識表示，真正理解其內(nèi)涵與外延，從而體驗真實生活，靈活解決實際問題，獲取知識的社會化、情境化及遷移應用的能力。因此，情境性有利于激發(fā)學習內(nèi)部動機，強化科學探究和解決真實問題的能力。

（三）實踐性

STEAM教育以學生為中心，強調(diào)“做中學”，通過大量實踐，讓學生主動建構解決問題的認知思維和操作思維，邊做邊學、邊學邊做，在“實踐—認識—再實踐”的學習過程中，探索知識、運用知識，在實踐中檢驗學習效果，由淺層學習走向深層學習。

（四）協(xié)作性

STEAM教育注重在教學中的互動協(xié)作。由師生共同構成學習共同體，師生、學生之間深入高效多向互動，進行溝通、交流，分享彼此的學習經(jīng)驗和資源，不同的觀點和思想在協(xié)作中碰撞交融，從中獲取“教”與“學”的情感和智力，實現(xiàn)互促互進、教學相長。

（五）目標性

STEAM教育依據(jù)教學目標設計具體的教學任務，使用工程設計流程（Engineering Design Process，EDP）制定項目或問題解決方案，學生在學習過程中通過自主學習與協(xié)作學習連接抽象知識與實際問題，選擇并沿著一條解決方案的路徑向目標不斷前行，直至實現(xiàn)目標，使整個學習過程富有挑戰(zhàn)性和趣味性。因此，目標性是驅(qū)動學生達成目標的動力，激發(fā)內(nèi)在潛能，提升學習的積極性和建構性。

（六）劣構性

在STEAM教育中，由于問題或項目源于日常生活或是對真實場景的模擬，往往沒有 “標準答案”，而是會有多種解決方案，需要學生通過嘗試使用不同方案去尋找最優(yōu)解，并將失敗作為學習的必要部分。因此，STEAM教育關注學生在學習過程中是否發(fā)生有意義的學習，通過解決“劣構問題”促進知識與技能在新的情境中遷移。

（七）創(chuàng)新性

創(chuàng)新性是STEAM教育人才培養(yǎng)的重要指向。STEAM教育實施多元化的創(chuàng)新實踐，通過頭腦風暴，引導學生嘗試使用不同的方法，解決來源于現(xiàn)實世界的問題或項目，激發(fā)學生的想象力與創(chuàng)造力，鼓勵以創(chuàng)新的形式去改造世界。因此，創(chuàng)新性增強學生的創(chuàng)新思維與問題解決能力，使學生具有創(chuàng)造和革新精神，提升人才培養(yǎng)的競爭力。

二、探索設計“1平臺2核心4融合1保障”人才培養(yǎng)模式

探索設計一種基于STEAM教育理念面向高等職業(yè)教育的“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養(yǎng)模式，如圖1所示。該模式以“堅持立德樹人，培養(yǎng)高素質(zhì)復合型技術技能人才”為人才培養(yǎng)目標，以“綜合素質(zhì)”和“職業(yè)技能”為人才內(nèi)涵式發(fā)展核心，依托STEAM智慧教育云平臺和質(zhì)量保障體系，實施以“課、證、訓、賽”相融合的遞進式教學模式，逐層深入，達成“強素質(zhì)、寬基礎、厚實踐、重能力、促創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)理念，激發(fā)學生學習動機，并采用個性化的分方向分層教學，實現(xiàn)因材施教、共同提升;通過高效多向互動，增強學生的團隊協(xié)作能力與溝通能力，生成師生教與學的數(shù)據(jù)，提供有效評價依據(jù);通過科學的人才培養(yǎng)模式設計，從內(nèi)容到形式煥然一新，保障學生的學習效果;通過完善的質(zhì)量保障體系，監(jiān)控師生教與學的整個過程，確保教學實施的可行性和有效性。

（一）STEAM智慧教育云平臺

運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能相關應用，塔建STEAM智慧教育云平臺，將課程、實訓、證書、競賽等相關軟硬件資源、教學資源、教學服務等部署在云平臺上，其體系架構如圖2所示。

通過基礎設施即服務層整合各種硬件設備，包括網(wǎng)絡、存儲、安全等資源，并通過虛擬化管理平臺將這些資源進行虛擬化管理，對上層提供數(shù)據(jù)分布式存儲、計算、備份、負載管理等基礎服務;平臺即服務層通過云平臺業(yè)務調(diào)度中心，提供統(tǒng)一身份認證管理、數(shù)據(jù)庫存儲、教育應用管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能等，向上層應用進行按需分配;軟件即服務層對上層提供教育管理公共服務和教育資源公共服務;用戶通過用戶訪問層使用各種終端訪問STEAM智慧教育云平臺。服務管理層對STEAM智慧教育云平臺提供軟件管理、平臺管理、安全管理和基礎設施管理等質(zhì)量保障服務[10]。

