基于STEAM教育理念构建高等职业教育人才培养模式

摘要：STEAM教育以跨学科、多元化协作式学习方式而被教育界广为关注和认可。探索构建一种基于STEAM教育理念面向高等职业教育的“1平台2核心4融合1保障”的人才培养模式，以培养高素质复合型技术技能人才为目标，让学生运用多学科知识解决实际问题，形成高阶的思维能力和高品质的综合素质，不断提升职业能力，增强核心竞争力。教学实践表明，该人才培养模式在教学满意度、1+X证书试点、竞赛获奖、目标达成度和专业办学成效等方面取得了较好的效果。

关键词：STEAM;高等职业教育;课程体系;人才培养模式;教学模式

STEAM教育源于美国，由美国学者格雷特·亚克门（Georgette Yakman）于2008年首次提出，是集科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）等多门学科融合的多元化协作式学习的综合教育，其目的是使工科类专业的学生具备团队合作、与人沟通和创新的能力与素养，塑造适应新时代发展的复合型创新人才[1]。STEAM教育正在成为技术创新的重要驱动力，并获得国际教育界的广泛认同[2]。

2015年9月，教育部在发布的《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（征求意见稿）》中指出要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。2016年3月，《教育部教育装备研究与发展中心2016年工作要点》提出“贯彻国家‘双创要求，为创客教育、‘STEAM课程提供教育装备支撑，探索将新的教育装备融入课堂，培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力”。2016年6月，《教育信息化“十三五”规划》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”。2019年3月，《2019年教育信息化和网络安全工作要点》提出“开展教育信息化2.0环境下信息化教学模式的研究与实验，探索跨学科学习（STEAM教育）模式应用，出版基于3D打印的跨学科课程教材。”

STEAM教育在国内已受到广泛重视，但对STEAM教育与高等职业教育相结合的研究较少。因此，在“互联网+”人工智能时代背景下，融合STEAM教育理念，探索构建一种“1平台2核心4融合1保障”的人才培养模式，适应新一代高职学生学习和交互的习惯，全面提升人才培养质量。

一、STEAM教育内涵

目前，学术界对STEAM教育尚无明确定义。塔蒂安娜（Tatyanar）等认为 STEAM教育旨在培养创造性和交流能力，工程设计和研究技能[3]。泰勒（Taylor）等认为STEAM教育设计变革性的教学方法，发展学生的学科知识与技能，唤醒学生的创造性自我意识，提高学生的道德和精神意识，并赋予学生实践保护环境的能力[4]。袁磊等认为“STEAM教育实际上是工程技术驱动下的教育模式，培养学生成为知识的生产者”[5]。范文翔等人认为STEAM教育是一种以整合多学科的方式培养人才的教育类型，是一种基于项目或问题为导向的培养学生综合素养的技术教育[6]。黄建锋认为STEAM教育是一种“注重学生跨学科知识融合、真实问题解决能力与深度创新能力的养成教育”[7]。袁利平等认为“STEAM教育是一种多学科融合的综合性教育理念和教育模式”[8]。胡天助认为STEAM融合多门学科知识，全面提升学生的“学习技能、生活技能、职业发展”[9]。

本研究认为，STEAM教育是一种在真实学习情境中以项目或问题为导向，注重实践能力、创新能力和综合素质的培养，全面提升学生的知识、技能和素质水平的教育理念和教育模式。STEAM教育在一定的教育价值理念指导下，始终围绕“谁来做”“为什么这样做”“做什么”“怎么做”“做的怎么样”实施教学，采用情境式教学、任务驱动式教学、探究式教学、协作式教学等教学方式，驱动学生投入更多的高阶思维与积极情感，把多学科知识串联起来，通过知识迁移、应用和转化，以某种形式展现出来，解决实际问题，促进学生全面发展。

因此，STEAM教育具有以下属性：

（一）跨学科

在现实生活中所遇到的问题大都需要运用多种学科的知识来共同解决，STEAM教育整合了理学、工科、技术、人文，彼此交叉、渗透和融合，既有技能、又有情怀，既有匠心又要尊道，消除各门学科知识的孤立化现象，促使学生整合运用多元知识，探究内在联系，拓宽认知视野，在学习中发现问题、分析问题、解决问题、总结问题，获得正向反馈，从而实现学生多维理解的教育目标。因此，跨学科是知识学习和问题解决本身的内在要求和客观趋势，是STEAM教育最显著的属性。

