中職學校電子專業STEM+課程開發探索與實踐

莫受忠 廖家敏

【摘要】本文以中職學校電子專業的課程為研究對象，分析了STEM+課程概念及開發價值。從學科融合、注重趣味、創設情景及強調實踐體驗等角度，對中職學校電子專業STEM+課程的開發實踐思路及實踐經驗要點進行探究，希望能為相關教育工作者提供參考。

【關鍵詞】中職學校;電子專業;STEM+課程

2019年2月13日，《國家職業教育改革實施方案》出臺，使職業教育的地位和重要性越來越凸顯。中職院校是我國現代教育體系中十分重要的組成部分，其主要目標是培養符合社會發展需求的高素質職業人才。電子專業作為中職院校十分熱門的專業，對學生知識基礎、思維能力及實踐能力有非常高的要求。而采用STEM理念的課程在這些方面卻有著非常大的優勢。所以，在中職學校電子專業課程教學中，思考如何開發和應用STEM+課程是非常有必要的。

一、中職學校電子專業STEM+課程概述

（一）STEM+課程概念

STEM+課程是一種現代培養學生核心素養教育理念下的重要課程體系，所謂“STEM”，即Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學）四大學科的總稱，而STEM+課程是在該概念基礎上，融合更多現代科學知識及課程內容而形成的具有發散性和綜合性特征的課程系統。STEM教育實質上是一種面向實際問題的跨學科融合項目教育，本質上就是通過引導學生進入真實的STEM創造過程，讓學生以一種主動探索未知而不是被動灌輸知識的姿態進入“學習”的過程。可見，STEM+課程與現代社會發展的科技主題高度契合，這意味著關于該課程的開發和教育應用，決定著一個國家的教育質量乃至國家的未來發展前景。基于該課程理念，如今我國多個地區逐漸從幼兒園、小學就開始重視STEM+啟蒙課程及應用課程的開發，這也是現代教育發展的總體趨勢。

（二）中職學校開發應用STEM+課程的必要性分析

如前文所述，中職學校的核心目標是培養符合社會生產發展要求的高素質職業人才，而STEM+課程開發應用的關鍵目的是培養學生的思維能力和動手能力，而這是現代乃至未來社會對職業人才的核心要求。因此，在中職學校開發和應用STEM+課程，與社會發展趨勢和要求高度契合。從中職學校本身的專業教學特征來分析，可以發現：首先，中職學校學生普遍年齡較小、學習基礎較差，對學習的興趣度不高，而STEM+課程作為一種形式豐富的綜合性課程形式，可以兼顧學生基礎知識，以及思考動手能力的培養和鍛煉。其次，當前中職學校熱門專業中，像電子專業這樣的課程，對STEM+課程相關知識內容的教學十分重視，尤其是當前社會生產背景下，對技術人才實踐能力、創新能力的要求越來越高。所以，在教學中融入STEM+課程，是當下中職學校必須要引起重視的工作。最后，從國家教育改革及社會發展的角度來講，培養學生核心素養，是現代國家教育的核心要求，旨在培養具有實踐能力、社會參與能力、創新能力和良好思想道德素養的高素質人才。而STEM+課程雖然涉及到的主要是科學類知識技能，但是基于該課程體系的應用，可以很大程度上豐富教學形式及方法，而這與現代教育改革的主要方向是高度契合的。

二、中職學校電子專業STEM+課程開發探索思路分析

目前，我國各級教育單位關于STEM+課程開發處于起步階段，涉及到的課程基本上可以分為兩種類型。其一是直接采用國外相對成熟的STEM+課程資源和開發實踐方式。雖然基于該模式的STEM+課程開發應用效率高，但是在購買相關版權方面需要花費大量的資金，并且其涉及到的知識體系、教學邏輯與國內教育知識體系存在不匹配的情況。其二是由國內、校內相關科目教學組單獨或聯合研究開發，但就目前電子專業相關STEM+課程來看，基本上都是基于開源電路板進行設計開發的，內容有限、形式單一，一方面僅適用于部分學生，另一方面教育鍛煉的方向具有局限性。

為此，我國中職學校關于電子專業STEM+課程的開發，需要注重對國內知識體系的研究，利用現有資源開發具有多主題、綜合性和適用性特征的STEM+課程資源體系。這一方面需要打破傳統教育課程資源壁壘，通過現代教育課程標準，實現職業教育課程資源的社會化;另一方面，需要從社會生產、企業協作的角度，將課程標準以外的課程資源有效融合起來，實現社會資源課程化。顯然，課程資源社會化是實現STEM+課程走向實踐的關鍵，而社會資源課程化則是STEM+課程中“+”的核心含義，即具有創新性、發散性、綜合性的課程資源體系。

