《产业转型升级形势下铁道职业院校开展STEAM教育》
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摘 要：当前,我国正处在产业转型升级的关键时期,本科院校新工科建设已拉开序幕.作为高等教育重要组成部分的铁道职业院校,伴随铁路系统工种和岗位改革序幕的拉开,调整教育教学模式势在必行.笔者通过思考新工科建设及职业院校的现状,联系当前被各国重视的STEAM教育,发现STEAM教育模式与新工科人才培养精神高度契合,对职业院校教育模式变革有很重要的借鉴和指导意义,最后提出应用STEAM教育模式服务于职业教育的路径和带来的挑战.
关键词：产业转型升级 新工科建设 铁道职业院校 STEAM教育
2018年1月5日,成都铁路局下属工务、电务、供电、通信共七个段合并成立了重庆工电段,该段实行工、电、供专业一体化管理.在当前我国产业整体转型升级的重要阶段,重庆工电段的成立是铁路总公司铁路综合维修一体化管理的具体落实,也是创新管理模式、促进专业融合、减员增效、持续推进铁路总公司改革发展的具体体现,表明铁路系统正在积极探索建立与铁路快速发展相适应的生产管理模式和劳动组织形式.
作为为铁路输送专业技能型人才的铁道职业院校,在铁路总公司改革管理模式、国家整体产业转型升级的大环境下,如何把握好时展机遇,顺应就业市场需求,同步发展和改革教育教学模式,培养适应新形势新岗位的合格技能型人才,成为摆在每位老师面前的一个必须深思的问题.
一、新工科专业建设及职业教育的响应
伴随着经济转型、信息化等带来的时代变革,我国于2015年推出“中国制造2025”计划,着力实施五大工程,重视互联网技术普及,鼓励发展新型创新企业,实现产业结构转型,使我国能够有效应对世界科技的迅猛发展和全球强国的激烈竞争.
为主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”,并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设.
新工科专业,主要指针对新兴产业的专业,以互联网和工业智能为核心,以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造.未來新兴产业和新经济需要具备“一专多能”“一岗多能”特征的实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才.
虽然新工科建设暂时还没有引起多数职业院校教师的重视,但是联系到铁总在重庆等多地试点的“工电段”管理模式及其对工务、电务、供电类专业复合型人才的迫切需求,在本科院校积极开展新工科建设的背景下,作为以铁路行业为主要就业面向的铁道职业院校如何适应新形势,响应教育和产业变革需求,推进铁路人才培育供给侧结构改革,培养多学科复合型新工科人才,是摆在每位铁路职业院校教育工作者面前的重要课题.
二、新工科建设与STEAM教育
广东轻工职业技术学院院长卢坤建的论文中曾介绍了广东轻工职业技术学院以新工科建设为抓手,在推进供给侧结构改革方面进行的探索,如对接地区产业群优化专业群,将现代信息技术及设计技术融入人才培养方案,建立协同教学中心落实专业技能的叠加等.
广东机电职业技术学院副院长佘少华也认为：随着智能制造及人工智能的兴起,很多细分岗位将消失,一些专业有同质化的趋势.
这些职业教育专家的观点,都抓住了新工科建设的牛尾,即未来的产业转型升级趋势将带来专业内容的交叉融合和专业技能的叠加,传统专业学科界限将被打破.因此,职业教育必须把握好时展趋势,突破传统工科教育细分模式,探索新的多学科交叉融合培养路径.
2015年9月,教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中,提出了探索STEAM教育、创客教育等新教育模式的思想.
2016年6月,教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》更明确提出有条件的地区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,促进学生的全面发展,发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用.
教育部提出的发展STEAM教育模式,为我们的教育发展指明了一条新的道路,这是继20世纪80年代美国提出STEM教育理念并不断丰富为STEAM教育后,我国教育系统的一次勇敢借鉴和尝试.
