STEM教育理念融于應用型本科人才培養路徑探析

段瑤瑤

摘要 基于STEM教育理念在美國等發達國家人才培養中取得卓越成就以及我國應用型本科創新型高技術技能人才培養缺口，通過從國家層面、社會層面以及學校教師層面分析STEM教育應用于我國應用型本科院校人才培養方案中的現實困境，提出STEM教育融于應用型本科人才培養中的幾點建議。旨在為應用型本科高校的發展提供啟示。

關鍵詞 STEM教育 應用型人才培養 存在問題 路徑探析

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.02.032

習近平總書記在十九大報告中指出：“加快建設創新型國家。創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。”優化創新型人才資源是建設創新型國家的最直接途徑。應用型本科院校肩負培養將學術成果轉化為社會生產實踐，為人類社會創造具有使用價值的物質或非物質形態的重任。但目前從應用型本科院校人才培養方案設計、學科設計、人才培養質量等方面依然存在重理論輕實踐的誤區。只有提高應用型人才質量，應用型本科才能夠更好地服務于社會。推進STEM教育，基于項目設計、真實情境問題解決的學習方式夯實學習者在科學、數學、工程、技術領域的知識儲備，在堅實的知識儲備基礎上，將其應用到社會生產實踐當中，并不斷地探索創新，培養創新型應用人才。

1STEM教育理念及應用型本科人才內涵

1.1STEM教育理念

STEM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（En-gineering）和數學（Mathematic）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。STEM教育并不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，而是將四門學科內容組合形成有機整體，以更好地培養學生的創新精神和實踐能力。STEM教育起源于美國，在美國推行三十多年以來，培養了大批的STEM人才，對其國家競爭力的提升有著重要作用。

STEM教育在我國屬于前沿性詞匯，目前為止無論是我國還是世界各國對STEM教育沒有一個公認的定義，基于已有的STEM教育研究，STEM教育為通過突破科學、技術、工程和數學這四大學科之間的壁壘進行廣域知識的學習，增強學者相關領域知識的儲備，并且走出書本知識的“象牙塔”，運用所學綜合知識解決真實情境中存在的現實問題的一種先進教育理念。

STEM教育其最主要的核心特征為跨學科性，通過將科學、數學、技術、工程有機融合，使得學習者學更為寬泛的領域知識。其主要的特征還有：設計性、實踐性、情境性、協作性等，通過將知識學習回歸于問題探究中，使得學習者通過跨學科的學習方式學習廣域科學與數學知識并應用于技術與工程當中，形成知中有行、行中有知的有機整體。

1.2應用型本科人才內涵

面對1998年高等教育的規模擴張，高校人才培養質量危機顯現，應用型本科院校應際而生，旨在以服務社會為職能培養應用型人才。截至2011年5月，這類院校已有317所約占全國普通本科院校的三分之一。其人才培養定位于社會服務。面向社會需求培養應用型人才。

從哲學的角度將人才可分為兩類：一類是發現和研究客觀規律的人才，即理論性（學術型、研究型、基礎性）人才，另一類是應用客觀規律為社會謀取直接利益的人才，即應用型人才。應用型人才是具備相關領域的專業知識，并能及時了解相關領域的前沿問題，并將前沿的科技成果轉化為社會生產的人才。其除了具備堅實的知識儲備并將其轉化為社會生產且必須具有獨特的見解與創新能力，能在社會實踐中發現問題，提出質疑，創新已有。應用型本科人才應擁有堅實的知識儲備并在實際操作中不斷創新，帶動技術的革新。

2 STEM教育理念融于應用型人才培養的意義

2.1國家創新驅動戰略發展需要

為了增強國家競爭力，世界各國紛紛走向創新之路。近些年來，我國也開始探索如何建設創新型國家？優化創新型人才資源是建設創新型國家的最直接途徑。近幾年，“大眾創新，萬眾創業”的號召掀起了一陣創新創業的熱潮，高校是創新創業教育的主要陣地。但是，高校在創新創業人才培養模式設計以及人才培養質量把控中依然存在短板。創新創業人才不僅僅需要堅實的領域知識儲備，而且需要掌握其他更多相關領域的知識。STEM教育跨學科的學習使得學習者具備多學科、多領域的知識儲備，基于STEM教育的廣域課程融合模式，學習者通過真實情境問題的解決，了解學科前沿問題，立足社會發展，增強自身創新能力。STEM教育理念有效融于創新創業教育可充實應用型本科創新創業教育具體實施方案。

