STEM 教育融入中職教育的可行性探究
——基于汽車檢測與維修專業(yè)

王勝

浙江師范大學 浙江省金華市 321000

1 STEM 教育的概念

STEM 教育源于1986 年美國國家科學委員會(NSB)發(fā)表的《本科的科學、數(shù)學和工程教育》報告提出的“科學、技術(shù)、工程和數(shù)學教育集成”[1]，STEM 教育基于實證主義理念將分散的科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）四門課程有機的整合為一個融合課程，通過數(shù)學知識、技術(shù)手段、科學的基礎(chǔ)知識來完成教學設(shè)計。在教學過程中，突出學生主體地位，使學生融入項目工程和學會學習。STEM 教育的核心理念是培養(yǎng)學生交流溝通、合作探究、分析解決問題、實踐創(chuàng)新、批判思維等具有社會核心競爭力的能力[2]。在實用主義與美國當代教育背景結(jié)合下，美國實施STEM 教育超過三十年，逐漸成為美國培養(yǎng)綜合性人才的重要計劃，旨在提高美國在全球的競爭力。隨著美國人才培養(yǎng)計劃的成功，許多國家（德國、澳大利亞、日本、英國）開始意識到STEM 教育對增加未來國際競爭力的重要性，開始在政策上和項目上進行部署[3]。

2 STEM 教育實施難點

課程資源的質(zhì)量和數(shù)量是STEM 教育的難點，課程要符合學生的學情，既不能太簡單導致無法鍛煉到學生的能力，也不能太難使學生無法構(gòu)建知識體系；其次，要能夠承載相關(guān)的科學知識，借助技術(shù)手段和數(shù)學計算解決問題；整個課程要能夠引起學生的好奇心，激發(fā)學習興趣；教師對于選擇的課程要能完全掌握，包括知識點、工具的使用及數(shù)學計算。課程資源的數(shù)量也是限制STEM教育的一個重要因素，學生需要更多選擇的空間，既要符合工程契合度的標準要求，也要符合學生的心意。這樣學生才能根據(jù)自己的喜好選擇相關(guān)方面的項目，進行實際操作和合作探究。

3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

2016 年以后研究STEM 教育的文獻顯著增多，對STEM 教育理論研究逐漸深入，尤其是從素質(zhì)層面對STEM 教育進行深層次的探討，對STEM 教育本土化實踐研究領(lǐng)域逐漸增加。張鳳英[4]在對國內(nèi)STEM 教育文獻綜述及現(xiàn)狀分析中提出我國研究STEM 教育較晚，研究的文獻偏向于理論且?guī)熧Y和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡。在推行STEM 教育的過程中，無論是政府政策、經(jīng)費扶持還是社會關(guān)注度都有待提高，目前建成的STEM 教育體系較少的，而且主要針對中小學生高分低能的現(xiàn)狀。吳丹丹等人認為[4][5]STEM 教育本質(zhì)上就是面對真實問題的跨學科項目活動，旨在培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)和多元化發(fā)展。

通過中國知網(wǎng)的可視化分析可以看出（如圖）：截止2022 年3 月24 日關(guān)于STEM 教育的文獻一共5023 篇，其中中等教育占比34.72%，初等教育占比24.43%，教育理論與教育管理占比為17.27%，學前教育占比為7.46%。

4 當代中職教育汽車檢測與維修專業(yè)的現(xiàn)狀及問題

隨著社會不斷發(fā)展和汽車技術(shù)的不斷革新，汽車領(lǐng)域的技能型人才缺口增大，汽車檢測與維修專業(yè)的技術(shù)門檻提高，使汽車檢測與維修專業(yè)成為比較熱門的中職專業(yè)之一。在傳統(tǒng)的教學模式影響下，以理論為中心的灌輸式教學模式，學生學習意識低，教學工具和教學設(shè)備陳舊，教學內(nèi)容和手段落后等多方面因素制約著學生的職業(yè)能力與綜合素質(zhì)的提升[6]。歷年政策措施與財政投入力度學校發(fā)展，很多學校自身條件有限，設(shè)施無法滿足實操需要；教師理論知識與實踐能力不匹配，達不到雙師型教師。[7]概述為以下幾個方面：