（二）情境性

STEAM教育通過真实情境学习使教学与现实世界相联系。在真实情境中抓住问题本质，情境化应用知识，并辨识不同情境下的知识表示，真正理解其内涵与外延，从而体验真实生活，灵活解决实际问题，获取知识的社会化、情境化及迁移应用的能力。因此，情境性有利于激发学习内部动机，强化科学探究和解决真实问题的能力。

（三）实践性

STEAM教育以学生为中心，强调“做中学”，通过大量实践，让学生主动建构解决问题的认知思维和操作思维，边做边学、边学边做，在“实践—认识—再实践”的学习过程中，探索知识、运用知识，在实践中检验学习效果，由浅层学习走向深层学习。

（四）协作性

STEAM教育注重在教学中的互动协作。由师生共同构成学习共同体，师生、学生之间深入高效多向互动，进行沟通、交流，分享彼此的学习经验和资源，不同的观点和思想在协作中碰撞交融，从中获取“教”与“学”的情感和智力，实现互促互进、教学相长。

（五）目标性

STEAM教育依据教学目标设计具体的教学任务，使用工程设计流程（Engineering Design Process，EDP）制定项目或问题解决方案，学生在学习过程中通过自主学习与协作学习连接抽象知识与实际问题，选择并沿着一条解决方案的路径向目标不断前行，直至实现目标，使整个学习过程富有挑战性和趣味性。因此，目标性是驱动学生达成目标的动力，激发内在潜能，提升学习的积极性和建构性。

（六）劣构性

在STEAM教育中，由于问题或项目源于日常生活或是对真实场景的模拟，往往没有 “标准答案”，而是会有多种解决方案，需要学生通过尝试使用不同方案去寻找最优解，并将失败作为学习的必要部分。因此，STEAM教育关注学生在学习过程中是否发生有意义的学习，通过解决“劣构问题”促进知识与技能在新的情境中迁移。

（七）创新性

创新性是STEAM教育人才培养的重要指向。STEAM教育实施多元化的创新实践，通过头脑风暴，引导学生尝试使用不同的方法，解决来源于现实世界的问题或项目，激发学生的想象力与创造力，鼓励以创新的形式去改造世界。因此，创新性增强学生的创新思维与问题解决能力，使学生具有创造和革新精神，提升人才培养的竞争力。

二、探索设计“1平台2核心4融合1保障”人才培养模式

探索设计一种基于STEAM教育理念面向高等职业教育的“1平台2核心4融合1保障”的人才培养模式，如图1所示。该模式以“坚持立德树人，培养高素质复合型技术技能人才”为人才培养目标，以“综合素质”和“职业技能”为人才内涵式发展核心，依托STEAM智慧教育云平台和质量保障体系，实施以“课、证、训、赛”相融合的递进式教学模式，逐层深入，达成“强素质、宽基础、厚实践、重能力、促创新”的人才培养理念，激发学生学习动机，并采用个性化的分方向分层教学，实现因材施教、共同提升;通过高效多向互动，增强学生的团队协作能力与沟通能力，生成师生教与学的数据，提供有效评价依据;通过科学的人才培养模式设计，从内容到形式焕然一新，保障学生的学习效果;通过完善的质量保障体系，监控师生教与学的整个过程，确保教学实施的可行性和有效性。

（一）STEAM智慧教育云平台

运用云计算、物联网、大数据和人工智能相关应用，塔建STEAM智慧教育云平台，将课程、实训、证书、竞赛等相关软硬件资源、教学资源、教学服务等部署在云平台上，其体系架构如图2所示。

通过基础设施即服务层整合各种硬件设备，包括网络、存储、安全等资源，并通过虚拟化管理平台将这些资源进行虚拟化管理，对上层提供数据分布式存储、计算、备份、负载管理等基础服务;平台即服务层通过云平台业务调度中心，提供统一身份认证管理、数据库存储、教育应用管理、数据统计和分析功能等，向上层应用进行按需分配;软件即服务层对上层提供教育管理公共服务和教育资源公共服务;用户通过用户访问层使用各种终端访问STEAM智慧教育云平台。服务管理层对STEAM智慧教育云平台提供软件管理、平台管理、安全管理和基础设施管理等质量保障服务[10]。

（二）综合素质和职业技能

职业能力是从事某种职业的知识、技能与态度的综合能力，而依据素质冰山模型对人的解构，“冰山以下部分”的隐性素质对人的行为和表现起主导作用[11]，所以素质的高低制约着能力的强弱。2019年1月，国务院在《国家职业教育改革实施方案》中指出“着力培养高素质劳动者和技术技能人才”。因此，将综合素质和职业技能培养放在同等重要地位并紧密结合是职业教育培养的要义和基本职能。STEAM教育的面向未来的人才观，培养创新素养的教育观，注重情境实践的知识观， 为综合素质和职业技能并重培育提供了可行性。

