STEAM+应用型人才培养模式的研究与实践

鞠全勇，高素美，牟福元，张玉

2015年教育部等三部委联合发布了“关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见”。要求转型发展的高校，将办学思路转到服务地方经济社会发展上来，转到产教融合校企合作上来，转到培养应用型技术技能型人才上来，转到增强学生就业创业能力上来。2016年教育部颁布的《教育信息化“十三五”规划》中提出“要积极探索信息技术在众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力。”

一 地方应用型本科高校应着力于人的能力提升和全面发展

当下，就业率是衡量高等教育质量的一个重要指标，其表明行业、企业对毕业生的需求程度。不少地方高校也提出来了以就业为导向的人才培养方案与模式，压缩课堂教学时数，增加实践操作环节，设立顶岗实习，采取与就业岗位无缝对接、订单式培养等教育教学做法，这些可在短期内提高毕业生的就业率。但是，地方应用型本科不能将应用型人才培养局限在岗位对接，工 作“上手”快的要求上，因为过分注重就业率高低会将高校混同于职业培训机构。

《教育规划纲要》明确地提出，促进人的全面发展和适应社会需要，是衡量教育质量的根本标准。促进学生的全面发展和适应社会需要才是地方应用性本科教育的长远目标。

在这样一个大环境下，地方性应用型大学若要培养与地区社会经济发展需求相符合的人才，那么学生的全面发展和知识、素质、能力全面提升不容忽视。专业学习应该让学生对各种知识和技术背后的科学基础和基本原理有深入的理解和扎实的掌握，从而能较快适应未来不断发展的环境[2]。教学组织必须构建“应用型+”人才培养新模式，架构跨学科平台，开展多种项目实践。让学生们在实践中学习，于实践中创新，并将所学用于解决综合性工程问题，为学生提供了一个基于STEAM教育理念的创新实践平台。培养学生具有开阔的视野，掌握分析问题的工具和方法，具备理解新的环境的能力。

二 “STEAM+高等教育”是地方应用型本科人才培养的重要抓手

STEAM 是美国为了保持其创新能力而提出的一种跨学科教学框架。这种教育理念，不同于惯常采用的单学科、围绕书本知识的教育教学模式。采用重视实践的跨学科专业的教育教学理念。由于单一技能的运用已经无法支撑未来人才的发展，基于STEAM教育理念跨学科的综合型人才培养模式是未来教育的发展方向。STEAM教育强调学生切身的过程体验，注重培养学生综合运用多学科知识创造性解决问题的能力，引入STEAM教育理念有助于为应用型大学学生培养带来新的活力。STEAM教育就是集科学，技术，工程，艺术，数学多学科融合的综合教育[3]。

互联网时代下信息的无界化、学习的泛在化、认知的跨领域化以及技术与教育的紧密融合，使得“互联网+”已经改变了教育的表达方式[4]，对我国应用型人才培养的模式提出了新挑战。STEAM教育在信息技术支持下开展基于项目的问题导向的实践训练、构建跨学科专业训练平台、力求产出综合素质高、能力强的优秀人才。“STEAM+高等教育”就是在STEAM教育视角下，结合STEAM教育理念发展高等教育，培养科学素养高和创新能力强的复合型人才，其顺应了应用型人才培养在互联网+时代发展的方向与趋势。

地方应用型本科院校大都将“高素质、强能力、应用型”作为学校人才培养目标[5]。高素质是指学生要具有较高的思想道德素质、科学文化素质、专业素质且具有较强的社会责任感和创新精神；强能力是指学生具有较强的社会实践和问题解决能力，以及自主学习和终身学习能力；应用型指的是学生要能够将专业理论、专业知识、专业技术应用于社会实践，转化为现实生产力。因而，“STEAM+高等教育”正是地方应用型本科院校实现人才培养目标的重要方法与手段。

