基于STEAM教育理念構建高等職業教育人才培養模式

摘要：STEAM教育以跨學科、多元化協作式學習方式而被教育界廣為關注和認可。探索構建一種基于STEAM教育理念面向高等職業教育的“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養模式，以培養高素質復合型技術技能人才為目標，讓學生運用多學科知識解決實際問題，形成高階的思維能力和高品質的綜合素質，不斷提升職業能力，增強核心競爭力。教學實踐表明，該人才培養模式在教學滿意度、1+X證書試點、競賽獲獎、目標達成度和專業辦學成效等方面取得了較好的效果。

關鍵詞：STEAM;高等職業教育;課程體系;人才培養模式;教學模式

STEAM教育源于美國，由美國學者格雷特·亞克門（Georgette Yakman）于2008年首次提出，是集科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數學（Mathematics）等多門學科融合的多元化協作式學習的綜合教育，其目的是使工科類專業的學生具備團隊合作、與人溝通和創新的能力與素養，塑造適應新時代發展的復合型創新人才[1]。STEAM教育正在成為技術創新的重要驅動力，并獲得國際教育界的廣泛認同[2]。

2015年9月，教育部在發布的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中指出要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。2016年3月，《教育部教育裝備研究與發展中心2016年工作要點》提出“貫徹國家‘雙創要求，為創客教育、‘STEAM課程提供教育裝備支撐，探索將新的教育裝備融入課堂，培養學生的創新能力、綜合設計能力和動手實踐能力”。2016年6月，《教育信息化“十三五”規劃》提出“有條件的地區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”。2019年3月，《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》提出“開展教育信息化2.0環境下信息化教學模式的研究與實驗，探索跨學科學習（STEAM教育）模式應用，出版基于3D打印的跨學科課程教材。”

STEAM教育在國內已受到廣泛重視，但對STEAM教育與高等職業教育相結合的研究較少。因此，在“互聯網+”人工智能時代背景下，融合STEAM教育理念，探索構建一種“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養模式，適應新一代高職學生學習和交互的習慣，全面提升人才培養質量。

一、STEAM教育內涵

目前，學術界對STEAM教育尚無明確定義。塔蒂安娜（Tatyanar）等認為 STEAM教育旨在培養創造性和交流能力，工程設計和研究技能[3]。泰勒（Taylor）等認為STEAM教育設計變革性的教學方法，發展學生的學科知識與技能，喚醒學生的創造性自我意識，提高學生的道德和精神意識，并賦予學生實踐保護環境的能力[4]。袁磊等認為“STEAM教育實際上是工程技術驅動下的教育模式，培養學生成為知識的生產者”[5]。范文翔等人認為STEAM教育是一種以整合多學科的方式培養人才的教育類型，是一種基于項目或問題為導向的培養學生綜合素養的技術教育[6]。黃建鋒認為STEAM教育是一種“注重學生跨學科知識融合、真實問題解決能力與深度創新能力的養成教育”[7]。袁利平等認為“STEAM教育是一種多學科融合的綜合性教育理念和教育模式”[8]。胡天助認為STEAM融合多門學科知識，全面提升學生的“學習技能、生活技能、職業發展”[9]。

本研究認為，STEAM教育是一種在真實學習情境中以項目或問題為導向，注重實踐能力、創新能力和綜合素質的培養，全面提升學生的知識、技能和素質水平的教育理念和教育模式。STEAM教育在一定的教育價值理念指導下，始終圍繞“誰來做”“為什么這樣做”“做什么”“怎么做”“做的怎么樣”實施教學，采用情境式教學、任務驅動式教學、探究式教學、協作式教學等教學方式，驅動學生投入更多的高階思維與積極情感，把多學科知識串聯起來，通過知識遷移、應用和轉化，以某種形式展現出來，解決實際問題，促進學生全面發展。

