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中职学校电子专业STEM+课程开发探索与实践

2022-04-21莫受忠廖家敏

广东教学报·教育综合 2022年47期
关键词:电子专业中职学校课程

莫受忠 廖家敏

【摘要】本文以中职学校电子专业的课程为研究对象,分析了STEM+课程概念及开发价值。从学科融合、注重趣味、创设情景及强调实践体验等角度,对中职学校电子专业STEM+课程的开发实践思路及实践经验要点进行探究,希望能为相关教育工作者提供参考。

【关键词】中职学校;电子专业;STEM+课程

2019年2月13日,《国家职业教育改革实施方案》出台,使职业教育的地位和重要性越来越凸显。中职院校是我国现代教育体系中十分重要的组成部分,其主要目标是培养符合社会发展需求的高素质职业人才。电子专业作为中职院校十分热门的专业,对学生知识基础、思维能力及实践能力有非常高的要求。而采用STEM理念的课程在这些方面却有着非常大的优势。所以,在中职学校电子专业课程教学中,思考如何开发和应用STEM+课程是非常有必要的。

一、中职学校电子专业STEM+课程概述

(一)STEM+课程概念

STEM+课程是一种现代培养学生核心素养教育理念下的重要课程体系,所谓“STEM”,即Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)四大學科的总称,而STEM+课程是在该概念基础上,融合更多现代科学知识及课程内容而形成的具有发散性和综合性特征的课程系统。STEM教育实质上是一种面向实际问题的跨学科融合项目教育,本质上就是通过引导学生进入真实的STEM创造过程,让学生以一种主动探索未知而不是被动灌输知识的姿态进入“学习”的过程。可见,STEM+课程与现代社会发展的科技主题高度契合,这意味着关于该课程的开发和教育应用,决定着一个国家的教育质量乃至国家的未来发展前景。基于该课程理念,如今我国多个地区逐渐从幼儿园、小学就开始重视STEM+启蒙课程及应用课程的开发,这也是现代教育发展的总体趋势。

(二)中职学校开发应用STEM+课程的必要性分析

如前文所述,中职学校的核心目标是培养符合社会生产发展要求的高素质职业人才,而STEM+课程开发应用的关键目的是培养学生的思维能力和动手能力,而这是现代乃至未来社会对职业人才的核心要求。因此,在中职学校开发和应用STEM+课程,与社会发展趋势和要求高度契合。从中职学校本身的专业教学特征来分析,可以发现:首先,中职学校学生普遍年龄较小、学习基础较差,对学习的兴趣度不高,而STEM+课程作为一种形式丰富的综合性课程形式,可以兼顾学生基础知识,以及思考动手能力的培养和锻炼。其次,当前中职学校热门专业中,像电子专业这样的课程,对STEM+课程相关知识内容的教学十分重视,尤其是当前社会生产背景下,对技术人才实践能力、创新能力的要求越来越高。所以,在教学中融入STEM+课程,是当下中职学校必须要引起重视的工作。最后,从国家教育改革及社会发展的角度来讲,培养学生核心素养,是现代国家教育的核心要求,旨在培养具有实践能力、社会参与能力、创新能力和良好思想道德素养的高素质人才。而STEM+课程虽然涉及到的主要是科学类知识技能,但是基于该课程体系的应用,可以很大程度上丰富教学形式及方法,而这与现代教育改革的主要方向是高度契合的。

二、中职学校电子专业STEM+课程开发探索思路分析

目前,我国各级教育单位关于STEM+课程开发处于起步阶段,涉及到的课程基本上可以分为两种类型。其一是直接采用国外相对成熟的STEM+课程资源和开发实践方式。虽然基于该模式的STEM+课程开发应用效率高,但是在购买相关版权方面需要花费大量的资金,并且其涉及到的知识体系、教学逻辑与国内教育知识体系存在不匹配的情况。其二是由国内、校内相关科目教学组单独或联合研究开发,但就目前电子专业相关STEM+课程来看,基本上都是基于开源电路板进行设计开发的,内容有限、形式单一,一方面仅适用于部分学生,另一方面教育锻炼的方向具有局限性。

为此,我国中职学校关于电子专业STEM+课程的开发,需要注重对国内知识体系的研究,利用现有资源开发具有多主题、综合性和适用性特征的STEM+课程资源体系。这一方面需要打破传统教育课程资源壁垒,通过现代教育课程标准,实现职业教育课程资源的社会化;另一方面,需要从社会生产、企业协作的角度,将课程标准以外的课程资源有效融合起来,实现社会资源课程化。显然,课程资源社会化是实现STEM+课程走向实践的关键,而社会资源课程化则是STEM+课程中“+”的核心含义,即具有创新性、发散性、综合性的课程资源体系。