（二）綜合素質(zhì)和職業(yè)技能

職業(yè)能力是從事某種職業(yè)的知識、技能與態(tài)度的綜合能力，而依據(jù)素質(zhì)冰山模型對人的解構，“冰山以下部分”的隱性素質(zhì)對人的行為和表現(xiàn)起主導作用[11]，所以素質(zhì)的高低制約著能力的強弱。2019年1月，國務院在《國家職業(yè)教育改革實施方案》中指出“著力培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技術技能人才”。因此，將綜合素質(zhì)和職業(yè)技能培養(yǎng)放在同等重要地位并緊密結合是職業(yè)教育培養(yǎng)的要義和基本職能。STEAM教育的面向未來的人才觀，培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)的教育觀，注重情境實踐的知識觀， 為綜合素質(zhì)和職業(yè)技能并重培育提供了可行性。

基于STEAM教育理念面向高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)模式著眼于可持續(xù)發(fā)展，按照學生認知和成長規(guī)律，將綜合素質(zhì)與職業(yè)技能進行有機耦合，對綜合素質(zhì)和職業(yè)技能實施同步分階段遞進培養(yǎng)，如圖3所示。在綜合素質(zhì)方面，從心態(tài)、準則、能力三個層面構建“STEAM基礎素質(zhì)→STEAM專業(yè)素質(zhì)→STEAM創(chuàng)新素質(zhì)”的素質(zhì)培養(yǎng)路徑，重視與學生終生職業(yè)生涯發(fā)展密切相關的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，使學生在素質(zhì)上有理想、有素養(yǎng)，激發(fā)學生的內(nèi)驅(qū)力;在職業(yè)技能方面，以基礎通識課程、專業(yè)方向課程和創(chuàng)新實踐課程為內(nèi)化素質(zhì)的載體，實施“STEAM基礎通識技能→STEAM專業(yè)核心技能→STEAM創(chuàng)新實踐技能”的技能成長路徑，對接素質(zhì)培養(yǎng)路徑同向而行，使學生在技能上有廣度、有深度，最終達成德技并修，為終身學習做好準備。

（三）“課證訓賽”融合

通過“以綜合素質(zhì)為目標、以滿足崗位需求為導向、以工作過程為主線”的教育理念有機融合“課、證、訓、賽”[12]?！罢n”是實現(xiàn)人才培養(yǎng)的載體，“證”是實施人才培養(yǎng)的途徑，“訓”是開展人才培養(yǎng)的關鍵，“賽”是推進人才培養(yǎng)的手段，四者相輔相成，構成一個相互聯(lián)系、相互促進的有機整體，如圖4所示。通過采用“STEAM-0：驗證模式→STEAM-1：探究模式→STEAM-2：制造模式→STEAM-3：創(chuàng)造模式”[13]，實現(xiàn)“分方向、分層次”的個性化遞進式教學，激發(fā)學生學習的主動性和積極性。

1.課程

按照“綜合素質(zhì)培養(yǎng)、多種學科融合、深層知識建構和高階思維創(chuàng)新”的課程建設思路，構建面向未來崗位的“職業(yè)素質(zhì)模塊課程+STEAM基礎通識模塊課程+STEAM專業(yè)化方向模塊課程+STEAM創(chuàng)新實踐模塊課程”的課程結構。職業(yè)素質(zhì)模塊課程由綜合素質(zhì)課程和職業(yè)能力課程組成，從入學到實習全程關注學生終生職業(yè)生涯發(fā)展，實現(xiàn)職業(yè)教育與終身學習對接;STEAM基礎通識模塊課程由公共基礎課程和專業(yè)基礎課程組成，為下一階段的專業(yè)方向課程的學習打下基礎;STEAM專業(yè)方向模塊課程是依據(jù)學生的不同職業(yè)規(guī)劃而開設的專業(yè)核心課程，進行分類個性化培養(yǎng)，實現(xiàn)課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接;STEAM創(chuàng)新實踐模塊課程由企業(yè)級項目、創(chuàng)新實戰(zhàn)項目、頂崗實習和畢業(yè)設計組成，提升學生核心競爭力，實現(xiàn)專業(yè)與崗位對接。

