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》的實踐運用開展研究，立足于跨學科探索，為中職教育的機電課程提供新的思路和模式，以提高中職學校機電專業學生的綜合素養。

關鍵詞：STEAM教育 ?機電專業 ?電子學

一、中職學校進行STEAM教育的背景

1.中職學校存在的問題

隨著國家對中職教育的大力投入，以應用型和技能型人才為培養目標的職業教育得到高度的重視與發展，就當前形勢而言，還存在著一些問題。

中職學校仍以分科教學為主，即學科教師只負責教授自己的科目，很少重視學科之間的聯系，缺少綜合性課程，教師的實際操作能力也逐漸退化。高中的擴招也導致中職學校的學生質量普遍越來越差，學生對學習的主動性不夠，學習興趣不強。

新課改中強調“注重培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究，在實踐中學習，促進學生在教師指導下主動地富有個性地學習”。而2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規劃》也明確指出，有效利用信息技術推進“眾創空間”建設，探索STEAM教育、創客教育等新教育模式。中職教育作為教育的一部分，在教學中較少實踐STEAM教育，主要以創新創客課程形式存在，在專業課程中缺失。

2.中職教育階段STEAM教育的基本內容

綜上所述，中職教育系統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 教育的基本內容如下。

（1）促使學生主動學習，突破思維界限，從“要我學”過渡到“我要學”，提高學生學習興趣和實踐創新能力，提升課堂質量。

（2）通過借鑒STEAM先進的理念，讓學生通過小組分工合作，將機械、電子、藝術等學科進行融合，從而在探索性、自主性、研究性的學習活動中發展學生的創新思維，突破學科間的界限，提升學生綜合素質，培養學生關鍵能力。

（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法。

二、STEAM教育理論基礎

1.概念界定

（1）STEAM 教育。STEAM 教育是指科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）五門學科的融合學習。它是一種先進的教育理念，突破思維界限，多學科融合，強調教育的互動性、創造性、開拓性，培養學生的綜合素養。

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

（3）電子學課程。該課題中電子學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、編程與調試、編程等實訓課程。

本文主要進行的是基于STEAM 教育中職機電專業課程的研究，以電子學課程的學習為例，突破思維界限，多學科融合，提升學生的學習興趣，培養學生的探索學習、溝通合作、科學實踐、思考問題、創意革新等方面的能力。

2.支撐理論

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

（1）建構主義理論。知識是不能僅通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境下得到的。要求學生在建構過程中主動去搜集并分析有關的信息和資料，要對所學習的問題提出各種假設，并努力加以驗證，同時用探索法、發現法去建構知識的意義。在這個過程中，教師是促進者、引導者，學習者是認知活動的主體。

（2）人本主義。人本主義課程論強調課程應以需要為基礎，因而中職機電課程體系應在對學生、學科和社會進行研究的基礎上確定課程內容、組織教學內容。而在STEAM教育基礎上的機電課程的多樣性，可以充分滿足學生個性化學習的要求、多學科融合發展的需求、企業對學生綜合素養的需求。同時，還可以為學生提供探索與創造的廣闊空間。

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

三、STEAM教育研究方法與《電子學》教學實踐

1.STEAM教育研究方法

本研究以建構主義、多元智能理論、人本主義理論相融合為主導思想，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，在研究國內外關于這方面的文獻的基礎上，深入分析職業學校STEAM教育的現狀，以及通過哪些途徑可以進一步提升學生的專業能力的。具體運用以下研究方法。

（1）調查研究法。在相關教育理論的指導下，針對學生對專業知識及實踐的掌握程度、對專業的興趣、對多樣的教學形式和有趣的教學內容的接受程度等三個方面，利用問卷、訪談、個案研究等方式調研。搜集資料，對目前以太倉中等專業學校為切入點的職業學校《電子學》教學現狀做出分析，找出學生學習主動性不高的問題原因：學習自主性差、懶于動手和對枯燥的學習興趣不大。

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

（3）行動研究法。在研究中，我們將經歷計劃、實施、反思、總結四個步驟，并以此循環往復，觀察學生對STEAM教學的接受情況，不斷培養學生的學習興趣，不斷提升學生的關鍵能力。將研究和行動有機結合，以研究指導行動、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教育前后的成果產出、成果比例進行對比，比較之前與現在、本班與他班，通過師評、生評、師生互評等方式評價STEAM課堂。

（5）經驗總結法。及時總結每一階段的實踐和研究成果，形成經驗材料，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》教學實踐

針對中職學生學習自主性差、懶于動手和對枯燥的學習興趣不大的問題，教學主要從以下三個方面進行。

（1）電路焊接。學生通過使用PCB板、手工焊接、面包板之間的交替學習，在了解焊接工藝的同時，更牢固地掌握電路的工作原理。學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，創新和專業能力得到進一步的提升。

（2）mblock機器人。通過小組合作，對機器人提出設想和假設。學生根據自己所想，對mblock機器人進行搭建、組裝、編程、調試與優化，讓學生將自己的想法變成現實，培養學生的動手和科學創新制作的能力。

（3）制作尋跡小車。通過學生從選擇器件、購買、制作、編程、調試再到演示答辯，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課程，寫作、邏輯思維等基礎課程，演講、臨場發揮等其他課程。通過項目的制作，讓學生將所學真正用到實處，將STEAM教學與項目教學相結合，大大提高學生學習的積極性和自主性。

通過以上三個方面，層層遞進，將STEAM教學逐漸深入機電專業教學中去，以行動研究法為指導，觀察學生對STEAM教學的接受情況，不斷培養學生的學習興趣，不斷提升學生的關鍵能力。

四、結論與展望

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生探索學習、科學實踐、思考問題的能力，提高了學生對課堂內容掌握程度。利用STEAM教育多學科融合的特點，小組合作，將學生所學的獨立知識進行跨越融合，調動學生的興趣，提高學生專業技術和專業素養水平，培養學生溝通協作、探索學習、科學實踐、創意革新的能力。學生通過多融合的課堂，提高了學習興趣和積極性。

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法，促進學生綜合素質的培養。

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（作者單位：江蘇省太倉中等專業學校）