4.1 生源質(zhì)量整體較差

在中國“萬般皆下品惟有讀書高”傳統(tǒng)觀念下，家長普遍希望自己的孩子去讀大學，這導致學生選擇中職的意愿較小，中職生源較差。因此中職學生大多存在以下問題：理論知識基礎(chǔ)及學習習慣較差且沒有學習目標和學習興趣等；吳丹[8]在研究中職數(shù)學課程中指出：“學生學習興趣不高，對理論知識不善于思考，學習態(tài)度差，布置的作業(yè)不認真完成和遷移思維能力較差。”這就導致很多中職畢業(yè)生基礎(chǔ)知識較差且難以形成良好學習習慣。

4.2 校企合作深度不夠

企業(yè)以利益為主和學校的以育人為主相沖突，加上許多企業(yè)本身處于生存邊緣或制度不完善，對于經(jīng)營，企業(yè)自身都自顧不暇，很難抽出時間和精力去完成校企合作，結(jié)果就是企業(yè)積極性不大，校企合作表象化，企業(yè)只是把學生當成廉價勞動力，以賺取更多的利潤。

4.3 學校整體達不到要求

中職學校常見的現(xiàn)象是老師與學生沒有課堂交互，教學模式與普高相差無幾。學生缺乏學習意識和上進心，對枯燥而抽象的知識缺乏興趣，而且教材的理論知識不夠新穎，具有滯后性。吳丹[8]認為老師沒有升學壓力導致責任感缺失，對中職教育的教學內(nèi)容和方法沒有深入研究，無法與社會實踐結(jié)合。目前我國倡導的雙師型教師對教師要求很高，但目前中職教師很難達到國家要求的標準，再者我國中職教師多數(shù)是從高等院校畢業(yè)，實際操作能力欠缺，且多數(shù)老師意向就業(yè)的第一選擇并不是中職老師，導致整體職業(yè)素質(zhì)比不上普通高中。郭忠玲[7]在研究中職教育的現(xiàn)狀時指出“中職學校在招生方面亂象叢生，沒有很好地普職分流；掛著職業(yè)學校的招牌，不培養(yǎng)技能，卻以升學為第一要務(wù)，培養(yǎng)的學生沒有實踐能力；教師缺乏實踐經(jīng)驗，無法達到雙師型的要求。”

當前國內(nèi)對于中職的教育，雖然一直強調(diào)產(chǎn)教融合、工學一體化、理實一體化，但是和職業(yè)教育發(fā)展成熟的國家相比（如澳大利亞的“雙元制”、英國“三明治”模式），我國的中職教育在協(xié)調(diào)學校、企業(yè)、學生、教師制度上都不夠完善。

5 STEM 融入中職的汽車運用與維修專業(yè)的探究

5.1 STEM 在中職教育的運用現(xiàn)狀

國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》在第五點深化教育教學改革中提到鼓勵學生社會實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，這與STEM 教育的目的是一致的，這也表明我國在政策上有利于STEM 教育融入中職教育。中職學校的學生不論是身心發(fā)展還是社會經(jīng)驗都還是處在不成熟的水平，而傳統(tǒng)教育模式?jīng)]有考慮到學生學習能力和學習習慣的差異，中職學校對學生的培養(yǎng)目標就是具有理論應(yīng)用與實際操作的職業(yè)能力復合型人才，對學生自身而言，就是學習應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)造價值，為自己謀生存；對教師而言，教師需要理論與實踐相結(jié)合的能力，也需要高超的教學技能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐和合作探究能力等。目前我國關(guān)于中職教育融合STEM 教育的研究較少，處于一個不斷完善體系的階段。針對中職的汽車運用與維修專業(yè)，STEM 教育合適的項目和研究較少，導致適應(yīng)中職汽修專業(yè)的STEM 模式很難建立起來。