因此，STEAM教育具有以下屬性：

（一）跨學科

在現實生活中所遇到的問題大都需要運用多種學科的知識來共同解決，STEAM教育整合了理學、工科、技術、人文，彼此交叉、滲透和融合，既有技能、又有情懷，既有匠心又要尊道，消除各門學科知識的孤立化現象，促使學生整合運用多元知識，探究內在聯系，拓寬認知視野，在學習中發現問題、分析問題、解決問題、總結問題，獲得正向反饋，從而實現學生多維理解的教育目標。因此，跨學科是知識學習和問題解決本身的內在要求和客觀趨勢，是STEAM教育最顯著的屬性。

（二）情境性

STEAM教育通過真實情境學習使教學與現實世界相聯系。在真實情境中抓住問題本質，情境化應用知識，并辨識不同情境下的知識表示，真正理解其內涵與外延，從而體驗真實生活，靈活解決實際問題，獲取知識的社會化、情境化及遷移應用的能力。因此，情境性有利于激發學習內部動機，強化科學探究和解決真實問題的能力。

（三）實踐性

STEAM教育以學生為中心，強調“做中學”，通過大量實踐，讓學生主動建構解決問題的認知思維和操作思維，邊做邊學、邊學邊做，在“實踐—認識—再實踐”的學習過程中，探索知識、運用知識，在實踐中檢驗學習效果，由淺層學習走向深層學習。

（四）協作性

STEAM教育注重在教學中的互動協作。由師生共同構成學習共同體，師生、學生之間深入高效多向互動，進行溝通、交流，分享彼此的學習經驗和資源，不同的觀點和思想在協作中碰撞交融，從中獲取“教”與“學”的情感和智力，實現互促互進、教學相長。

（五）目標性

STEAM教育依據教學目標設計具體的教學任務，使用工程設計流程（Engineering Design Process，EDP）制定項目或問題解決方案，學生在學習過程中通過自主學習與協作學習連接抽象知識與實際問題，選擇并沿著一條解決方案的路徑向目標不斷前行，直至實現目標，使整個學習過程富有挑戰性和趣味性。因此，目標性是驅動學生達成目標的動力，激發內在潛能，提升學習的積極性和建構性。

（六）劣構性

在STEAM教育中，由于問題或項目源于日常生活或是對真實場景的模擬，往往沒有 “標準答案”，而是會有多種解決方案，需要學生通過嘗試使用不同方案去尋找最優解，并將失敗作為學習的必要部分。因此，STEAM教育關注學生在學習過程中是否發生有意義的學習，通過解決“劣構問題”促進知識與技能在新的情境中遷移。

（七）創新性

創新性是STEAM教育人才培養的重要指向。STEAM教育實施多元化的創新實踐，通過頭腦風暴，引導學生嘗試使用不同的方法，解決來源于現實世界的問題或項目，激發學生的想象力與創造力，鼓勵以創新的形式去改造世界。因此，創新性增強學生的創新思維與問題解決能力，使學生具有創造和革新精神，提升人才培養的競爭力。

二、探索設計“1平臺2核心4融合1保障”人才培養模式

探索設計一種基于STEAM教育理念面向高等職業教育的“1平臺2核心4融合1保障”的人才培養模式，如圖1所示。該模式以“堅持立德樹人，培養高素質復合型技術技能人才”為人才培養目標，以“綜合素質”和“職業技能”為人才內涵式發展核心，依托STEAM智慧教育云平臺和質量保障體系，實施以“課、證、訓、賽”相融合的遞進式教學模式，逐層深入，達成“強素質、寬基礎、厚實踐、重能力、促創新”的人才培養理念，激發學生學習動機，并采用個性化的分方向分層教學，實現因材施教、共同提升;通過高效多向互動，增強學生的團隊協作能力與溝通能力，生成師生教與學的數據，提供有效評價依據;通過科學的人才培養模式設計，從內容到形式煥然一新，保障學生的學習效果;通過完善的質量保障體系，監控師生教與學的整個過程，確保教學實施的可行性和有效性。

