STEAM+應用型人才培養模式的研究與實踐

鞠全勇，高素美，牟福元，張玉

2015年教育部等三部委聯合發布了“關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見”。要求轉型發展的高校，將辦學思路轉到服務地方經濟社會發展上來，轉到產教融合校企合作上來，轉到培養應用型技術技能型人才上來，轉到增強學生就業創業能力上來。2016年教育部頒布的《教育信息化“十三五”規劃》中提出“要積極探索信息技術在眾創空間、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力。”

一 地方應用型本科高校應著力于人的能力提升和全面發展

當下，就業率是衡量高等教育質量的一個重要指標，其表明行業、企業對畢業生的需求程度。不少地方高校也提出來了以就業為導向的人才培養方案與模式，壓縮課堂教學時數，增加實踐操作環節，設立頂崗實習，采取與就業崗位無縫對接、訂單式培養等教育教學做法，這些可在短期內提高畢業生的就業率。但是，地方應用型本科不能將應用型人才培養局限在崗位對接，工 作“上手”快的要求上，因為過分注重就業率高低會將高校混同于職業培訓機構。

《教育規劃綱要》明確地提出，促進人的全面發展和適應社會需要，是衡量教育質量的根本標準。促進學生的全面發展和適應社會需要才是地方應用性本科教育的長遠目標。

在這樣一個大環境下，地方性應用型大學若要培養與地區社會經濟發展需求相符合的人才，那么學生的全面發展和知識、素質、能力全面提升不容忽視。專業學習應該讓學生對各種知識和技術背后的科學基礎和基本原理有深入的理解和扎實的掌握，從而能較快適應未來不斷發展的環境[2]。教學組織必須構建“應用型+”人才培養新模式，架構跨學科平臺，開展多種項目實踐。讓學生們在實踐中學習，于實踐中創新，并將所學用于解決綜合性工程問題，為學生提供了一個基于STEAM教育理念的創新實踐平臺。培養學生具有開闊的視野，掌握分析問題的工具和方法，具備理解新的環境的能力。

二 “STEAM+高等教育”是地方應用型本科人才培養的重要抓手

STEAM 是美國為了保持其創新能力而提出的一種跨學科教學框架。這種教育理念，不同于慣常采用的單學科、圍繞書本知識的教育教學模式。采用重視實踐的跨學科專業的教育教學理念。由于單一技能的運用已經無法支撐未來人才的發展，基于STEAM教育理念跨學科的綜合型人才培養模式是未來教育的發展方向。STEAM教育強調學生切身的過程體驗，注重培養學生綜合運用多學科知識創造性解決問題的能力，引入STEAM教育理念有助于為應用型大學學生培養帶來新的活力。STEAM教育就是集科學，技術，工程，藝術，數學多學科融合的綜合教育[3]。

互聯網時代下信息的無界化、學習的泛在化、認知的跨領域化以及技術與教育的緊密融合，使得“互聯網+”已經改變了教育的表達方式[4]，對我國應用型人才培養的模式提出了新挑戰。STEAM教育在信息技術支持下開展基于項目的問題導向的實踐訓練、構建跨學科專業訓練平臺、力求產出綜合素質高、能力強的優秀人才。“STEAM+高等教育”就是在STEAM教育視角下，結合STEAM教育理念發展高等教育，培養科學素養高和創新能力強的復合型人才，其順應了應用型人才培養在互聯網+時代發展的方向與趨勢。

地方應用型本科院校大都將“高素質、強能力、應用型”作為學校人才培養目標[5]。高素質是指學生要具有較高的思想道德素質、科學文化素質、專業素質且具有較強的社會責任感和創新精神；強能力是指學生具有較強的社會實踐和問題解決能力，以及自主學習和終身學習能力；應用型指的是學生要能夠將專業理論、專業知識、專業技術應用于社會實踐，轉化為現實生產力。因而，“STEAM+高等教育”正是地方應用型本科院校實現人才培養目標的重要方法與手段。