5.2 STEM 對于中職教育的意義

為了適應(yīng)新時代國家的發(fā)展，培養(yǎng)具有綜合能力的高技能人才，中職的教育需要融入STEM 教育的方式和理念。以汽車運用與維修專業(yè)為例，通過學習核心課程如汽車構(gòu)造與維修、汽車故障診斷與排除、汽車電控技術(shù)、汽車綜合性能檢測、汽車維修案例分析、汽車保險與理賠、汽車維修企業(yè)管理、汽車環(huán)保與維修法規(guī)運用等專業(yè)知識完善學生理論知識的整體性，同時提升實踐能力，做到理實一體化和職業(yè)能力培養(yǎng)。

5.3 STEM 教育與產(chǎn)教融合的關(guān)系

STEM 教育和產(chǎn)教融合最大的區(qū)別在于不僅僅是為了就業(yè)，而是通過提高學生的實踐、合作、創(chuàng)新能力，進一步提高學生的核心素質(zhì)達到更好的職業(yè)生涯。STEM 教育對于中職教育而言，是建立在產(chǎn)教融合之上的教育形式，也是實現(xiàn)產(chǎn)教融合的一種方式。就企業(yè)而言，需要技能型人才來為公司創(chuàng)造經(jīng)濟價值，而創(chuàng)新則是一筆永不枯竭的隱形財富，學生擁有了學習和創(chuàng)新實踐能力，才能不斷適應(yīng)企業(yè)不斷更新的高科技設(shè)備設(shè)施，為公司和社會創(chuàng)造源源不斷的價值，進而實現(xiàn)自己的價值。

5.4 課程設(shè)計思路

課程設(shè)計思路：采用STEM 教育立足于培養(yǎng)核心競爭力，以項目課程為載體，通過工作任務(wù)清單的方式，以任務(wù)承載知識，而不是以知識去承載任務(wù)，又以工作任務(wù)凸顯科學、數(shù)學、技術(shù)。根據(jù)學習項目的難易程度和復雜程度確定課時，進行遞進式的任務(wù)教學。對于學校難以實現(xiàn)的實訓條件，可以采用虛擬與現(xiàn)實結(jié)合的方式（如AR、VR、MR 等）。

5.4.1 課程模式設(shè)計

STEM 教育的教學過程分為列出任務(wù)清單、選擇合適的項目、進行分組討論學習、分析任務(wù)并將任務(wù)轉(zhuǎn)化為對話式和可操作式的問題、查找資料和分析問題得出假設(shè)、驗證假設(shè)、得出結(jié)論。

5.4.2 教學過程（工作過程）設(shè)計

根據(jù)所學專業(yè)設(shè)置工作任務(wù)，選擇合適的項目，明確培養(yǎng)職業(yè)能力的要求。首先教師列出工作任務(wù)，選擇有關(guān)汽車的整體概述的項目課程進行知識導入，建立整體框架。其次，選擇不同的項目建立在前面的整體框架上對發(fā)動機、底盤、電器、車身、變速器等進一步學習。由淺入深的進行下一步學習。教師在進行疏導課程時，明確將職業(yè)能力從科學、數(shù)學和技術(shù)三方面進行融入任務(wù)。

利用STEM 教育的原理給予學生項目或問題，幾個學生合作探究，激發(fā)學生無限的想象力和創(chuàng)造力。同學們觀看不同組成部分結(jié)構(gòu)，小組合作思維構(gòu)思去組裝，最后進行討論。再將每部分的零件進行更細小化的拆分，了解更細小的部分，讓學生拆了重組。每個小組試著組裝汽車到最終的軸和齒輪。這個過程持續(xù)整個學年，中間將會有不斷地重復加強學習，同時將理論知識在實踐中逐漸加深和鞏固，學生在STEM 教育工程學習過程中明白工作原理，小組合作模式讓思維得到發(fā)散，實際操作能力得到提升。中職教師對學生的要求不是知識的掌握，而是實踐能力和創(chuàng)造能力及合作能力的掌握。

5.4.3 課程設(shè)計原理

從汽車的生活運用導入課程，讓中職學生接觸到汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不是需要中職學生學科知識的能力多強，而是整合知識的能力。STEM 教育在教學上不同于傳統(tǒng)的班級授課制，更多的是采取小組合作學習的教學和項目式教學的方式，利用維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”來發(fā)展學生的能力，通過學生之間的合作探究，思維之間的碰撞和教師的指導幫助下建構(gòu)知識。而對于學生的評價更多的采用形成性評價，更注重學生學習的過程，采用小組總分制，創(chuàng)新實踐能力給予更大權(quán)重。這樣學生進入企業(yè)能很好的與同事合作，當工作類型與所學契合度高時，做到得心應(yīng)手。