2.證書

基于“學歷證書的 ‘1與職業(yè)技能等級證書‘X的書證相互銜接融通”的課程設計理念，將“X”證書融入STEAM課程體系，構建滿足職業(yè)崗位不同層級需求的“1+X初級→1+X中級→1+X高級”的職業(yè)技能遞進式培養(yǎng)體系。1+X初級對接初級崗位職業(yè)要求，學生完成STEAM基礎通識模塊課程和部分專業(yè)化方向模塊課程后，可獲取初級職業(yè)技能等級證書;1+X中級對接中級崗位職業(yè)要求，通過學習STEAM專業(yè)化方向模塊課程和部分創(chuàng)新實踐模塊課程，強化職業(yè)技能，可獲取中級職業(yè)技能等級證書;1+X高級對接高級崗位職業(yè)要求，以STEAM創(chuàng)新實踐模塊課程中的企業(yè)真實項目為驅(qū)動，提升職業(yè)技能，可獲取高級職業(yè)技能等級證書。

3.實訓

以工作能力為基礎，以教學過程與生產(chǎn)過程對接為導向，構建注重理論與實踐相銜接的“基本技能實訓+專業(yè)技能實訓+綜合技能實訓”的實踐教學體系。基本技能實訓對接1+X初級，為下一階段實訓做好準備，奠定基礎技能;專業(yè)技能實訓對接1+X中級，從典型工作任務中掌握專業(yè)核心知識與技能，夯實核心技能;綜合技能實訓對接1+X高級，突出職業(yè)情景中高階理論與實踐智慧的培養(yǎng)，提升綜合技能。

4.競賽

依據(jù)STEAM教育對知識創(chuàng)新和實踐能力的重要指向，構建“以賽促學、以賽促教、以賽促訓”的“校級、省級、國家級”三級競賽平臺。校級競賽主要吸引大一“新手”積極廣泛參與，以專業(yè)基礎知識與技能為比賽內(nèi)容，訓練基本技能，并為省級、國家級比賽打造“種子選手”;省級競賽以大二學生為主，考察專業(yè)核心知識與技能，開闊眼界，強化核心技能，培育“熟手”;國家級競賽注重專業(yè)綜合技能，以大三“能手”為主，培養(yǎng)學生的深層理解能力和復雜問題解決能力，提升創(chuàng)新能力。

（四）質(zhì)量保障體系

依托STEAM智慧教育云平臺，構建“八步大螺旋+四步小螺旋”質(zhì)量保障體系，如圖5所示。

依據(jù)一流專業(yè)建設行動計劃，建立專業(yè)建設規(guī)劃鏈、專業(yè)建設目標鏈和專業(yè)建設標準鏈，制定和實施專業(yè)建設計劃，基于人才培養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)進行專業(yè)質(zhì)量分析，對專業(yè)進行考核性診斷，持續(xù)改進專業(yè)建設行動計劃，實現(xiàn)以3年為周期的專業(yè)診改大螺旋;在實施專業(yè)建設計劃過程中，吸收行企、政府、學生和家長代表參與專業(yè)評價，同時引入麥可思人力資源信息管理咨詢公司（MYCOS）進行教育數(shù)據(jù)咨詢和教學質(zhì)量評估，監(jiān)測專業(yè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析，針對問題發(fā)布預警，動態(tài)調(diào)整改進專業(yè)建設計劃，實行以1年為周期的專業(yè)診改小螺旋。通過將質(zhì)量保障體系貫穿于整個人才培養(yǎng)過程之中，落實對問題的跟蹤、反饋、糾正與預防的措施，對教育教學進行全過程、全要素和全員性的管理，從而深化專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，推動專業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，提高教育教學質(zhì)量和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，不斷促進人才培養(yǎng)質(zhì)量的螺旋上升。

三、人才培養(yǎng)模式構建的有效性

為了檢驗該人才培養(yǎng)模式的有效性，以湖北職業(yè)技術學院軟件技術專業(yè)（2018—2020年）為研究對象并進行了分析，從教學滿意度、1+X證書試點、競賽獲獎、目標達成度、專業(yè)辦學成效等五個方面進行考察。

教學滿意度：考察兩屆畢業(yè)生對“注重職業(yè)基礎知識技能教育”“重視理論與實踐的結合”“注重培養(yǎng)學生的動手能力”“注重學科間的交叉融合”“拓寬知識面”“介紹本專業(yè)發(fā)展動向”等6項指標的滿意度，如圖6所示，表明2020屆畢業(yè)生對教學滿意度更高，將STEAM內(nèi)涵融入課堂教學中，教學質(zhì)量不斷提升。