三 “STEAM+应用型人才培养”的实施路径

STEAM+教育模式不是完全新型的教育教学模式，它是在PBL（基于问题导向的学习）模式的基础上逐步演进而来，是基于问题导向学习的进阶和发展[6]。PBL中的P-Project即为STEAM中的工程E-Engineering。STEAM的核心还是E，是工程，是项目，也就是要做什么，怎么做。人类学习的目的是要创造美好生活，这个创造最后都要落实到工程上面[7]。

首先要从工程的视野着手，明确工程项目的目标、要求。接着就要研究具体的工程制造方式、方法，即技术（Technology）问题。技术T是解决问题的方法以及方法原理，是人们利用自然改造自然，或是改变现有事物功能、性能的方法。无论我们采用什么技术、手段、方法，其都必须符合自然规律，而对自然规律的探究、归纳和认知就是科学（Science）。科学是技术发展的基础，对为什么要这样做的问题做出解释。而艺术A（Arts）则是如何把工程、产品或项目做得更符合人们的要求、更美、让人们获得更好的体验。当今要想成为一名优秀的工程技术人员，就必须具备优良的审美能力，这样他才能游刃有余地设计、制作出更加符合人们需求的新产品、新工程。所以在开展工程训练的同时，培养学生审美能力十分必要，也切实可行。工程技术人员将美的元素在工作中充分有效利用，将对其自身发展和技术进步起很大促进作用。

开展STEAM+教育，必须围绕学生的学习目标和未来职业发展需要，开展以工程问题为导向的项目实践，实现多个学科专业之间的交叉融合，为学生提供创新实践、分析研究以及团队协作的机会。STEAM+教育提供多学科、多方式学习支持，要想达到预期的学习效果，提升解决复杂的工程问题的能力，充分发挥自身的自觉性、能动性和创造性十分重要。传统教学的传授知识不是STEAM+教学的主要任务，其首要目标在于培养学生解决实际问题能力和创新创造能力。STEAM+教学的教学活动设计，坚持以问题为基础，成果为导向、学生为中心。教师组织学生开展探究式、研讨式学习，在引导学生解决工程问题的过程中，培养、开发学生的实践技能、工程素质和创新能力。

四 “STEAM+应用型人才培养”成效初步显现

金陵科技学院建筑电气与智能化是江苏省品牌专业，将数学、科学、工程、技术与人文艺术相整合，广泛开展了STEAM+应用型人才培养教学与研究工作，为学生提供跨学科的教学模式。其中，以“基于物联网的能源控制技术和新能源运用技术综合能耗监控系统工程设计”案例为载体，以复合型“建筑电气与智能化”专业为基础，组合机械设计制造及其自动化、电气及其自动化、物联网工程等专业学生为培养研究对象，实现学生的跨学科，一体化培养，组织创新实验班，将以计算机技术、通信技术、控制技术为主线的3C技术与新能源技术相结合，在2年的周期内，学生在完成用水、照明、空调设备的管理系统设计基础上，进一步培养其在“互联网+”思想上的实践运用，针对大数据与云计算知识领域对学生进行针对性的提高训练。通过不断探索、实践、讨论、分析，建立起全方位的教育信息化技术体系和育人环境。

专业坚持以职场环境为背景的培养模式，在校内搭建全开放自学习的建筑智能化省级实验教学示范中心。建立校企协同、产教融合、共性培养与个性指导相结合的全方位育人新机制[8]。在解决系统工程问题时完成人工智能建模、软件设计、PLC设计等子课题的一体化研究与实践。在解决校园建筑中低碳生态区的工程示范应用问题实际工程实例中完成对学生的跨学科培养。着力培养造就能够用现在还未出现的技术、手段，去解决还未出现的问题的未来创新型科技人才和具有适应变化能力的复合型工程人才。

近两年来，学生自主创业成立公司4个（3个获大学生优秀创业项目资助90万元，1个获天使轮融资100万元）；立项大学生创新计划训练项目国家级2项，省级项目19项；学科竞赛获省级以上奖38项。