基于STEM教育的課程改革策略

張志和

摘 要：本文針對《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中存在的問題，提出了基于STEM教育理念的課程改革思想，面向職業(yè)崗位設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，采用情境教學(xué)，以項目為導(dǎo)向，以工作任務(wù)為主線組織實施教學(xué)，并改革了考核評價方法，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念；計算機網(wǎng)絡(luò)；工作過程；布線工程

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）01-025-1

目前《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大部分是按照OSI參考模型進行講解的，理論性強，可操作性較弱；教學(xué)內(nèi)容過于陳舊，在學(xué)時分配上實踐教學(xué)所占比重較小，且以驗證性實驗為主，實用性差，很難培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，且授課方式單一，主要以教師講授為主，考核方式仍然以筆試為主，不能適應(yīng)職業(yè)教育應(yīng)用性人才培養(yǎng)的需求。隨著STEM教育的普及推廣，《計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》作為專業(yè)基礎(chǔ)課，原課程體系已經(jīng)嚴重滯后于職業(yè)教育的發(fā)展。因此，我校對該課程進行重新構(gòu)建，以STEM教育理念引領(lǐng)，打破了傳統(tǒng)的以知識為結(jié)構(gòu)的課程體系，下面就我校在課程改革實踐中的一些做法，與同行商榷。

STEM是一種教育理念。STEM是Science、Technology、Engineering、Maths這四個詞的開頭字母的組合，STEM是將本來分散的科學(xué)，技術(shù)，工程，數(shù)學(xué)等四門學(xué)科自然地組合形成新的整體，以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識和技能，并能進行靈活遷移應(yīng)用解決真實世界的問題。

一、立足崗位分析，準確定位課程

STEM教育理念的重點是技術(shù)與工程兩方面，技術(shù)是STEM教育的特色，工程是與傳統(tǒng)教育的核心區(qū)別，因此將此融入到課程設(shè)計中，以崗位職業(yè)能力需求為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，整合相關(guān)的基礎(chǔ)知識、學(xué)科技能，是課程改革的突破口。為此，我校計算機專業(yè)教師到相關(guān)企業(yè)和行業(yè)協(xié)會開展了深入的社會調(diào)研活動，并與多名企業(yè)實踐專家、技術(shù)人員進行座談，確定了與計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的職業(yè)崗位群：網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)管理員、網(wǎng)絡(luò)工程師。職業(yè)崗位能力包括：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用、網(wǎng)絡(luò)管理與維護、網(wǎng)絡(luò)故障檢測、網(wǎng)絡(luò)性能分析與優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)工程實施。經(jīng)過行業(yè)專家論證，針對崗位分解出典型工作任務(wù)、工作過程，對理論知識和實踐技能的詳細分析，并依據(jù)分析結(jié)果準確定位，調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容。

二、創(chuàng)設(shè)工作情境，搭建項目架構(gòu)

從教育科學(xué)原理的角度來說，STEM教育培養(yǎng)的就是遷移能力，讓學(xué)生能夠把一個情境中學(xué)到的知識運用到另一個情境中。跨界、轉(zhuǎn)專業(yè)體現(xiàn)出來的就是遷移的能力，STEM就是整合，讓學(xué)生參與到學(xué)科知識的遷移中，尤其是使學(xué)生能可靠的把知識遷移到其它領(lǐng)域或未來的活動中。

STEM教學(xué)是基于現(xiàn)實情境的，項目一定是立足于工作崗位群、來源于工作過程，在真實情境中學(xué)習(xí)，因此需要學(xué)習(xí)者置身于真實、非良構(gòu)的學(xué)習(xí)任務(wù)中，學(xué)習(xí)任務(wù)一定要放在特定情境中呈現(xiàn)，需要將設(shè)計的問題在特定情境中具體化。基于這一理念，在內(nèi)容組織上一共設(shè)計了三個學(xué)習(xí)情境，分別是配置家庭網(wǎng)絡(luò)、組建辦公網(wǎng)絡(luò)和管理校園網(wǎng)絡(luò)，并分解成10個子情境項目，雖然獨立，但各有聯(lián)系，規(guī)模從小到大，難度由淺入深，涉及知識點和技能也層層深入，緊密聯(lián)系，貫穿整個課程始終。每個項目由若干個任務(wù)完成，完成了項目中的所有任務(wù)，也即完成了整個項目。