基于STEAM教育理念面向高等职业教育的人才培养模式着眼于可持续发展，按照学生认知和成长规律，将综合素质与职业技能进行有机耦合，对综合素质和职业技能实施同步分阶段递进培养，如图3所示。在综合素质方面，从心态、准则、能力三个层面构建“STEAM基础素质→STEAM专业素质→STEAM创新素质”的素质培养路径，重视与学生终生职业生涯发展密切相关的综合素质培养，使学生在素质上有理想、有素养，激发学生的内驱力;在职业技能方面，以基础通识课程、专业方向课程和创新实践课程为内化素质的载体，实施“STEAM基础通识技能→STEAM专业核心技能→STEAM创新实践技能”的技能成长路径，对接素质培养路径同向而行，使学生在技能上有广度、有深度，最终达成德技并修，为终身学习做好准备。

（三）“课证训赛”融合

通过“以综合素质为目标、以满足岗位需求为导向、以工作过程为主线”的教育理念有机融合“课、证、训、赛”[12]。“课”是实现人才培养的载体，“证”是实施人才培养的途径，“训”是开展人才培养的关键，“赛”是推进人才培养的手段，四者相辅相成，构成一个相互联系、相互促进的有机整体，如图4所示。通过采用“STEAM-0：验证模式→STEAM-1：探究模式→STEAM-2：制造模式→STEAM-3：创造模式”[13]，实现“分方向、分层次”的个性化递进式教学，激发学生学习的主动性和积极性。

1.课程

按照“综合素质培养、多种学科融合、深层知识建构和高阶思维创新”的课程建设思路，构建面向未来岗位的“职业素质模块课程+STEAM基础通识模块课程+STEAM专业化方向模块课程+STEAM创新实践模块课程”的课程结构。职业素质模块课程由综合素质课程和职业能力课程组成，从入学到实习全程关注学生终生职业生涯发展，实现职业教育与终身学习对接;STEAM基础通识模块课程由公共基础课程和专业基础课程组成，为下一阶段的专业方向课程的学习打下基础;STEAM专业方向模块课程是依据学生的不同职业规划而开设的专业核心课程，进行分类个性化培养，实现课程内容与职业标准对接;STEAM创新实践模块课程由企业级项目、创新实战项目、顶岗实习和毕业设计组成，提升学生核心竞争力，实现专业与岗位对接。

2.证书

基于“学历证书的 ‘1与职业技能等级证书‘X的书证相互衔接融通”的课程设计理念，将“X”证书融入STEAM课程体系，构建满足职业岗位不同层级需求的“1+X初级→1+X中级→1+X高级”的职业技能递进式培养体系。1+X初级对接初级岗位职业要求，学生完成STEAM基础通识模块课程和部分专业化方向模块课程后，可获取初级职业技能等级证书;1+X中級对接中级岗位职业要求，通过学习STEAM专业化方向模块课程和部分创新实践模块课程，强化职业技能，可获取中级职业技能等级证书;1+X高级对接高级岗位职业要求，以STEAM创新实践模块课程中的企业真实项目为驱动，提升职业技能，可获取高级职业技能等级证书。

3.实训

以工作能力为基础，以教学过程与生产过程对接为导向，构建注重理论与实践相衔接的“基本技能实训+专业技能实训+综合技能实训”的实践教学体系。基本技能实训对接1+X初级，为下一阶段实训做好准备，奠定基础技能;专业技能实训对接1+X中级，从典型工作任务中掌握专业核心知识与技能，夯实核心技能;综合技能实训对接1+X高级，突出职业情景中高阶理论与实践智慧的培养，提升综合技能。

4.竞赛

依据STEAM教育对知识创新和实践能力的重要指向，构建“以赛促学、以赛促教、以赛促训”的“校级、省级、国家级”三级竞赛平台。校级竞赛主要吸引大一“新手”积极广泛参与，以专业基础知识与技能为比赛内容，训练基本技能，并为省级、国家级比赛打造“种子选手”;省级竞赛以大二学生为主，考察专业核心知识与技能，开阔眼界，强化核心技能，培育“熟手”;国家级竞赛注重专业综合技能，以大三“能手”为主，培养学生的深层理解能力和复杂问题解决能力，提升创新能力。

