中職STEM課程建設的應用研究

姜曉紅

摘 要：隨著中國市場經濟的發展和教育領域的不斷突破，中等職業教育受到了廣泛的關注，但受傳統教學觀念的影響，提高學生的學習興趣和加強課堂教學質量仍然是值得我們關注的問題。并且當前中職學生根據傳統課程學習分離的專業知識與技能，在實際工作崗位上需要對工作任務進行分析問題并解決問題時，缺乏多學科綜合應用的能力。STEM代表科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics），旨在多學科的融合，培養學生多角度解決問題的能力，彌補了傳統教育的不足，這對于我們開展中職教育有著重要的指導意義。同時，STEM學位數也是評估一個國家綜合國力的重要指標。甚少在高中階段，特別是中職階段展開研究，如果能過在中職教育加以滲透和體現，這無疑是提高我國綜合教育水平的重要途徑。

關鍵詞：中職教育；STEM課程；開發路徑；基本范式

一、問題的提出

21世紀，中國既需要發展知識密集型產業，也仍然要發展各種勞動密集型產業，我國的國情和所處的歷史階段決定了經濟建設和社會發展對人才的要求是多樣化的，不僅需要高層次創新人才，同時也需要在各行各業進行技術傳播和技術應用并具有創新精神、創業能力的高素質勞動者，而培養高素質勞動者這一艱巨的任務便落到了中等職業教育上。因此，中等職業教育具有不可替代的重要的戰略地位。

（一）學生發展需要

據調查顯示，當前學生畢業后在工作崗位上需要對工作任務進行分析、處理時，缺乏多學科綜合應用的能力。由此，本研究根據 STEM教育“學科融合”的理念和“項目教學”的模式探究中職 STEM課程的開發與應用，培養學生綜合運用知識和技能解決問題的能力，幫助學生適應現代社會的就業和創業需求。

（二）中職開設STEM課程的重要性

STEM課程是跨學科課程，具有強烈的趣味性、藝術性，能夠提升學生的體驗感受，提高學生的協作能力，充分體現“做中學”，“學中做”的教學理念。

統籌考慮國家產業發展、人才儲備和各級各類教育形成需求、內容、評價和路徑一體化戰略，開設STEM課程，將STEM課程納入創新人才培養戰略非常必要，既能有目的的培養創新人才，同時也能提供適宜于創新人才的環境。而目前中國的STEM教育并不是完全模仿國外的做法。相反，它結合了國家和社會的需求，匯集了各行各業的優勢，不斷探索新的實踐路徑。

國內目前有開設 STEM課程的基本在基礎教育階段，中等職業學校很少提供，也沒有相應的教材。但中等職業學校作為教育不可少的一部分，不僅應該建設STEM課程，更要結合中職生的特殊性，創建工作路徑、課堂模式和評價方式。因此，本研究將填補國內STEM課程建設應用研究的空白。

二、研究成果

（一）中職STEM課程建設工作路徑

（二）中職STEM課程的基本范式

根據理論學習與實踐探究，總結STEM的教學步驟主要應該包括以下5個環節：

1.發現問題

STEM學習是探究性學習，探究必須從問題開始。STEM的問題是基于生活情景的真實問題，這個問題可以由教師給定，也可以學習者自己發現。教師給定的，屬于驗證某個結論的，這樣的探究具有模擬性。學習者發現的問題，如果沒有一定的限定條件，與科學家發現問題完全一樣，本身不是學生的學習。因此，STEM的問題既需要開放和創造，也需要一定的限定。教師要在一定的條件下引導學生發現問題，發現問題是STEM的開端。

2.提出假設或設計方案

科學假設是科學理論的一種可能表達。科學研究之所以不是盲目的嘗試，就在于它是有根據的，是一個提出假設、求證假設的過程。科學假設是根據已有的科學知識和觀察到的事實，對所研究的問題提出的一種猜測性陳述、一種可能性的解答。假說是一種猜想，但不同于無端的猜想，它是基于已有的科學知識和新的科學事實作出的一種科學假定，因此，假說是科學性和假定性的統一。提出假設固然要基于科學原理和事實，但假說的提出更需要思維的提煉。對于工程問題而言，提出假設的過程也是制定方案的過程。

3.科學求證或實施方案

假說是否是真理，需要科學驗證。這種驗證需要收集證據，需要對證據進行分析和驗證，需要科學實驗，也需要邏輯思維。證據收集是科學求證的第一步。證據可以來自于觀察，也可以來自于實驗，還可以基于科學原理的邏輯推理。求證過程中，需要對證據進行驗證，顯示其科學性。對于工程問題而言，就是要把設計的方案付諸實施，從而驗證方案。如果無法驗證或者驗證不成功，就需要返回到步驟2，重新提出假說。因此，STEM是一種基于證據的學習。

4.得出結論或評估方案

科學假設通過科學求證和數據分析，對假設進行驗證：假設是否成立，是否需要修正，等等，都需要通過科學驗證后得出定論。由于科學研究的復雜性，一次實驗求證不一定都能得出確定的結論。因此，它需要不斷修正方案，不斷進行驗證，進而不斷地修正結論。對于科學研究來說，這個過程看中的是結果，但對于STEM的學習而言，過程比結果重要，因為在過程中培養了學生的探索精神和解決問題的能力。對于工程問題而言，就是要根據方案的實施情況對方案進行評估，驗證其效果，進而進行修正和完善。

5.反思分享

從提出問題到得出結論，是科學研究的完整過程。但作為一個教學策略，STEM還應該有一個反思分享環節，通過這一環節，學習者對自己發現問題、驗證問題和得出結論中的經驗和錯誤做出分析，提煉成功經驗，促進解決方法的可遷移性，提升學習遷移能力。同時，與學習者共同的分享交流有助于產生新的觀點，發現新的問題。

三、研究結論

STEM項目必定是源于生活，為了解決生活中的具體問題，根據綜合運用科學、數學和技術的知識解決工程中問題的要求，STEM的教學步驟主要有：發現問題、提出假設或設計方案、科學求證或實施方案、得出結論或評估方案、分享與反思。問題的提煉是基礎，科學求證或實施方案是核心。

參考文獻：

[1] .北京成立STEM+創新教育中心.中國教育和科研計算機網.2016-10-19

[2] .張新立，溫州大學，《STEM教育的核心精神，看這一篇就夠了》，MOOC，2018.5.29

（作者單位：溫州市甌海職業中專集團學校）