基于STEM模式的创新创业课程设计与实践

2021-12-26陈忆群陈勇昌

科教导刊·电子版 2021年33期

熊燕陈忆群陈勇昌

（广东第二师范学院计算机学院广东·广州 510303）

0 引言

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写[1]。STEM模式指运用多个相关领域的知识与技能解决实际问题[2]。这是一种以能力培养为核心、重视实践操作，跨学科融合的新型教育形式，该教育形式能有效激发学生的创新创业思维和创新创业意识。

目前，我国高校创新创业教育师资力量薄弱，大多数创新创业课程仍采取传统的授课方式，教学方式和内容单一，不能跟学生的专业背景相结合[3]。STEM教学模式强调问题解决过程中多学科之间的整合，可以融合学生的专业背景，解决学生不同课程中的实际问题[4]。本文探索基于STEM模式的创新创业课程教学设计，通过对创新创业案例分析，结合网络工程学生的学习背景，以“网络创业项目计划书”为导向，设计并实施了基于STEM模式的创新创业课堂教学。

1 基于STEM理念的教学设计过程

在基于STEM模式的创新创业课程教学过程中，学生是教学活动的主体，教师是教学活动的组织者、引导者[5]。本文根据创新创业课程的特点，结合了网络工程专业背景，将基于STEM理念的教学过程分为情景创设、设计探究、方案制定、测试改进、分享评价五个模块进行，具体设计过程如图1所示。

图1：基于STEM理念的教学模式图

1.1 情景创设

情景创设是STEM教学过程的首要环节，教师应根据学生对象的不同，为学生选取一个真实可行的，贴近学生学习背景的问题情景。本课程实践实施对象是网络工程的学生，因此在课程中设置的网络创业项目计划书的背景是：建设一个多媒体数字化小区，并以现代网络技术为依托建立扩展性强、覆盖楼宇的家庭主干络，为小区各类人员提供充分的网络信息服务。

1.2 设计探究

在设计探究环境中，教师将学生随机分为多组，学生以小组形式采用多种方式，例如小组讨论、角色扮演、头脑风暴等方式对预设情景进行问题识别，明确网络创业项目计划书中的具体需求以及各种专业网络技术的实施条件，以形成对问题的完整了解。在学生自主讨论过程中，教师给出必要的引导，为学生解释和说明网络系统建设过程中的约束因素，指导学生完成网络创业项目计划书的需求报告。

1.3 方案制定

在对情景问题进行详细的设计与探究后，就可以开始创新创业项目的方案制定。具体设计方案应该包括网络设计的目标、功能详细说明、主要技术及其特点说明、软硬件环境要求、成本的说明、详细配置过程说明、功能使用和维护方法的说明等。学生在设计方案时既要考虑社区网络的技术特点和成本要求，并兼顾开放性和可扩展性。教师在学生方案制定过程中，对每个学生遇到的问题有针对性地做出具体指导，防止学生在方案设计过程中出现原则性的错误。

1.4 测试改进

在详细设计方案形成后，需要对方案进行测试和改进。本项目可以通过网络仿真软件进行虚拟测试，在测试过程中需要记录测试项目、测试环境、测试方法、测试用例和测试结果，以及是否测试通过的评价。在此阶段，学生要通过软件仿真检查项目方案的可行性，根据仿真结果，对项目的设计进行更合理的改进，并再次论证改进方案的可行性。在此阶段，教师应给学生提供合适的仿真工具软件，帮助学生在系统测试过程中采用科学合理的测试方法、严谨客观地记录数据，以培养学生科学严谨的学习态度。

1.5 分享评价

每个小组经过项目策划书的测试和改进后，各小组分别上台展示本组的网络创业项目计划书，包括团队的经历和背景、项目的需求和实施过程、项目的差异化和竞争优势等。老师组织各个小组进行自评和互评，分析各个小组的作品设计的优缺点，让学生正确认识自己设计的长处及不足，教师最后进行总结性点评。

2 课堂教学效果

本文所提出的基于STEM模式的创新创业课程设计在 19级网络工程班级开展了课程实践，为了检验基于STEM模式的创新创业课堂教学设计效果，在课程教学结束之后，收集到49名学生的问卷调查，以了解学生对该课程的反馈。

表1：“大学创新创业课程”学生满意度调查结果统计表

学生通过《大学生创新创业》课程的学习，93%的学生表示能掌握课程的基础知识，对于学习效果满意；88%的同学可以积极参与到课堂教学活动中，大大提高了学生学习的积极性；86%的学生认为课程对自己的创新思维培养和创新方法使用、表达能力提高有积极作用。调查数据显示基于STEM模式的创新创业的课程设计、课堂教学设计达到了预期效果。