中等職業(yè)教育公共基礎課程整合路徑：從STEM教育視角*

徐益龍，鄭光永，于洪波

（深圳市第三職業(yè)技術學校 計算機信息系，廣東 深圳 518000）

一、引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術與人工智能技術的飛速發(fā)展，在可預見的未來，單調(diào)重復性和危險的工作都可能被機器智能取代[1]，互聯(lián)網(wǎng)和人工智能時代對于從業(yè)個體的素養(yǎng)提出了更高的要求，這種社會發(fā)展趨勢將深刻影響著我國未來的就業(yè)形式和中職學校人才的培養(yǎng)方式。

當前職業(yè)教育依舊側重于培養(yǎng)學生的專業(yè)、職業(yè)技能以及工具操作的能力，但在未來社會，人的核心能力不只是對知識和技能的掌握，更是解決問題的能力和持續(xù)發(fā)展的能力。因此，學校課程和教學的過程應該由掌握知識和技能的過程轉變?yōu)閱栴}解決的過程，問題的解決不但需要知識和技能，還需要溝通能力、評判能力、反思能力、行動能力等，這些能力是中職學生核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是中職學生持續(xù)發(fā)展的基礎，而這些能力的培養(yǎng)需要改革當前中職教育的公共基礎課程。

中等職業(yè)教育的公共基礎課主要有語文、數(shù)學、外語、計算機基礎、體育與健康、物理、化學等課程，這些課程為學生的全面發(fā)展奠定基礎，由于職業(yè)學校的特點，公共基礎課程在職業(yè)學校或者處于不受重視的邊緣地帶，或者是純粹用來升學教育，如果對公共基礎課進行改造，使之更有利于培養(yǎng)學生面向未來的能力，有效路徑之一為STEM 教育理念下課程的整合，目標可指向學生的核心素養(yǎng)。

二、STEM 教育與核心素養(yǎng)

1986 年，美國國家科學基金會（NSF）發(fā)布的《本科的科學、數(shù)學和工程教育》被認為是美國STEM 教育的開端。1996 年，美國國家科學院的國家研究委員會（NRC）發(fā)布了《從分析到行動：科學、數(shù)學、工程和技術的本科生教育》，提出未來STEM 行動指南，建議將關注的重點轉移至中小學階段。美國州長協(xié)會在2011 年12月又針對STEM 教育行動發(fā)布了《制定科學、技術、工程和數(shù)學教育議程：州級行動之更新》，指出STEM 教育需面向全體學生，非STEM 專業(yè)領域的學生通過STEM 學習，可以培養(yǎng)其批判性思維和正確認識解決一個問題所需要的步驟。2015 年美國國會通過《STEM 教育法（2015年）》，正式確立STEM 教育在中小學教育中的法律地位。

2016 年6 月，我國教育部發(fā)布《教育信息化“十三五”規(guī)劃》已明確提出“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，著力提升學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力”，這標志著STEM 教育正式進入我國中小學課程。

目前學術界對STEM 教育主要呈現(xiàn)出兩個特點：①STEM 是一種課程整合的方法，即認為STEM 教育的核心是跨學科整合，當前大多數(shù)學者均認同課程整合取向，即認為STEM 教育是以工程為線索，以科學和數(shù)學為基礎，以技術為工具，通過整合型課程來完成知識的傳授和人才的培養(yǎng)。②隨著社會的發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術的不斷創(chuàng)新，傳統(tǒng)的基于工業(yè)化時代的學科式人才培養(yǎng)模式已經(jīng)無法滿足社會對人才的需要，STEM已經(jīng)發(fā)展成為一種新時代背景下的教育理念，認為人的培養(yǎng)目標不再是知識的掌握，而是指向人的核心素養(yǎng)。

核心素養(yǎng)是學生全面持續(xù)發(fā)展的關鍵能力，之前中職學校曾有核心技能和職業(yè)核心素養(yǎng)等提法，核心素養(yǎng)不只是包含知識和技能，還包含更高層次的能力，如創(chuàng)新能力、批判性思考能力、溝通與合作的能力，也包含價值觀和態(tài)度、社會責任等。