（一）STEAM智慧教育云平臺

運用云計算、物聯網、大數據和人工智能相關應用，塔建STEAM智慧教育云平臺，將課程、實訓、證書、競賽等相關軟硬件資源、教學資源、教學服務等部署在云平臺上，其體系架構如圖2所示。

通過基礎設施即服務層整合各種硬件設備，包括網絡、存儲、安全等資源，并通過虛擬化管理平臺將這些資源進行虛擬化管理，對上層提供數據分布式存儲、計算、備份、負載管理等基礎服務;平臺即服務層通過云平臺業務調度中心，提供統一身份認證管理、數據庫存儲、教育應用管理、數據統計和分析功能等，向上層應用進行按需分配;軟件即服務層對上層提供教育管理公共服務和教育資源公共服務;用戶通過用戶訪問層使用各種終端訪問STEAM智慧教育云平臺。服務管理層對STEAM智慧教育云平臺提供軟件管理、平臺管理、安全管理和基礎設施管理等質量保障服務[10]。

（二）綜合素質和職業技能

職業能力是從事某種職業的知識、技能與態度的綜合能力，而依據素質冰山模型對人的解構，“冰山以下部分”的隱性素質對人的行為和表現起主導作用[11]，所以素質的高低制約著能力的強弱。2019年1月，國務院在《國家職業教育改革實施方案》中指出“著力培養高素質勞動者和技術技能人才”。因此，將綜合素質和職業技能培養放在同等重要地位并緊密結合是職業教育培養的要義和基本職能。STEAM教育的面向未來的人才觀，培養創新素養的教育觀，注重情境實踐的知識觀， 為綜合素質和職業技能并重培育提供了可行性。

基于STEAM教育理念面向高等職業教育的人才培養模式著眼于可持續發展，按照學生認知和成長規律，將綜合素質與職業技能進行有機耦合，對綜合素質和職業技能實施同步分階段遞進培養，如圖3所示。在綜合素質方面，從心態、準則、能力三個層面構建“STEAM基礎素質→STEAM專業素質→STEAM創新素質”的素質培養路徑，重視與學生終生職業生涯發展密切相關的綜合素質培養，使學生在素質上有理想、有素養，激發學生的內驅力;在職業技能方面，以基礎通識課程、專業方向課程和創新實踐課程為內化素質的載體，實施“STEAM基礎通識技能→STEAM專業核心技能→STEAM創新實踐技能”的技能成長路徑，對接素質培養路徑同向而行，使學生在技能上有廣度、有深度，最終達成德技并修，為終身學習做好準備。

（三）“課證訓賽”融合

通過“以綜合素質為目標、以滿足崗位需求為導向、以工作過程為主線”的教育理念有機融合“課、證、訓、賽”[12]。“課”是實現人才培養的載體，“證”是實施人才培養的途徑，“訓”是開展人才培養的關鍵，“賽”是推進人才培養的手段，四者相輔相成，構成一個相互聯系、相互促進的有機整體，如圖4所示。通過采用“STEAM-0：驗證模式→STEAM-1：探究模式→STEAM-2：制造模式→STEAM-3：創造模式”[13]，實現“分方向、分層次”的個性化遞進式教學，激發學生學習的主動性和積極性。

1.課程

按照“綜合素質培養、多種學科融合、深層知識建構和高階思維創新”的課程建設思路，構建面向未來崗位的“職業素質模塊課程+STEAM基礎通識模塊課程+STEAM專業化方向模塊課程+STEAM創新實踐模塊課程”的課程結構。職業素質模塊課程由綜合素質課程和職業能力課程組成，從入學到實習全程關注學生終生職業生涯發展，實現職業教育與終身學習對接;STEAM基礎通識模塊課程由公共基礎課程和專業基礎課程組成，為下一階段的專業方向課程的學習打下基礎;STEAM專業方向模塊課程是依據學生的不同職業規劃而開設的專業核心課程，進行分類個性化培養，實現課程內容與職業標準對接;STEAM創新實踐模塊課程由企業級項目、創新實戰項目、頂崗實習和畢業設計組成，提升學生核心競爭力，實現專業與崗位對接。