1+X證書試點：軟件技術專業(yè)以提升學生就業(yè)核心競爭力為目標，將X證書融入模塊化課程體系，成功獲批“大數(shù)據(jù)應用開發(fā)（Java）職業(yè)技能等級證書”“Web前端開發(fā)職業(yè)技能等級證書” 和“界面設計職業(yè)技能等級證書”等試點，使每個專業(yè)方向至少對接一個“X”證書，實現(xiàn)證書選擇多樣性，形成“X”證書集群效應。

競賽獲獎：軟件技術專業(yè)學生在第45、46屆世界技能大賽湖北省選拔賽網(wǎng)站設計與開發(fā)項目比賽中榮獲二等獎，第八屆“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽中榮獲三等獎，第十屆藍橋杯全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽中榮獲全國總決賽二等獎、省賽一等獎1個、二等獎3個，湖北省“金山云杯”第三屆“我夢見-楚天創(chuàng)客”大賽中榮獲銅獎。表明通過技能競賽，可激發(fā)和增強學生的創(chuàng)新力和創(chuàng)造力。

目標達成度：2020屆畢業(yè)生在“職業(yè)知識”“職業(yè)能力”“職業(yè)素質(zhì)”和“滿意就業(yè)現(xiàn)狀”等4項指標的達成度均有提升，但由于受到新冠疫情影響，就業(yè)率有所下降，如圖7所示。表明在該人才培養(yǎng)模式下，學生的知識建構與融合能力、實踐與創(chuàng)新能力不斷提升，符合行業(yè)企業(yè)的人才需求。

專業(yè)辦學成效：2018年，軟件技術專業(yè)獲批湖北省職業(yè)教育技能名師工作室;2019年，軟件技術專業(yè)被教育部確定為“國家骨干專業(yè)”，軟件技術專業(yè)教學團隊成功入選“首批國家級職業(yè)教育教師教學創(chuàng)新團隊”建設單位和教育部“AI+智慧學習”共建人工智能學院項目，并成功申報獲批“人工智能技術服務（610217）”高職新專業(yè);2020年，軟件技術專業(yè)被評為省級品牌專業(yè)，專業(yè)影響力和專業(yè)辦學水平獲得進一步提升。

綜上所述，STEAM教育構建師生學習共同體，在教師引導和學生合作探究下，采用跨學科整合的多元化師生、生生交互式學習實踐方式，注重學習過程，通過發(fā)現(xiàn)、合作、創(chuàng)造，將抽象知識內(nèi)化為解決實際問題的方法，培養(yǎng)學生的融合知識和實踐創(chuàng)新能力，激發(fā)學習的積極性和建構性，從而開辟了培育高素質(zhì)復合型技術技能人才的新途徑。

參考文獻：

[1]Yakman G. STΣ@M Education： An Overview of Creating A Model of Integrative Education[OL].http：//steamedu.com/wp-content/uploads/2014/12/2008-PATT-

Publication-STEAM.pdf.

[2]Connor A M， Karmokar S， Whittington C. From STEM to STEAM： Strategies for Enhancing Engineering &Technology Education [J]. International Journal of Engineering Pedagogy， 2015（2）： 37-47.

[3]Tatyana I. Anisimova， Fairuza M. Sabirova， Olga V. Shatunova. Formation of Design and Research Competencies in Future Teachers in the Framework of STEAM Education[J]. International Journal of Emerging Technologies in Learning， 2020（2）： 204-217.

[4]Taylor P C， Taylor E. Transformative STEAM Education for Sustainable Development[C]. Empowering Science and Mathematics for Global Competitiveness： Proceedings of the Science and Mathematics International Conference （SMIC 2018）， 2019： 125.

[5]袁磊，鄭開玲，張志.STEAM教育：問題與思考[J].開放教育研究，2020（3）：51-57.

[6]范文翔，張一春. STEAM教育：發(fā)展、內(nèi)涵與可能路徑[J].現(xiàn)代教育技術，2018（3）：99-105.

[7][13]黃建鋒.高職STEAM教育的內(nèi)涵、模式及實施路徑[J].成人教育，2019（6）：75-78.

[8]袁利平，張欣鑫.論STEAM教育與核心素養(yǎng)的對接[J].陜西師范大學學報（哲學社會科學版），2017（5）：164-169.

[9]胡天助.STEAM及其對新工科建設的啟示[J].高等工程教育研究，2018（1）：118-124.

[10-11]彭新宇，陳承歡，陳秀清.職業(yè)素養(yǎng)的診斷與提高[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[12]王亮，龔雄濤.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高職院校O2O教學模式的研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2020（16）：155-160.

（責任編輯：劉東菊）