2.2應用型本科人才培養質量亟待提高

為適應時代的變革、科技的發展、技術的升級，社會需要的人才類型隨之改變。面對產業集群覆蓋面的不斷擴大，對人才的需求也相應改變，應用型人才相應也需要掌握各個領域的知識以滿足工作需求。可目前我國復合型人才培養存在短板、復合型人才匱乏。創新驅動背景下，創新素質成為人才進入社會的必備素質，廣域的知識儲備是創新素質的基礎。STEM教育的核心特征是其跨學科性，打破科學、技術、工程、數學學科之間的壁壘，學習廣域知識，培養創新型復合人才以適應社會的需要。應用型本科院校在其人才培養目標以及畢業生質量之間存在偏頗，畢業生大多為偏學術輕實踐且不具備創新能力。STEM教育基于真實活動的課程設計，使學生在真實情境中探索、發現、創新。從課程設置、教學內容方面進行改革，使得學習者兼備廣域知識與實踐創新能力，提高應用型本科人才培養質量。

2.3應用型人才的可持續發展

信息時代、大數據的快速發展，人工智能已經上升為我國的國家戰略，我們身處一個“人機同行”的時代，科技發展的日新月異，未來社會所需何種類型人才我們無法預估，應用型本科院校的人才培養目標不能著眼于當下，更應從應用型人才的可持續發展角度考慮，培養其適應社會變遷的能力，終身學習態度。從人才的可持續發展角度來看，STEM教育理念倡導以現實問題的解決為導向的學習方式，學習者通過解決現實問題得以具備終身學習的態度、適應社會變遷的能力。

3困境分析及路徑探析

3.1國家層面

STEM教育在美國推行30多年來，各大高校培養出大量的STEM優秀人才。近幾年，我國許多地區學校、機構已經開展了STAM教育推廣活動，中國科學研究院于2017年6月6日召開STAM教育研究中心成立大會，表明我國STEM教育已成立相應的實施機構。目前，我國STEM教育的發展已有了良好的開端，但是在具體的實施過程中依然存在缺乏強有力的宏觀調控、政府層面的頂層設計。STEM教育引進于應用型本科院校，不能僅僅將其作為一種教育內部的理念，而必須從國家層面統籌設計。

STEM教育于應用型本科院校人才培養的有效融合，國家層面需給予政策支持、宏觀設計。第一，完善政策法規，STEM教育研究中心的成立肩負著對STEM教育在我國本土化的政策研究與政策咨詢的重任，國家應大力支持各個STEM教育研究單位對STEM教育本土化的深入研究，鼓勵社會各方積極探索、豐富和完善STEM教育政策法規。第二，增強國家級項目示范引領，在我國大學生科技競賽項目中，國家所倡導的項目多數為單一的項目設計，譬如，數學建模建模競賽、化學實驗競賽、物理實驗競賽等，此類項目大多增強學習者在單一領域的知識掌握、能力提升，不能全方位的培養造就學生。STEM教育涵蓋科學、數學、工程、技術多個領域，基于STEM教育的項目設計考驗參與者的綜合能力，需要國家級的項目設計示范引領，這類項目的設計不僅僅局限于競賽，更是體現在教師培訓、評估標準、課程設置等方面。通過國家級項目示范引領，鼓勵應用型本科人才參與其中，引領應用型本科院校STEM教育逐步系統化。第三，資助與激勵制度完善。美國STEM教育的蓬勃發展離不開美國政府有效的協調機制與系統的激勵制度，資金的投入是STEM教育融于應用型本科院校的經濟基礎，激勵制度的完善是STEM教育有效融于應用型本科院校的動力來源。國家應從社會、學校、教師、學生各個層面完善資助與激勵制度，提高社會對STEM教育參與度，激發學校、教師、學生對STEM教育的實踐動力。

3.2社會層面

STEM教育是一項不僅僅依靠政府以及教育部門的教育戰略，而是需要整合各方社會資源，包括公司企業、官方機構、社區與社會組織在內的社會資源給予支持。從社會層面來看，STEM教育融于應用型本科人才培養模式中存在社會資源不足的現象，主要表現在：首先，社會參與度不高。STEM教育于應用型人才的有效融合，需要社會各方齊心協力。STEM教育倡導基于項目的學習方式、基于解決真實問題的學習目的離不開公司企業、社會組織的資源提供。而目前校企合作因教育的公益性以及企業的利益性導致校企聯合存在困境，加之目前STEM教育與應用型本科人才培養未形成系統的、有效的融合模式，導致社會參與度不高。其次，社會聯動機制不健全。STEM教育在我國推進以來，也形成了一些專業機構與學校聯盟，這些機構對于STEM教育如何扎根于我國大地、實現STEM教育本土化得到了深入的研究。但是這些機構大多各自為戰，導致社會資源松散，無法形成合力。

