基于STEAM教育理念的创新型应用人才教学改革探讨

曹艳霞

摘  要：STEAM教育已成为当前国际教育研究与改革普遍关注的热点问题，为我国新一轮基础教育科学课程改革带来了新思路。然而我国STEAM教育尤其是高校STEAM教育还处于探索和尝试的初期阶段，其理论基础研究较为薄弱，应用研究与高校教育联系不够紧密和深入。文章通过对STEAM教育理念的系统研究，立足我国高校教育国情，分析STEAM教育理念融入创新型应用人才教学改革中的困境和对策，为应用型本科院校STEAM教育教学改革提供参考和借鉴。

关键词：STEAM教育;创新型应用人才;教学改革

中图分类号：G642.0    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）35-0116-03

高校是培养高级人才的基地。创新型应用人才除了具备坚实的知识储备，还应当具有独特的见解与创新能力，要能在实践中不断发现问题，提出质疑和创新，带动技术的革新。因此，如何能让学生掌握各领域的基本知识并培养学生综合运用所学知识创造性解决实际问题的能力显得尤为重要。当前，通过学科融合培养创新型人才的STEAM教育在全球引起广泛关注，STEAM教育改革成为加大应用型、复合型、技术技能型人才培养目标的重要手段。

一、STEAM教育理念

（一）概念

STEAM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematic）五门学科的简称。STEAM教育强调多学科的交叉融合，突破学科之间的壁垒进行广域知识的学习，增强学生相关领域知识的储备，运用所学综合知识解决现实问题的一种先进教育理念。

（二）特点

跨学科融合的教学内容。STEAM教育理念的核心是打破传统学科间的壁垒和分界，实现跨学科融合。各学科之间也并非简单相加，而是有机地融合和重构，形成育人整体，增强知识的顺势迁移和实效运用[1]，提升学生跨学科思维能力，让学生在面临实际复杂问题时，能利用多学科知识的内在统一性和关联性进行分析和运用，解决实际问题。

“以学生为中心”的教学理念。学生是STEAM教育的主体，“以学生为中心”注重学生自身从内部建构知识，积极主动地整合各学科知识，在学习过程中自我完善、自我发展与自我提升。

情境教学的教学方式。开展STEAM教育需要教师对教育活动进行精心设计，将独立、离散的学科知识有机结合用以解决复杂实际问题。通过“情景式”“项目教学法”等教学方式，对生活中实际问题或实际项目展开针对性的教学，提升学生好奇心和认知构建的趣味性，并从体验式学习中学会运用各学科综合知识解决实际问题。应用型本科院校还可以融合专业领域内国内外重点项目、关键问题与前沿技术等设计教学活动。

团队合作的教学模式。STEAM教育中，通过组建团队，产生了学习共同体。交流互动可提升学生沟通、表达与协作能力，充分发挥个体专长，也提供了头脑风暴、思维碰撞的机会。学生学习任务完成后进行成果的交流与展示，通过教师评价与小组成员互评便于学生总结经验、后续优化与自我提升[1]。

培养创新意识的教学目标。STEAM教育能很好地帮助学生认识世界，支持学生用创新思维改造世界，在学习的过程中提升学生的创新能力与批判性思维，通过不断实践与探究，衍生出高质量创新成果，这是STEAM教育重要的教学目标，也是检验STEAM教学成果的重要方式之一。

二、融入STEAM教育的教学改革困境分析

（一）改革动力不足，教育制度缺乏顶层设计

自STEAM教育引入至今，我国尚缺少国家层面针对STEAM教育制度建设的顶层设计和专门文件，缺乏STEAM教育质量评价标准、教育经费保障等配套机制，制度供给仍严重不足[2]。

深化教育改革创新和破解我国优质人才稀缺的困境是国家推进STEAM教育改革的初衷。然而，作为推动教育改革的具体实施人，学校可能会由于STEAM师资匮乏、专项资金支持不足等原因而反对STEAM教育或流于形式，一线教师可能会由于增加了教学工作量或者“墨守成规”的心态导致不愿参与，学生可能会产生“实验小白鼠”的抵触情绪等，使STEAM教育改革沦为口号。