2.證書

基于“學歷證書的 ‘1與職業技能等級證書‘X的書證相互銜接融通”的課程設計理念，將“X”證書融入STEAM課程體系，構建滿足職業崗位不同層級需求的“1+X初級→1+X中級→1+X高級”的職業技能遞進式培養體系。1+X初級對接初級崗位職業要求，學生完成STEAM基礎通識模塊課程和部分專業化方向模塊課程后，可獲取初級職業技能等級證書;1+X中級對接中級崗位職業要求，通過學習STEAM專業化方向模塊課程和部分創新實踐模塊課程，強化職業技能，可獲取中級職業技能等級證書;1+X高級對接高級崗位職業要求，以STEAM創新實踐模塊課程中的企業真實項目為驅動，提升職業技能，可獲取高級職業技能等級證書。

3.實訓

以工作能力為基礎，以教學過程與生產過程對接為導向，構建注重理論與實踐相銜接的“基本技能實訓+專業技能實訓+綜合技能實訓”的實踐教學體系。基本技能實訓對接1+X初級，為下一階段實訓做好準備，奠定基礎技能;專業技能實訓對接1+X中級，從典型工作任務中掌握專業核心知識與技能，夯實核心技能;綜合技能實訓對接1+X高級，突出職業情景中高階理論與實踐智慧的培養，提升綜合技能。

4.競賽

依據STEAM教育對知識創新和實踐能力的重要指向，構建“以賽促學、以賽促教、以賽促訓”的“校級、省級、國家級”三級競賽平臺。校級競賽主要吸引大一“新手”積極廣泛參與，以專業基礎知識與技能為比賽內容，訓練基本技能，并為省級、國家級比賽打造“種子選手”;省級競賽以大二學生為主，考察專業核心知識與技能，開闊眼界，強化核心技能，培育“熟手”;國家級競賽注重專業綜合技能，以大三“能手”為主，培養學生的深層理解能力和復雜問題解決能力，提升創新能力。

（四）質量保障體系

依托STEAM智慧教育云平臺，構建“八步大螺旋+四步小螺旋”質量保障體系，如圖5所示。

依據一流專業建設行動計劃，建立專業建設規劃鏈、專業建設目標鏈和專業建設標準鏈，制定和實施專業建設計劃，基于人才培養狀態數據進行專業質量分析，對專業進行考核性診斷，持續改進專業建設行動計劃，實現以3年為周期的專業診改大螺旋;在實施專業建設計劃過程中，吸收行企、政府、學生和家長代表參與專業評價，同時引入麥可思人力資源信息管理咨詢公司（MYCOS）進行教育數據咨詢和教學質量評估，監測專業狀態數據，進行數據分析，針對問題發布預警，動態調整改進專業建設計劃，實行以1年為周期的專業診改小螺旋。通過將質量保障體系貫穿于整個人才培養過程之中，落實對問題的跟蹤、反饋、糾正與預防的措施，對教育教學進行全過程、全要素和全員性的管理，從而深化專業人才培養模式改革，推動專業創新發展，提高教育教學質量和優化人才培養方案，不斷促進人才培養質量的螺旋上升。

三、人才培養模式構建的有效性

為了檢驗該人才培養模式的有效性，以湖北職業技術學院軟件技術專業（2018—2020年）為研究對象并進行了分析，從教學滿意度、1+X證書試點、競賽獲獎、目標達成度、專業辦學成效等五個方面進行考察。

教學滿意度：考察兩屆畢業生對“注重職業基礎知識技能教育”“重視理論與實踐的結合”“注重培養學生的動手能力”“注重學科間的交叉融合”“拓寬知識面”“介紹本專業發展動向”等6項指標的滿意度，如圖6所示，表明2020屆畢業生對教學滿意度更高，將STEAM內涵融入課堂教學中，教學質量不斷提升。