在2000 年3 月歐盟推出的里斯本戰(zhàn)略（Lisbon Strategy）中，明確提出核心素養(yǎng)（Key competences）概念，即歐盟未來教育改革以發(fā)展學生核心素養(yǎng)為中心。2003年OECD（Organization for Economic Co-operation and Development，經(jīng)濟合作與發(fā)展組織）出版研究報告《核心素養(yǎng)促進成功的生活和健全的社會》，提出核心素養(yǎng)對未來生活的重要性。同時期美國的伯尼·特里林（Bernie Trilling）和查爾斯·菲德爾（Charles Fadel）提出美國學生的21 世紀核心技能[2][3]；2016 年9 月，北京師范大學林崇德教授團隊發(fā)布《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》報告，核心素養(yǎng)體系包括文化基礎、自主發(fā)展、社會參與三個維度，以及人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當和實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)[4]。世界各國紛紛將教育目標指向核心素養(yǎng)，說明全球教育正發(fā)生著深刻的變化。

公共基礎課程的改革目標，與STEM 教育的目標是契合的。STEM 教育認為：過程比結論重要，讓學生知道“是什么”的同時更重視讓學生體驗“為什么”；思維比技能重要，通過技能的訓練，最終目標是培養(yǎng)學生的科學思維；問題解決能力比正確答案重要，通過課程之間的整合，培養(yǎng)學生綜合運用知識解決問題的能力。

在信息爆炸和知識過載的今天，在萬物互聯(lián)和人工智能方興未艾的形勢下，職業(yè)院校學生所具有的技能有被人工智能機器所替代的風險，當前中職學校應以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為目標。核心素養(yǎng)作為一種高階素養(yǎng)，應該具有為人類獨有且不易被機器替代等特征，這些素養(yǎng)超越一般學科知識和技能訓練，是跨學科和綜合性的，所以學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開跨學科整合[5]，STEM 教育正是跨學科整合的最佳途徑。

三、STEM 教育理念下的公共基礎課程的整合路徑

在STEM 教育理念下，具體整合的模式卻有不同的視角，從應用的模式來看，SETM 教育可以分成驗證、探究、制造和創(chuàng)造幾種類型；從課程整合的取向來看，分為學科知識取向、生活經(jīng)驗取向、學習者中心取向；從課程的教學方式來看，可以分為基于問題、基于設計和基于項目的學習；從課程整合目的、組織方式和內(nèi)容分布來看，課程整合可分為應用延伸型、設計即探究型、工程框架型三類。

不同的課程整合視角所涉及的內(nèi)容是互相交叉的，并不存在絕對的界限，都是為了更好地進行STEM 課程整合。STEM 課程教學模式也非常豐富，如有基于建構主義的以項目和問題為立足點的項目教學模式、基于思維型教學的CDIO 有效課程教學模式、基于文化—歷史活動理論下的項目式STEM 教學模式、基于6E 設計型學習模式等。

在職業(yè)教育的公共基礎課程整合方面，本研究認為在中職學校可行的公共基礎課程的整合路徑主要有整合工程、整合技術、整合科學、整合專業(yè)四種路徑。

1.整合工程的教學

CDIO 工程教育近年來在職業(yè)院校中影響廣泛，CDIO 即通過構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運行（Operate），以產(chǎn)品真實的研發(fā)生命周期為載體來培養(yǎng)工程人才。CDIO 提供了一個能力大綱和12 條愿景，學校可圍繞能力目標來制定人才培養(yǎng)方案、課程設計、教學內(nèi)容、教學方式等，可以通過12 條愿景來幫助檢驗CDIO 教育實施的情況。

在STEM 教育理念中，STEM 教育與之前的STS（Science，Technology，Society，即科學、技術、社會）和MST（Mathmatic，Science，Technology，即數(shù)學、科學、技術）課程整合相比，最大的不同是整合了工程。美國發(fā)布的《下一代科學標準》在反思以往整合的基礎上，將工程列入框架，強調(diào)整合的同時認為工程和技術是以往課程整合較為忽視的一部分，而這也是以往課程整合達不到目的的原因之一。

CDIO 整合工程的教學課堂主要載體是基于項目的學習（Project-Based Learning，簡稱PBL）。建構主義認為，學生是通過在學習共同體中構建個人的人工制品并共享它們來進行學習的，基于項目的學習是一種基于建構理論的情景化學習方式，只有通過真實的項目，讓學生在項目中進行認知建構、交流溝通、協(xié)作、反思等，才能提升對學習的理解，進行深度的學習，并最終提升個人的核心素養(yǎng)。