虽然STEAM教育在我国处于起步阶段,但相对于现在的传统教学模式,STEAM教育表现出明显的实用性特征,它以培养工程思维为出发点,以项目为基础、多学科融合的教育模式,正好与新工科提出的多学科交叉融合的工程人才培养模式相契合.
三、STEAM教育的基本理念
STEAM分别是科学（Science）,技术（Tec-hnology）,工程（Engineering）,艺术（Arts）,数学（Mathematics）的缩写.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,最早由美国弗吉尼亚大学年轻教师亚克曼在2006年一次会议上提出,鼓励孩子在科学、技术、工程和数学领域的发展和提高,培养孩子的综合素养和创新能力,从而提升其全球竞争力.但是,STEAM的本质是跨学科的思维、思想、理念和内涵,是跨学科的整合.
四、STEAM教育在铁道职业院校的实施路径
近些年的职业教育不乏项目教学法、做中学等以学生为中心的教学思想,多学科整合其实也不是新鲜的提法.而这种整合要怎么做,才是需要我们必须不断思考、实践和总结改进的.
笔者比较认同北京师范大学教育学部副部长余胜泉教授的观点,他认为要分析各个学科最基本的学科知识结构,找到不同学科知识点之间的连接点和整合点,将分散的课程知识,按照跨学科的问题、逻辑进行结构化,将各学科的内容,改造成以问题为中心,或者以项目为中心的课程组织,通过序列化的问题和序列化的项目,来有机串联各学科知识,使课程要素形成有机联系和有机结构.
通过在长期坚持教学改革的探索中积累的经验和体会,笔者认识到未来的职业教育模式必然是有别于传统的着重解决已知问题、掌握基本技能和知识点的教育方式,将会是一种重实践的超学科的教育模式;学生的长远发展不能依靠某一种能力的实现,而是需要介于多种能力之间、具备多种素养的综合型能力.铁路总公司铁路综合维修一体化管理即是一个最好的例证.
在坚定改革决心和信心的同时,必须要坚持谋定而后动,不断探索,充分论证,发掘适合现实情况的教育教学方法.笔者基于对STEAM教育的深入学习和思考,提出在铁道职业院校推进STEAM教育的几条路径,供参考.
1.以创客空间为载体和手段,实施并探索STEAM教育
我国的STEAM教育研究尚未形成完整的理论体系和操作性强的模式,可借鉴性不强,现阶段进行大量投入的可行性不强.但是创客教育却为STEAM教育提供了最好的抓手,职业院校大部分学生的学习及探索兴趣的匮乏恰恰可以通过创客教育的造物乐趣去激发,而现在的数字化设备、模块化零件则可以极大提高学生动手实践的效率,甚至能够允许学生试错.通过引导,让学生利用多学科、跨学科知识处理问题,在创客教育中实现STEAM素养的整合,提升学生的综合素养、终身学习能力和创新思维,同时为教师进行STEAM教育实践和研究提供第一手资料.
2.在某一课程上进行试点应用
在以创客空间为载体探索STEAM教育的基础上,可以挑选一门综合性比较强的课程进行STEAM试点教学,从教学中进一步完善STEAM教学方法.如铁路相关专业可以以工电段改革为抓手,挑选一门贴近现场的课程,设定一个大型实景项目,这个项目需是综合性的,需要跨学科知识才能解决,同时也需要能衍生出许多新的问题,需要对知识的融会贯通才能解决.
3.在专业人才培养方案上体现STEAM风格
要在课程设置上体现STEAM的五大基本学科素质的内容.下面以机电专业举例.
体现科学素养的课程：机械基础、电工基础、金属工艺学、公差配合与测量技术.
体现技术素养的课程：液压与气动、电机与拖动、电气控制、可编程控制器.
体现工程素养的课程：工业机器人编程与操作、数控编程与操作、机电设备故障与诊断、机械制造技术、钳工实训、电子与传感器实训、机加工实习.
体现艺术素养的课程：机械制图与CAD.