由此可見，在目前的中職學校電子專業教學背景下，需要在課程資源社會化的整體教育改革背景下，重視社會資源課程化的研究和實踐。

三、中職學校電子專業STEM+課程的實踐分析

（一）梳理課程知識，促進知識有效融合

任何STEM+課程的開發和實踐應用，基本前提是要實現知識的融合。具體而言，不僅要實現STEM+課程相關知識的融合，還要實現核心課程與STEM專業知識的融合。需要注意的是，這里提到的“融合”并不是相關知識的簡單堆砌，而是要基于一個主體，以動態教學時間線，將相應知識有機分配到各個版塊。

例如，在“無人機”主題課程中，教師引導學生對目前市面上各種類型的無人機器人功能進行分析，并了解這些無人機產品的研究過程，讓學生對這類產品有初步認識。然后，從無人機的基本結構、拆分入手，讓學生親自動手發現無人機的結構特征，并引導分析這類產品是如何實現簡單的飛行功能的。然后，再引導學生結合電子專業所學知識，分析無人機在遙控、自動控制、障礙物識別等進階功能的實現方式。顯然，通過這種循序漸進的方式，可以讓學生由基本現象入手，逐步了解相關物品的構造及原理，再引入專業知識，有效實現專業知識和STEM+課程知識的有效融合，讓單純的理論知識承載在實際動手的項目中，讓學生在實際操作中體會到科學、技術、工程和數學的統一，讓學習變得生動有趣。反之，如果采用學科課程模式進行教學，學生則很難將每門學科的內容融會貫通地有機結合起來，就很難形成綜合實踐能力。

（二）豐富課程形式，激發學生研究興趣

現代教育理念認為，應當改變傳統的知識輸出型教學模式，而要轉為以學生為主體的研究型教學模式。顯然，這與STEM+課程的開發和應用理念高度契合。在中職學校電子專業的教學中，教師需要尊重學生的課堂主體地位，通過豐富課程形式，激發學生的研究興趣，進而實現STEM+課程的有效應用。

例如，在關于無人機組裝與調試的主題課程研究中，教師將教學內容重新構建，讓原本單純的理論與實踐相結合轉變成由科學、技術、工程、數學有機結合的項目式教學。教師可以讓學生通過互聯網去收集各種無人機的資料，然后組織學生分析不同構造、設計原理的特點，將無人機歸納為不同的類型。然后，通過舉辦競賽的方式，讓學生自己利用所學知識，來設計組裝無人機。在這個過程中，教師可以將學生分為若干個小組，然后引導學生利用各種工具動手組裝不同類型的無人機。從基本的構造到攝像裝置、控制裝置，循序漸進地讓學生感受關于產品設計、研發、論證、實踐的全流程。顯然，該教學案例中，不僅可以讓學生利用所學知識和各種資源，切身體驗科學研究和社會生產的過程，培養學生的科學素養、技術素養、工程素養及數學素養，還能讓學生在過程中發揮想象力、鍛煉實踐能力、培養協作精神等。這一切更好地發揮了STEM+課程的教育意義。

（三）創設生活情景，提高學生實踐能力

STEM+課程的開發和應用中，最終目的是讓學生在實踐活動中鍛煉綜合能力。基于生活情境的教學內容，更加有利于中職生理解和實踐。針對中職學校學生，教師需要基于該階段學生的特點，善于為學生創造一個讓其熟悉且感興趣的場景，在場景中去引導其開展實踐活動，實現STEM+課程的有效應用。

例如，關于無人機的研究，在完成前文提到的基礎結構、電子控制知識學習之后，教師可以引導學生開始從實際生活需求的角度出發，對無人機“智能控制與編程”部分的內容進行探究。比如，教師可以組織主題討論會，讓學生結合自己的實際生活體驗或想象，對無人機的運行狀態、功能配置進行分享。然后，再讓學生通過想象，預測未來商用無人機在外形結構、控制方式及功能配置方面的發展前景。接著，通過為學生播放當前各個知名品牌研究商用無人機的宣傳視頻、科普視頻，讓學生進入到科技生活的情境之中。最后，教師提取其中的電子控制技術部分，讓學生深入體會自身所學專業知識與智能生活的關系。顯然，融合了STEM教學理念的教學項目，明顯比傳統教學模式高效。在這樣的教學情境中，學生可以更好地將專業知識、STEM+課程與生活聯系起來，去展開想象和開展實踐，鍛煉綜合能力。

綜上所述，現代教育理念越來越科學的背景下，關于STEM+課程的開發和實踐應用研究備受重視。中職學校作為培養高素質職業技術人才的單位，需要對STEM+課程開發引起足夠的重視，革新教育思想，聯合多方面資源，實現課程的有效開發。基于此，通過創新教學方式、豐富教學形式等，實現專業課程和STEM+課程的有效融合，激發學生學習興趣，在實踐活動中，讓學生多方面的能力得到有效鍛煉。

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責任編輯 ?胡健文