5.5 多層次的有效結(jié)合

國家政策上對中職學生的創(chuàng)新和實踐意識、意愿、行為的種種政策和資金獎勵。學校層面，教師改變教學方式，將抽象知識結(jié)合到實物，充分發(fā)散學生的想象力和創(chuàng)造力，鼓勵學生將想法付諸實踐。社會層面，企業(yè)除了增強企業(yè)與學校合作的積極性之外，政府還應(yīng)為企業(yè)提供財政補貼，使得企業(yè)能夠為中職學生提供專門的實踐創(chuàng)造基地和具有豐富經(jīng)驗的企業(yè)師傅。政府建立工程資源庫，出臺相應(yīng)的政策鼓勵社會各界踴躍加入STEM 教育工程和組建STEM 教育協(xié)會管理相應(yīng)的資源，每季度評出“xx 年xx 季度十大最受學生喜歡的STEM 教育工程”、“xx 年xx 季度十大最具實用性STEM 教育工程”、“xx 年xx 季度十大最具創(chuàng)造力STEM 教育工程”等獎項，獲獎的工程項目協(xié)會給予證書和獎勵，協(xié)會定期更新并向中職學校公布以供選擇。最后，學生利用這個數(shù)據(jù)庫選擇適合自己專業(yè)方向的STEM 教育，最后達到激發(fā)創(chuàng)造積極性，加強實踐與合作探究能力的目的。

通過加強STEM 教育社會積極性和關(guān)注度、政府的參與度，不僅可以為不同的學生提供自己感興趣的項目，將抽象的知識直觀具體化的進行學習，激發(fā)學生的興趣和動機，提高學生效率，豐富專業(yè)課程內(nèi)容，這樣培養(yǎng)的學生就才能學到更多不同的知識，而企業(yè)也能夠通過提供的學習項目篩選出對這方面感興趣的學生，并從中挑選出即插即用型或者潛力型的學生。中職教育應(yīng)杜絕普高教學方式和教學體系的直接套用，要創(chuàng)新教學模式，更注重技能培養(yǎng)，STEM 教育無疑是適合中職教育的一個培養(yǎng)模式。

6 總結(jié)

對比普通初、高等教育具有一定的內(nèi)循環(huán)性，職業(yè)技術(shù)教育則具有一定的開放性和社會直接經(jīng)濟性。職業(yè)教育直接面向的社會，需要以市場需求為導向，及時得到市場需求的最新方式。通過STEM 工程的上傳或使用率來調(diào)整專業(yè)設(shè)置和專業(yè)內(nèi)容，將市場需求以STEM 工程為載體不斷響應(yīng)市場的變化，以工程帶動知識的學習。目前隨著國家大力發(fā)展中職教育，培養(yǎng)“工匠精神”的技能型人才，他們是我們未來技術(shù)人才的重要組成，而STEM 教育無疑是將理論與實踐結(jié)合的一種合適的方式，通過STEM 教育，能夠?qū)崿F(xiàn)國家對人才培養(yǎng)的需求。《職業(yè)教育法》的修訂與正式實施以及在國家“十四五規(guī)劃”中，都體現(xiàn)了建立不同層次的技工教育體系的需求，隨著職教招生規(guī)模的擴大，從應(yīng)往屆初高中畢業(yè)生到企業(yè)職工再到未就業(yè)的高校畢業(yè)生，職業(yè)技能培訓范圍也隨著增加，通過新學徒制不斷與企業(yè)融合，建立更全面的技能評價體系，鼓勵學生取得職業(yè)資格證，不斷加強高技能人才的培養(yǎng)。職業(yè)教育作為一種跨界教育，其最終目標是培養(yǎng)出大國工匠、能工巧匠，將職業(yè)教育服務(wù)于鄉(xiāng)村振興，制造強國，“一帶一路”等多方面的技能人才，其路任重而道遠。