体现数学素养的课程：工程力学、单片机原理及应用.
机电专业的课程很多,如果按照这些课程排列起来上,学生会感到枯燥和疲劳,感受不到所学课程与专业能力的联系,更不会在综合运用所学知识解决实际问题的过程中找到学习的乐趣和动力.如果以机电一体化或机器人技术课程为主线,尽量多安排实操课,分组学习,按照STEAM教学的要求,在解决问题的过程绍相应的知识,学生可能会更愿意接受,有更大的兴趣进一步学习,主动去思考问题,甚至碰撞出新的创意火花.
4.建立跨学科专业群形式的STEAM教学模式
铁道职业院校学生就业主要面向轨道交通单位,为建立跨学科的专业群提供了先天优势.铁路系统的生产管理模式趋向于跨学科跨专业融合性,而铁道职业院校的铁路类专业之间恰恰是具有内在联系的,转型比较容易.
STEAM教育强调多学科融合的理念可以指导铁道职业院校的这种转型.长远来看,学校可以以STEAM教育为指导,通过应用现代信息技術、整合多学科课程、编写校本教材等途径开展教学活动,以达到促进学生对行业和岗位感知加深,满足岗位需求的目的.
同时,铁道职业学校也可以提供丰富的课程设置满足不同学生的需求,帮助学生确定符合自己兴趣和特长的方向,明确自己未来的目标,为学生未来在就业岗位上的长远发展打下坚实的基础.
五、STEAM教育实施带来的挑战
1.教师对STEAM教学理念的接受和消化
很多教师接受的一直都是传统的科日细分式教育模式,又缺少现场工作经验,更缺乏创新的经验,所以在逃行STEAM教育之前,教师必须接受STEAM教育理念并深刻理解其内涵,这需要一个较长的过程.同时,在教学实施中必定会产生思想的冲击和头绪的混乱,在这个问题上我们可以将步子放的慢一点.
2.教师专业能力必须不断提高
进行STEAM教育的教师必须专业知识扎实,同时又有较强的进取心去涉猎先进的科技和人文知识,以便在教学过程中能够不断相互交流、沟通和总结.STEAM教育不但要求学生养成终身学习能力和创新能力,同时也要求教师要不断学习新知识,接受新思想,创造新方法.
3.线上教学资源的不断丰富
STEAM教学模式的核心思想之一就是培养学生的自学能力和独立解决问题的能力.但是教师的精力毕竟也是有限的,这就需要丰富的线上学习资源供学生自学和查询,所以在进行STEAM教学的同时必须进行教学资源的不断丰富和更新.
4.硬件条件的支持
STEAM教育的开展需要一个开放的平台,它与现代化教学条件和管理模式是分不开的,传统的实训室分类布置方式和管理模式势必要做出调整.同时,STEAM教育对硬件条件的要求更高.基于此,运行STEAM教育适宜先小范围搞精品工作室,继而将成功经验进一步推广实施.
5.教育管理模式的改变
对于传统教学模式下的师资配备、薪酬管理、教学督导、考核管理等也需做出必要调整,这就需要教学管理部门从人、机、料、法、环的各个层面通盘调整和协调,是一个自上而下联动的过程.
六、小结
随着我国经济社会的迅猛发展,我们的教育也取得了长足的进步.但是,与欧美日等发达国家的教育相比,差距还是存在的.随着我国制造业转型升级步伐的加快,教育这一服务于经济社会发展的重要领域也必将迎来更大的变革.我国本科院校已经开启新工科建设和多学科交叉教学模式试验,他们的今天就是职业院校不久的明天,职业院校必须以时不我待的紧迫感做好准备,才不会在即将到来的变革中落后或被淘汰.
参考文献：
[1]师保国,高云峰,马玉赫.STEAM教育对学生创新素养的影响及其实施策略[J].中国电化教育,2017（4）.
（作者单位：包头铁道职业技术学院）
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