基于項目學習的主要步驟有：①創(chuàng)設情境，并設置一個驅動問題或驅動任務；②學生進行分組，對驅動問題和任務展開討論，探究問題的解決或任務的完成方法，并撰寫計劃書；③學生根據(jù)討論結果參與協(xié)助性的活動，實踐解決問題的途徑和方法，在探究過程中學習和應用學科知識；④教師和技術給學生提供腳手架，支持學生完成項目任務；⑤學生完成任務，撰寫結論和分析報告，將成果進行分享，教師給學生提供反思的支持。

基于項目的學習因為設定了真實的情景，對大部分學生來說能夠進行激勵。因為他們參與到真實的實踐中而產(chǎn)生價值，增強了學生的學習動機，促進其對知識內(nèi)容的習得，有助于學生對知識結構的理解。在一些公共基礎課程中，教師可以使用基于整合工程的教學作為框架。

2.整合技術的教學

埃德爾森（Edelson）認為在教學中應用技術是因為技術與科學有內(nèi)在的一致性，能夠動態(tài)、交互地呈現(xiàn)信息并為改變“講授-接受”教學模式提供了廣闊的空間。信息時代在公共基礎課程教育中需注重技術與課程的整合，尤其是信息技術在課程教學中發(fā)揮著重要的作用。技術整合教育包含以下幾個方面：

（1）教學輔助工具。在公共基礎課程教育方面，以數(shù)學為例，應用最廣泛的數(shù)學學習工具有幾何畫板、Geogebra 等軟件。幾何畫板是適用于數(shù)學、平面幾何、物理的矢量分析、作圖的動態(tài)幾何工具。這些軟件尤其是幾何畫板已經(jīng)在中國應用多年，教學輔助的有效性已經(jīng)得到了教師和學生的廣泛認可，也被眾多研究文獻所證明[6]。

（2）學習管理系統(tǒng)（Learning Management System，簡稱LMS）。LMS 是可以將學生整個學習過程數(shù)據(jù)化和智能化的學習輔助系統(tǒng)。作為學習中重要的腳手架，LMS系統(tǒng)在學習過程中主動（通過傳感器）和被動（通過測驗和調(diào)查）地收集數(shù)據(jù)，為學生提供反思的工具和資源，而反思正是建構主義思想中有效學習的重要特征。

LMS 系統(tǒng)存放著帶層級的知識樹，知識樹由教師分析整個數(shù)學知識體系而生成。在教學的過程中，教師可以通過LMS 系統(tǒng)自帶的測試平臺和調(diào)查平臺記錄學生對具體知識點的掌握情況，這些知識點對應著知識樹，這樣教師就可以及時掌握學生的學習狀況并進行學習診斷。LMS 系統(tǒng)還可以根據(jù)學生數(shù)據(jù)進行智能學習診斷，并根據(jù)情況進行學習課程的推送。另外，正是由于信息技術系統(tǒng)的介入，使得對學生的過程性評價成為了可能，過程性評價可以避免以往的結果性評價缺點，其承認個人的獨特學習情況，強調(diào)個人學習的發(fā)展和進步，使得每一名學生都可以成為學習的勝利者。

（3）混合式教學。混合式教學是線上和線下教學相結合的一種教學模式，其支持翻轉課堂，可基于微課和LMS 信息平臺，將數(shù)字化教學和傳統(tǒng)課堂教學優(yōu)勢互補。教師可以將教學資源，如微課、課件、作業(yè)等上傳到平臺中，在平臺上進行備課、教學、答疑、布置和批改作業(yè)等；學生可以在混合式平臺在線學習微課、討論、做作業(yè)、提問等，通過自我控制學習進度，反復觀看教學視頻達到精熟學習。實踐證明，微課和LMS 等信息化平臺結合的混合式教學可以得到更好的教學效果，更有利于學生學習[7]。

3.整合科學的教學

馬克思認為“一種科學只有成功地運用數(shù)學的時候，才能達到真正完善的地步”，康德也說過“在任何特定的理論中，只有其中包含數(shù)學的部分，才是真正的科學”，從這個意義上來說，數(shù)學是科學之母，科學離不開數(shù)學，數(shù)學則通過科學發(fā)展進一步證實自身的力量，他們的結合是天然的。

