大灣區背景下STEM無人機課程普職融合的實踐探索

李劉求 彭毓梅 陳永杰

【摘要】教育部在《教育信息化“十三五”規劃》中把STEM教育定義為一種新教育模式，《新課標》把STEM解釋為一種課程組織方式。我國STEM教育注重跨學科、項目制以及注重解決現實問題的特點，為普職融合開展STEM教育研究提供了新課題和新目標。本文從粵港澳三地合力推動教育創新的共識、著力技術與人才創新的交流探索出發，結合無人機行業的實際應用現狀，以職業教育的項目化教學為組織形式，開展普職融合實踐探索，并進行STEM無人機的課程群的建構研究。

【關鍵詞】大灣區;STEM;無人機;普職融合

一、問題的提出

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。STEM教育源于美國，最初的目的是實現科學、技術、工程和數學的統一，以應用多種學科知識來共同解決問題。實際上，這是在多個原本獨立存在的學科之間搭建起溝通的橋梁，為學生整體認識世界提供一個全新的技術，讓學生在學習過程中深入思考這四個學科之間存在的內部關聯性，將分散的零碎知識進行重新整合，形成統一的體系。STEM教育理念鼓勵學生通過學習形成解決問題的思路以及在解決問題過程中進行學習。教師在教學過程中的主要職責是指導學生根據自己的實際情況選擇恰當的起點，也就是設計不同的任務，提供相應的學習內容解決實際操作中的一些細節問題，而不需要對設計與學習過程有太多干預。

在新經濟形式下，具備學科知識、生活經驗和以學習者為中心的整合性STEM教育，意在讓學生掌握解決問題的能力，并建構整合學習的知識體系，以提高STEM素養，從而增強探索真實世界各種聯系的能力?，F實職業場景和生活場景中遇到的大多數問題都需要跨學科的知識與技能來解決。應用科學知識認知、分析問題中存在的客觀規律。應用技術和工程在遵循客觀規律的基礎上，設計方案或者辦法，從而改進、優化、解決問題。數學在技術與工程中扮演工具的角色。

“STEM教育既有助于培養學生的科學探究、質疑與批判、解決問題等高階思維，又有助于發展學生的統籌協調、團隊合作等非智力因素，對培養創新人才發揮著重要作用?！币虼?，如何把握時代機遇，助力大灣區建設教育和人才高地、國際教育示范區、國際科技創新中心，將STEM教育的理念、方法滲透進相關學科，推動跨學科、項目制教學方式和學習方式變革，推進普職融合開展STEM教育研究，為大灣區培養創新人才成為中等職業學校教育創新研究的新課題和新目標。

二、大灣區背景下無人機STEM課程工程性設計與實施普職融合的實踐探索

（一）中國STEM 教育特色與中職無人機課程現狀分析

教育部在《教育信息化“十三五”規劃》中把STEM教育定義為一種新教育模式。從理論上看，所謂的教育模式是教育理論與教育實踐聯系和轉化的中介，它明確人才培養的結果和人才培養的過程要求，以及課程和教學方法等。

“新課標”把STEM解釋為一種課程組織方式，采用項目學習解決問題，將 Science（科學）、Technology（（技術）、 Engineering（工程）與 Mathematics（數學）進行整合，培養學生創新能力。《新課標》被認為是政府首次定義中國版STEM，與國外強調理工科或者單科教學所稱STEM不同的是，我國STEM教育注重跨學科、項目制，以及解決現實問題。

為促進無人機產業的發展，占領無人機技術制高點，國家發展改革委、科技部、工業和信息化部、中央網信辦聯合發布了《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》。該實施方案明確的提出了人工智能技術與無人系統領域的融合應用，著力培育與推進無人飛行器、無人船等多種形態的無人設備等產業發展。方案是國家出臺的對無人機行業的重要支持政策，它明確了無人系統領域的產業發展上升為國家戰略。因此，無人系統領域的行業高增長的格局基本確立，從事無人機行業的相關工作也必將為企業和個人發展帶來巨大機遇。因此，相關院校開設無人機相關專業一定是順應時代潮流之舉，既會有力促進學校發展，也會為學生提供一個更有競爭力的平臺。

STEM教育具有明顯的學科整合性特點，在教育過程中，經常需要數學、物理、化學等學科的知識。STEM課程打破單一學科融合統整，注重工程、技術整合于科學和數學的學習中，拓展視野、創新實踐、源于生活、豐富體驗、動手動腦、多元發展。STEM教育不是S、T、E、M 四個元素的簡單組合，而是將不同領域和學科的知識運用到探究世界相互聯系的不同側面的過程，強調的是培養學生在具有一定復雜性和真實意義的情境中解決問題的各種能力和素養。

本文結合“STEM”課程來打破單一學科壁壘，通過無人機課程的開發與研究作為契機，整合與無人機相關的其它課程，從而形成一門既具有多元化地學習方式，又具有創新性和前瞻性的課程體系，讓學生學習無人機課程時能夠做到“在做中學，在玩中學”。

（二）無人機STEM課程工程性設計與實施普職融合的可行性分析

1.依托行業，中職學校著力STEM的多學科融合

無人機作為一個新興的行業、新興的專業，專業本身具備很大的發展前景，但專業建設特別是人才培養模式建設處于一個空白。筆者所在學校于2016年開設無人機專業，并與大疆慧飛、廣東國安通航、廣東小鷹航空等企業建立緊密的校企合作關系。以校企合作為基礎，緊密聯系行業實際應用，以STEM理念為指導，在STEM課程建構過程中，著力融合科學、技術、工程、數學的學科特點，突出課程的工程性和技術性，突顯過程性考核和“物化”考核的特點。

近年來，學校以無人機教學資源建設為基礎，依托企業資源，以行業需求為導向，建設無人機專業教學資源，并形成建設思路和理論依據，為無人機專業STEM的多學科融合教學提供豐富的教學資源。

2.普職融合，創新STEM課程開展方式