（四）质量保障体系

依托STEAM智慧教育云平台，构建“八步大螺旋+四步小螺旋”质量保障体系，如图5所示。

依据一流专业建设行动计划，建立专业建设规划链、专业建设目标链和专业建设标准链，制定和实施专业建设计划，基于人才培养状态数据进行专业质量分析，对专业进行考核性诊断，持续改进专业建设行动计划，实现以3年为周期的专业诊改大螺旋;在实施专业建设计划过程中，吸收行企、政府、学生和家长代表参与专业评价，同时引入麦可思人力资源信息管理咨询公司（MYCOS）进行教育数据咨询和教学质量评估，监测专业状态数据，进行数据分析，针对问题发布预警，动态调整改进专业建设计划，实行以1年为周期的专业诊改小螺旋。通过将质量保障体系贯穿于整个人才培养过程之中，落实对问题的跟踪、反馈、纠正与预防的措施，对教育教学进行全过程、全要素和全员性的管理，从而深化专业人才培养模式改革，推动专业创新发展，提高教育教学质量和优化人才培养方案，不断促进人才培养质量的螺旋上升。

三、人才培养模式构建的有效性

为了检验该人才培养模式的有效性，以湖北职业技术学院软件技术专业（2018—2020年）为研究对象并进行了分析，从教学满意度、1+X证书试点、竞赛获奖、目标达成度、专业办学成效等五个方面进行考察。

教学满意度：考察两届毕业生对“注重职业基础知识技能教育”“重視理论与实践的结合”“注重培养学生的动手能力”“注重学科间的交叉融合”“拓宽知识面”“介绍本专业发展动向”等6项指标的满意度，如图6所示，表明2020届毕业生对教学满意度更高，将STEAM内涵融入课堂教学中，教学质量不断提升。

1+X证书试点：软件技术专业以提升学生就业核心竞争力为目标，将X证书融入模块化课程体系，成功获批“大数据应用开发（Java）职业技能等级证书”“Web前端开发职业技能等级证书” 和“界面设计职业技能等级证书”等试点，使每个专业方向至少对接一个“X”证书，实现证书选择多样性，形成“X”证书集群效应。

竞赛获奖：软件技术专业学生在第45、46届世界技能大赛湖北省选拔赛网站设计与开发项目比赛中荣获二等奖，第八届“中国软件杯”大学生软件设计大赛中荣获三等奖，第十届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛中荣获全国总决赛二等奖、省赛一等奖1个、二等奖3个，湖北省“金山云杯”第三届“我梦见-楚天创客”大赛中荣获铜奖。表明通过技能竞赛，可激发和增强学生的创新力和创造力。

目标达成度：2020届毕业生在“职业知识”“职业能力”“职业素质”和“满意就业现状”等4项指标的达成度均有提升，但由于受到新冠疫情影响，就业率有所下降，如图7所示。表明在该人才培养模式下，学生的知识建构与融合能力、实践与创新能力不断提升，符合行业企业的人才需求。

专业办学成效：2018年，软件技术专业获批湖北省职业教育技能名师工作室;2019年，软件技术专业被教育部确定为“国家骨干专业”，软件技术专业教学团队成功入选“首批国家级职业教育教师教学创新团队”建设单位和教育部“AI+智慧学习”共建人工智能学院项目，并成功申报获批“人工智能技术服务（610217）”高职新专业;2020年，软件技术专业被评为省级品牌专业，专业影响力和专业办学水平获得进一步提升。

综上所述，STEAM教育构建师生学习共同体，在教师引导和学生合作探究下，采用跨学科整合的多元化师生、生生交互式学习实践方式，注重学习过程，通过发现、合作、创造，将抽象知识内化为解决实际问题的方法，培养学生的融合知识和实践创新能力，激发学习的积极性和建构性，从而开辟了培育高素质复合型技术技能人才的新途径。

参考文献：

[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，郑开玲，张志.STEAM教育：问题与思考[J].开放教育研究，2020（3）：51-57.

[6]范文翔，张一春. STEAM教育：发展、内涵与可能路径[J].现代教育技术，2018（3）：99-105.

[7][13]黄建锋.高职STEAM教育的内涵、模式及实施路径[J].成人教育，2019（6）：75-78.

[8]袁利平，张欣鑫.论STEAM教育与核心素养的对接[J].陕西师范大学学报（哲学社会科学版），2017（5）：164-169.

[9]胡天助.STEAM及其对新工科建设的启示[J].高等工程教育研究，2018（1）：118-124.

[10-11]彭新宇，陈承欢，陈秀清.职业素养的诊断与提高[M].北京：电子工业出版社，2018.

[12]王亮，龚雄涛.“互联网+”背景下高职院校O2O教学模式的研究[J].黑龙江畜牧兽医，2020（16）：155-160.

（责任编辑：刘东菊）