在2015 年的PISA 測試中，包括我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)北京、上海、江蘇、廣東在內(nèi)的中國學生聯(lián)合體，與2012年相比成績大幅下滑，如圖1 所示。

圖1 PISA 測試中國的世界排名

據(jù)研究，各類素養(yǎng)排名的降低與學生的科學素養(yǎng)不足有關，因為新的PISA 試題側重考查學生在海量的信息流和飛速發(fā)展的當下，能夠“像科學家那樣思考”的能力。在PISA 調(diào)查中，將來期望進入科學相關行業(yè)從業(yè)的中國學生比例只有16.8%，而OECD 國家的均值是24.5%[8]，這一結果不容樂觀。

相較于普通高中教育階段的學生，中職學生的科學素養(yǎng)現(xiàn)狀更令人擔憂。由于中職階段已不再開設科學以及物理、化學、生物等學科課程，所以在公共基礎課的教學中應更注重整合科學、物理等內(nèi)容，在學校選修課中開設創(chuàng)客等課程并嵌入數(shù)學知識，確保中職學生的科學素養(yǎng)同步提升，以整合科學的教學為學生固基。

4.整合專業(yè)的教學

職業(yè)教育的公共基礎課程需要與專業(yè)課程整合，即在基礎課程中體現(xiàn)專業(yè)，在專業(yè)課中融入基礎課程內(nèi)容。中職教育是“以促進就業(yè)為導向”的教育，所以職業(yè)教育中的公共基礎課程教育，需要支持學生的專業(yè)發(fā)展。脫離專業(yè)的公共基礎課程學習既不符合中職學生的特點，也不符合職業(yè)教育的要求。由于專業(yè)之間的異質(zhì)性，所以在數(shù)學與專業(yè)課程的整合過程中，主要有以下幾種模式：

（1）大公共基礎課模式。即在公共基礎課程中整合專業(yè)知識，這種模式的優(yōu)點是操作起來比較簡單，只需在原有課程規(guī)定的內(nèi)容上整合專業(yè)知識即可，是最基本的整合方式。缺點是課程與專業(yè)整合生硬，融合不充分，如今很多中職學校公共基礎課程的專業(yè)整合大部分是采用該模式。

（2）大專業(yè)課模式。該模式下不安排專門的公共基礎課程，這些課程的教學在專業(yè)課程內(nèi)開展，優(yōu)點是公共基礎課可以和專業(yè)整合的比較緊密，但這種模式要求在制定人才培養(yǎng)方案時，就全盤考慮各類公共基礎課程知識在各專業(yè)課程內(nèi)的分布，操作起來有較大的難度，還可能導致公共基礎課程內(nèi)容在不同專業(yè)課中重復學習，不利于學生系統(tǒng)性公共基礎知識的形成。該模式適合一些與專業(yè)課結合比較緊密的公共基礎課的學習。

（3）混合模式。該模式試圖保留大公共基礎課和大專業(yè)課的優(yōu)點，并克服其缺點。在學校仍然開設專門的公共基礎課程，教學內(nèi)容主要以國家課標基礎內(nèi)容為主，與專業(yè)相關的內(nèi)容在專業(yè)課程內(nèi)由專業(yè)教師和基礎課教師共同負責。這種模式既保證了公共基礎課程內(nèi)容的教學，又考慮到與專業(yè)的整合，是較為適合中職學校的一種整合模式，但這種模式需要在培養(yǎng)方案中全盤考慮整合的細節(jié)，對教師的素質(zhì)也提出了更高的要求。

四、結論

在中職學校中基于STEM 教育理念，通過整合科學、工程、技術和專業(yè)四種途徑開展教學，是未來中職公共基礎課程改革的發(fā)展方向之一，但具體的整合依然存在諸多困難。在教育政策領域，基于結果的升學評測方式是教改的主要阻力之一；在課程教學領域，開展基于項目的教學對教師提出了更高的要求，教師需有更全面的教學素養(yǎng)、學科素養(yǎng)和技能素養(yǎng)；在技術支持方面，則依賴于計算機、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等在教育領域更深層次的應用。由于不是簡單的整合就能達到目標，具體的課程整合實踐經(jīng)驗還有待進一步豐富。