1+X證書試點：軟件技術專業以提升學生就業核心競爭力為目標，將X證書融入模塊化課程體系，成功獲批“大數據應用開發（Java）職業技能等級證書”“Web前端開發職業技能等級證書” 和“界面設計職業技能等級證書”等試點，使每個專業方向至少對接一個“X”證書，實現證書選擇多樣性，形成“X”證書集群效應。

競賽獲獎：軟件技術專業學生在第45、46屆世界技能大賽湖北省選拔賽網站設計與開發項目比賽中榮獲二等獎，第八屆“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽中榮獲三等獎，第十屆藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽中榮獲全國總決賽二等獎、省賽一等獎1個、二等獎3個，湖北省“金山云杯”第三屆“我夢見-楚天創客”大賽中榮獲銅獎。表明通過技能競賽，可激發和增強學生的創新力和創造力。

目標達成度：2020屆畢業生在“職業知識”“職業能力”“職業素質”和“滿意就業現狀”等4項指標的達成度均有提升，但由于受到新冠疫情影響，就業率有所下降，如圖7所示。表明在該人才培養模式下，學生的知識建構與融合能力、實踐與創新能力不斷提升，符合行業企業的人才需求。

專業辦學成效：2018年，軟件技術專業獲批湖北省職業教育技能名師工作室;2019年，軟件技術專業被教育部確定為“國家骨干專業”，軟件技術專業教學團隊成功入選“首批國家級職業教育教師教學創新團隊”建設單位和教育部“AI+智慧學習”共建人工智能學院項目，并成功申報獲批“人工智能技術服務（610217）”高職新專業;2020年，軟件技術專業被評為省級品牌專業，專業影響力和專業辦學水平獲得進一步提升。

綜上所述，STEAM教育構建師生學習共同體，在教師引導和學生合作探究下，采用跨學科整合的多元化師生、生生交互式學習實踐方式，注重學習過程，通過發現、合作、創造，將抽象知識內化為解決實際問題的方法，培養學生的融合知識和實踐創新能力，激發學習的積極性和建構性，從而開辟了培育高素質復合型技術技能人才的新途徑。

參考文獻：

[1]Yakman G. STΣ@M Education： An Overview of Creating A Model of Integrative Education[OL].http：//steamedu.com/wp-content/uploads/2014/12/2008-PATT-

Publication-STEAM.pdf.

[2]Connor A M， Karmokar S， Whittington C. From STEM to STEAM： Strategies for Enhancing Engineering &Technology Education [J]. International Journal of Engineering Pedagogy， 2015（2）： 37-47.

[3]Tatyana I. Anisimova， Fairuza M. Sabirova， Olga V. Shatunova. Formation of Design and Research Competencies in Future Teachers in the Framework of STEAM Education[J]. International Journal of Emerging Technologies in Learning， 2020（2）： 204-217.

[4]Taylor P C， Taylor E. Transformative STEAM Education for Sustainable Development[C]. Empowering Science and Mathematics for Global Competitiveness： Proceedings of the Science and Mathematics International Conference （SMIC 2018）， 2019： 125.

[5]袁磊，鄭開玲，張志.STEAM教育：問題與思考[J].開放教育研究，2020（3）：51-57.

[6]范文翔，張一春. STEAM教育：發展、內涵與可能路徑[J].現代教育技術，2018（3）：99-105.

[7][13]黃建鋒.高職STEAM教育的內涵、模式及實施路徑[J].成人教育，2019（6）：75-78.

[8]袁利平，張欣鑫.論STEAM教育與核心素養的對接[J].陜西師范大學學報（哲學社會科學版），2017（5）：164-169.

[9]胡天助.STEAM及其對新工科建設的啟示[J].高等工程教育研究，2018（1）：118-124.

[10-11]彭新宇，陳承歡，陳秀清.職業素養的診斷與提高[M].北京：電子工業出版社，2018.

[12]王亮，龔雄濤.“互聯網+”背景下高職院校O2O教學模式的研究[J].黑龍江畜牧獸醫，2020（16）：155-160.

（責任編輯：劉東菊）