由此可见,在目前的中职学校电子专业教学背景下,需要在课程资源社会化的整体教育改革背景下,重视社会资源课程化的研究和实践。

三、中职学校电子专业STEM+课程的实践分析

(一)梳理课程知识,促进知识有效融合

任何STEM+课程的开发和实践应用,基本前提是要实现知识的融合。具体而言,不仅要实现STEM+课程相关知识的融合,还要实现核心课程与STEM专业知识的融合。需要注意的是,这里提到的“融合”并不是相关知识的简单堆砌,而是要基于一个主体,以动态教学时间线,将相应知识有机分配到各个版块。

例如,在“无人机”主题课程中,教师引导学生对目前市面上各种类型的无人机器人功能进行分析,并了解这些无人机产品的研究过程,让学生对这类产品有初步认识。然后,从无人机的基本结构、拆分入手,让学生亲自动手发现无人机的结构特征,并引导分析这类产品是如何实现简单的飞行功能的。然后,再引导学生结合电子专业所学知识,分析无人机在遥控、自动控制、障碍物识别等进阶功能的实现方式。显然,通过这种循序渐进的方式,可以让学生由基本现象入手,逐步了解相关物品的构造及原理,再引入专业知识,有效实现专业知识和STEM+课程知识的有效融合,让单纯的理论知识承载在实际动手的项目中,让学生在实际操作中体会到科学、技术、工程和数学的统一,让学习变得生动有趣。反之,如果采用学科课程模式进行教学,学生则很难将每门学科的内容融会贯通地有机结合起来,就很难形成综合实践能力。

(二)丰富课程形式,激发学生研究兴趣

现代教育理念认为,应当改变传统的知识输出型教学模式,而要转为以学生为主体的研究型教学模式。显然,这与STEM+课程的开发和应用理念高度契合。在中职学校电子专业的教学中,教师需要尊重学生的课堂主体地位,通过丰富课程形式,激发学生的研究兴趣,进而实现STEM+课程的有效应用。

例如,在关于无人机组装与调试的主题课程研究中,教师将教学内容重新构建,让原本单纯的理论与实践相结合转变成由科学、技术、工程、数学有机结合的项目式教学。教师可以让学生通过互联网去收集各种无人机的资料,然后组织学生分析不同构造、设计原理的特点,将无人机归纳为不同的类型。然后,通过举办竞赛的方式,让学生自己利用所学知识,来设计组装无人机。在这个过程中,教师可以将学生分为若干个小组,然后引导学生利用各种工具动手组装不同类型的无人机。从基本的构造到摄像装置、控制装置,循序渐进地让学生感受关于产品设计、研发、论证、实践的全流程。显然,该教学案例中,不仅可以让学生利用所学知识和各种资源,切身体验科学研究和社会生产的过程,培养学生的科学素养、技术素养、工程素养及数学素养,还能让学生在过程中发挥想象力、锻炼实践能力、培养协作精神等。这一切更好地发挥了STEM+课程的教育意义。

(三)创设生活情景,提高学生实践能力

STEM+课程的开发和应用中,最终目的是让学生在实践活动中锻炼综合能力。基于生活情境的教学内容,更加有利于中职生理解和实践。针对中职学校学生,教师需要基于该阶段学生的特点,善于为学生创造一个让其熟悉且感兴趣的场景,在场景中去引导其开展实践活动,实现STEM+课程的有效应用。

例如,关于无人机的研究,在完成前文提到的基础结构、电子控制知识学习之后,教师可以引导学生开始从实际生活需求的角度出发,对无人机“智能控制与编程”部分的内容进行探究。比如,教师可以组织主题讨论会,让学生结合自己的实际生活体验或想象,对无人机的运行状态、功能配置进行分享。然后,再让学生通过想象,预测未来商用无人机在外形结构、控制方式及功能配置方面的发展前景。接着,通过为学生播放当前各个知名品牌研究商用无人机的宣传视频、科普视频,让学生进入到科技生活的情境之中。最后,教师提取其中的电子控制技术部分,让学生深入体会自身所学专业知识与智能生活的关系。显然,融合了STEM教学理念的教学项目,明显比传统教学模式高效。在这样的教学情境中,学生可以更好地将专业知识、STEM+课程与生活联系起来,去展开想象和开展实践,锻炼综合能力。

综上所述,现代教育理念越来越科学的背景下,关于STEM+课程的开发和实践应用研究备受重视。中职学校作为培养高素质职业技术人才的单位,需要对STEM+课程开发引起足够的重视,革新教育思想,联合多方面资源,实现课程的有效开发。基于此,通过创新教学方式、丰富教学形式等,实现专业课程和STEM+课程的有效融合,激发学生学习兴趣,在实践活动中,让学生多方面的能力得到有效锻炼。

参考文献:

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责任编辑  胡健文

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