盡管近年来我国大力宣传素质教育、教学改革，但由于受“应试教育”“教育为考试和升学服务”观念的影响，STEAM教育改革在具体实践中遭遇阻碍。

现行教育制度仍以成果为导向、突出教育竞争，缺乏基于STEAM教育理念的制度改造与创新，明显滞后于STEAM教育理念的确立，制度与理念相互脱节。

（二）教育资源匮乏，制约教育改革前进之路

专业教师短缺。教师是STEAM教育发展的关键，一支数量充足、质量达标、队伍稳定的STEAM教师队伍是改革顺利进行的前提条件。然而，目前专业STEAM教师严重匮乏已成为全球面临的普遍问题，尤其在我国，问题更为突出。理实一体的“双师型教师”数量较少，教学水平参差不齐，高校教师大多为应届毕业生，培训时间短，教育理论理解不到位，多数教师自身缺乏对创新意识、创新能力的必要关注。从事STEAM教育的教师也并非真正意义上的“STEAM教师”，并未达到“STEAM教师不仅要在单科教学的基础上具备更广域的学科综合能力，而且要能够兼具科学与人文艺术素养以及较强的工程设计、实践操作能力和创造力”的要求[3]。

专业教材、教具短缺。目前，我国STEAM教育普遍没有相应的教材，STEAM教材的获取途径通常是教师自主开发或企业采购。因此，促进STEAM教育的发展需要编写配套的STEAM教材，如校本课程、地方性教材。另外，STEAM教育的开展往往需要特殊的教具，然而大额的资金投入让众多学校望而却步。尽管有些学校建立了相应的STEAM实验室，但由于产品研发时忽略了相关课程和教学方法的研究，教师只能按着说明书上课，在根本上脱离了STEAM教育的本质。

3. 课程体系不健全。STEAM课程体系很大程度上决定了STEAM教育质量和人才培养质量。目前，我国STEAM课程体系仍未建立健全，不少学校未将STEAM课程纳入人才培养方案中。学校开展的STEAM课程多以地方课程和校本课程的形式存在，引入国外的STEAM课程也往往欠缺对课程适用性的考察，未将课程“本土化”。部分学校为了打造特色，以“求异”为出发点开发“STEAM校本课程”，却缺乏对课程合理性和科学性的考量，“被特色化”的STEAM課程质量堪忧。

（三）跨学科整合乏力，教育改革浮于形式

跨学科整合是STEAM教育的典型特征，它试图引导学生采用学科融合的学习方式，形成知识网络，而非碎片化的知识点。我国长期以来受到传统分科教育的限制，在实际STEAM教学中，往往简单理解为五大学科的机械叠加，忽视了STEAM教育是以问题为导向联结各学科的本质，人为强行跨学科，使得STEAM教育内容的“拼盘化”，导致STEAM教育的形式化。为了突出STEAM教育的“跨学科特征”，有些学校走上另外一个极端——将其视为一门独立的学科。事实上，STEAM教育只是一个综合的学科领域，既不能替代学科教学，更不能成为新的学科。把STEAM教育学科化，短期内可能会促进其发展，从长远看，却摧毁了它的发展基础，让STEAM教育陷入无源之水的境地[4]。

三、融入STEAM教育的教学改革路径探析

（一）国家层面

国家提供政策支持是推动STEAM教育的关键力量，并为其提供发展方向和行动指南。将STEAM教育引进应用型本科院校，必须从国家层面统筹设计。第一，强化顶层设计，完善政策法规。成立STEAM教育研究中心，对我国本土化的STEAM教育予以政策研究和政策咨询，明确基础教育和高等教育各阶段STEAM教育的发展目标、内容与路径。国家应大力支持社会各方积极探索、丰富和完善STEAM教育政策法规。第二，增强国家级项目示范引领，开设一些涵盖多个领域的大学生创新创业竞赛，而非局限于单一的项目竞赛，同时，在教师培训、评估标准、课程设置等方面也应示范引领，引领应用型本科院校STEAM教育逐步系统化。第三，加大对STEAM教育的财政支持。资金的投入是STEAM教育融于应用型本科院校的经济基础，为STEAM教育提供充分的发展条件，国家应从社会、学校、教师、学生各个层面完善资助，提高各参与方的参与度，激发实践动力。