三、基于工作過程，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)是整個STEM教學(xué)設(shè)計的核心和立足點。各項目將學(xué)習(xí)情境與工作環(huán)境有機結(jié)合起來，以工作過程為導(dǎo)向來組織項目教學(xué)內(nèi)容，將項目功能分解成“準備——計劃——決策——實施——檢查——評價”六個階段來組織實施。每個項目的工作過程相同，學(xué)習(xí)任務(wù)復(fù)雜性層次遞進，因此，隨著項目的推進，學(xué)生在反復(fù)訓(xùn)練中職業(yè)能力不斷提升，知識體系逐步完善，學(xué)生始終以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員身臨其境，帶著問題去攻克項目，完成任務(wù)，達到在“做中學(xué)，學(xué)中做”的職業(yè)教育目的。

學(xué)生學(xué)習(xí)的過程就是解決實際問題和完成實際項目的過程，STEM教育要在“做中學(xué)”，一定要操作，如果不操作就不是STEM，一定要設(shè)計，設(shè)計就是工程，一定要有產(chǎn)品，這就是技術(shù)，工程和技術(shù)就體現(xiàn)了做中學(xué)。例如要完成雙絞線制作的工作任務(wù)，學(xué)生就必須先借助豐富的學(xué)習(xí)資源與工具，實操雙絞線的“剝、理、剪、插、壓、測”的六步制作過程，并通過測試網(wǎng)線的實驗，使他自己體會到568A/B標準、交叉線與直通線的應(yīng)用場合，用Ping測試網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的情況，實現(xiàn)技能與理論的整合，從而為網(wǎng)絡(luò)組建打下堅實基礎(chǔ)。

四、轉(zhuǎn)變角色定位，構(gòu)建STEM學(xué)習(xí)共同體

STEM教育重視學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)主體地位的同時，也不忽視教師的指導(dǎo)作用。STEM教師既需要保持對各個教學(xué)環(huán)節(jié)的控制、管理、幫助和指導(dǎo)，又需要從課堂主角變?yōu)槟缓髮?dǎo)演，成為學(xué)生意義建構(gòu)的幫助者、促進者。因此，把學(xué)生從表面現(xiàn)象引入背后原理，做牽引，這些都是老師的設(shè)計與整合，所以老師是整個STEM的核心。

STEM的項目設(shè)計應(yīng)具備以下三個特點：目標性、生產(chǎn)性、合作性。因此，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)情興趣、課程標準和教學(xué)資源、崗位需求進行設(shè)計有效的教學(xué)目標，讓學(xué)生通過參與活動進行學(xué)習(xí)，所以STEM最好的學(xué)習(xí)途徑是建立學(xué)習(xí)共同體，也就是做項目，老師和學(xué)生同時一起做，一開始就是一個學(xué)習(xí)共同體，STEM教育更多的是團隊學(xué)習(xí)，在團隊學(xué)習(xí)學(xué)生怎么參與，老師怎么參與，老師的作用是什么，這都應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境靈活選擇和設(shè)計。

基于STEM教育理念的課程改革，打破了學(xué)科型課程體系，改變了教師講、學(xué)生聽、考試背的教學(xué)方式，它為學(xué)生營造了真實的工作環(huán)境，體驗到了職業(yè)工作過程，提高實際動手能力和解決問題的能力。將STEM教育理念應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革還只是個嘗試，從應(yīng)用效果來看，它彌補了傳統(tǒng)教育的不足，這種“做中學(xué)”、“真實情況下學(xué)”、“合作學(xué)”的教學(xué)理念，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和職業(yè)能力。endprint