三 “STEAM+應用型人才培養”的實施路徑

STEAM+教育模式不是完全新型的教育教學模式，它是在PBL（基于問題導向的學習）模式的基礎上逐步演進而來，是基于問題導向學習的進階和發展[6]。PBL中的P-Project即為STEAM中的工程E-Engineering。STEAM的核心還是E，是工程，是項目，也就是要做什么，怎么做。人類學習的目的是要創造美好生活，這個創造最后都要落實到工程上面[7]。

首先要從工程的視野著手，明確工程項目的目標、要求。接著就要研究具體的工程制造方式、方法，即技術（Technology）問題。技術T是解決問題的方法以及方法原理，是人們利用自然改造自然，或是改變現有事物功能、性能的方法。無論我們采用什么技術、手段、方法，其都必須符合自然規律，而對自然規律的探究、歸納和認知就是科學（Science）。科學是技術發展的基礎，對為什么要這樣做的問題做出解釋。而藝術A（Arts）則是如何把工程、產品或項目做得更符合人們的要求、更美、讓人們獲得更好的體驗。當今要想成為一名優秀的工程技術人員，就必須具備優良的審美能力，這樣他才能游刃有余地設計、制作出更加符合人們需求的新產品、新工程。所以在開展工程訓練的同時，培養學生審美能力十分必要，也切實可行。工程技術人員將美的元素在工作中充分有效利用，將對其自身發展和技術進步起很大促進作用。

開展STEAM+教育，必須圍繞學生的學習目標和未來職業發展需要，開展以工程問題為導向的項目實踐，實現多個學科專業之間的交叉融合，為學生提供創新實踐、分析研究以及團隊協作的機會。STEAM+教育提供多學科、多方式學習支持，要想達到預期的學習效果，提升解決復雜的工程問題的能力，充分發揮自身的自覺性、能動性和創造性十分重要。傳統教學的傳授知識不是STEAM+教學的主要任務，其首要目標在于培養學生解決實際問題能力和創新創造能力。STEAM+教學的教學活動設計，堅持以問題為基礎，成果為導向、學生為中心。教師組織學生開展探究式、研討式學習，在引導學生解決工程問題的過程中，培養、開發學生的實踐技能、工程素質和創新能力。

四 “STEAM+應用型人才培養”成效初步顯現

金陵科技學院建筑電氣與智能化是江蘇省品牌專業，將數學、科學、工程、技術與人文藝術相整合，廣泛開展了STEAM+應用型人才培養教學與研究工作，為學生提供跨學科的教學模式。其中，以“基于物聯網的能源控制技術和新能源運用技術綜合能耗監控系統工程設計”案例為載體，以復合型“建筑電氣與智能化”專業為基礎，組合機械設計制造及其自動化、電氣及其自動化、物聯網工程等專業學生為培養研究對象，實現學生的跨學科，一體化培養，組織創新實驗班，將以計算機技術、通信技術、控制技術為主線的3C技術與新能源技術相結合，在2年的周期內，學生在完成用水、照明、空調設備的管理系統設計基礎上，進一步培養其在“互聯網+”思想上的實踐運用，針對大數據與云計算知識領域對學生進行針對性的提高訓練。通過不斷探索、實踐、討論、分析，建立起全方位的教育信息化技術體系和育人環境。

專業堅持以職場環境為背景的培養模式，在校內搭建全開放自學習的建筑智能化省級實驗教學示范中心。建立校企協同、產教融合、共性培養與個性指導相結合的全方位育人新機制[8]。在解決系統工程問題時完成人工智能建模、軟件設計、PLC設計等子課題的一體化研究與實踐。在解決校園建筑中低碳生態區的工程示范應用問題實際工程實例中完成對學生的跨學科培養。著力培養造就能夠用現在還未出現的技術、手段，去解決還未出現的問題的未來創新型科技人才和具有適應變化能力的復合型工程人才。

近兩年來，學生自主創業成立公司4個（3個獲大學生優秀創業項目資助90萬元，1個獲天使輪融資100萬元）；立項大學生創新計劃訓練項目國家級2項，省級項目19項；學科競賽獲省級以上獎38項。