（二）社会层面

STEAM教育倡导项目式教学方法，实际问题的来源离不开公司企业、官方机构、社区与社会组织，因此STEAM教育与应用型人才的有效融合，需要社会各方给予支持。首先，调动社会各方积极性，提高社会参与度，让所有社会利益相关者参与进来，支持STEAM教育项目的管理。利用科技馆、科学院和STEAM教育研究中心等社会资源平台，与应用型师资机构合作，设计STEAM教育项目。第二，整合社会资源，完善社会协作机制。STEAM教育在我国推进以来，一些专业机构与学校联盟关于如何实现STEAM教育本土化进行了深入研究，然而在课程设计、师资评估等方面，社会各方都有着不同的标准。为了STEAM教育的可持续发展，社会各方面，包括企业、社区和公共机构，都应参与建立合作机制，将STEAM教育有效地融入应用型人才的培养中。官方机构应组织STEAM教育论坛，将STEAM研究人员聚集在一起，整合STEAM教育材料[5]。

（三）学校层面

第一，学校应加大STEAM教师队伍建设力度，构建STEAM教师成长保障体系。首先，注重STEAM教师提高自身技能，如跨学科教学能力，以满足社会对“一专多能”教师的期待。其次，应从经费、技术、资源、人力等各方面，采取一系列措施激励和引导STEAM教师队伍的建设。最后，为STEAM教师队伍建立强有力的质量保障体系。例如为STEAM教师设立资格考试和定期注册制度，迫使他们提升专业技能，确保教师的数量和质量与各地区STEAM教育的发展水平相适应。第二，学校应以STEAM课程改革为切入点，建立健全STEAM课程体系。首先，明确STEAM课程的基本定位。将STEAM课程建设纳入国家三级课程管理体系，推进STEAM课程的标准化和制度化。其次，明确STEAM课程的教育目标，始终贯穿于STEAM课程改革的各个环节。再次，构建基于跨学科整合的STEAM课程知识体系，强化以项目或问题驱动等方式加强对跨学科课程整合模式的探索。最后，引导STEAM教育课程开发，积极开发适合校情、学情的校本教材，搭建资源交流共享平台，互通有无，取长补短。

（四）教师层面

教师作为STEAM教育的直接参与者，其自身的STEAM教育素养以及教师对STEAM课程的设计，直接影响了STEAM教育的质量。首先，教师应具备跨学科育人的融合素养。教师不仅需要具备专业的学科知识，还需要有跨学科的学习能力，能整合多门学科或专业知识，这样其培养的下一代学生方能运用跨学科知识解决复杂问题、进行跨学科交流、应对复杂多变的社会。其次，教师应具备整合资源、运用工具的技术素养。在STEAM教学中，教师往往需要在特定的项目式教学中，通过选用工具（如3D打印、计算机等）为学生提供资源，将抽象的知识通过直观手段展示给学生，以提高学生的学习兴致。最后，教师应具备创新精神的核心素养。STEAM教育作为一种培养创新型人才的教育，侧重培养学生解决真实问题的能力与创造创新能力。瞬息万变的知识生产实践和时刻处于发展态的学生，使得原本复杂的教学更加趋于复杂化，勇于创新已成为时代对教师新的期待和要求[6]。

参考文献：

[1] 岳帅，李震，赵美. 基于STEAM教育理念的高校学生创新能力培养探究[J]. 科学咨询（科技·管理），2021（05）：22-23.

[2] 张辉蓉，盛雅琦，念创. 我国STEAM教育改革的阻力与消解[J]. 中国教育科学（中英文），2021，4（02）：74-83.

[3] 郑葳. 中国STEAM教育发展报告[M]. 北京：科学出版社，2017：140.

[4] 袁磊，郑开玲，张志. STEAM教育：问题与思考[J]. 开放教育研究，2020，26（03）：51-57+90.

[5] 段瑶瑶. STEM教育理念融于应用型本科人才培养路径探析[J]. 科教导刊（中旬刊），2018（05）：73-75.

[6] 张辉蓉，毋靖雨. 融合STEAM教育理念的职前教师人才培养模式改革[J]. 西南大学学报（社会科学版），2021，47（02）：118-127.

（荐稿人：张红艳，湖南交通工程学院副教授）

（责任编辑：淳洁）