教育的職能之一為社會服務，杜威在其著作《民主與教育》中提出，“生理的存活仰賴攝食養分與繁殖，社會生命則是靠教育才得以延伸”。社會生命主要仰賴教育優化的人才資源永葆活力。反觀之，高等教育的人才培養定位、培養方案也同樣需要“需求者”的參與協助。應用型STEM人才的培養亦需要社會各方的參與。為培養適應社會發展的人才，STEM教育有效融于應用型人才培養模式，從社會層面來講，首先，激勵社會各方，提高社會參與度。吸納社會各方力量協助STEM項目的運作。借助社會資源平臺，比如：科技館，科學研究院、STEM教育研究中心協同應用型本科院校STEM項目設計。這也需要從國家層面資助與激勵社會各方對于STEM教育的參與。其次，整合社會資源，健全社會聯動機制。對STEM教育如何本土化的研究愈來愈多，從課程設計、師資評估等方面社會各方都有著不同的標準，從STEM教育的可持續發展來看，需要企業、社區、官方機構等社會各方共同參與建立聯動機制齊力推進STEM教育有效融于應用型人才培養當中。官方機構應切合實際情況開展STEM教育論壇，匯集各方STEM教育研究人員，整合STEM教育資源。

3.3學校與教師層面

在我國，STEM教育于基礎教育階段融合較多，在高等教育階段寥寥無幾，筆者認為原因在于高等教育科學與數學知識、技術與工程實踐深度的加深，導致教師在課程融合中困難重重。為了使得STEM教育融于應用型本科教育中，學校作為教育教學活動的組織者、調控者、實施者，應從以下幾點作出改進：（1）組織師資培訓，成立專門STEM教育研究團隊。學校應定期對STEM教師進行培訓，可參與校內培訓亦可參加社會以及STEM教育研究機構組織培訓活動。校內成立專門的STEM教育研究團隊，定期組織研討會，切合實際情況研發課程體系，編寫適合教材，擬定學生評價標準。（2）調整課程設置。課程設置中打破學科之間的壁壘，以“合”為主的課程設置理念，將科學、數學、技術、工程融為有機整體。改變教學模式，以“實”“做”為主的教學模式，變被動為主動的知識學習方式，使得學生的學習興致不斷提高。（3）項目示范引領。學校應加大對學生創意社團的資助，引領學生組織STEM創意大賽。

STEM教育在我國仍然處于探索階段，師資質量不高以及培養體制不完善導致優秀STEM師資匱乏。2017年9月18日，中國教育科學研究院院長田慧生在中國教育科學研究院STEM教育研究中心組織召開（（STEM教師能力等級標準標準（征求意見稿）》（以下統稱為《標準》）專家論證會上指出，STEM教師是STEM教育活動的策劃、設計、組織和實施者，直接影響到了STEM教育的發展。《標準》將STEM教師能力標準分為七個方面：（1）STEM教育價值的理解；（2）科學與數學應用；（3）工程與技術實踐；（4）跨學科理解與實踐；（5）STEM課程開發與整合；（6）STEM教學實施與評價；（7）STEM環境創設與利用。筆者通過分析七項指標，將前三項歸結為教師自身STEM素養的培養，后四項為STEM教師開展STEM課程具體途徑評價指標。如何使得應用型本科院校擁有優秀的師資力量，應從教師自身的STEM教育素養以及教師對STEM課程的設計，把控、評價兩個方面進行指標評定。首先，教師應自覺參加STEM教育相關論壇，了解STEM教育前沿問題。教師可自行組織STEM教育問題研討會，提升自身對STEM教育價值的理解、跨學科課程的認識。再者，由于STEM教育還處于探索階段，STEM課程體系，STEM環境創設、STEM學生評價標準都還沒有形成系統的框架結構，所以需要教師在提升自身素養的同時，提高自身外化能力。教師可形成談論小組，結合應用型本科院校人才培養目標各抒己見，研討建立系統的課程體系、評價標準，創設出適用的STEM教學環境，以活動為載體，激發學生STEM學習興趣。