中职课程中引入STEAM教育理念的应用探究

魏文冲 黄力

摘  要：STEAM是一种多学科融合的综合性教育学习理念，自2006年由美国提出以来，因对动手实践及创新思维培养的强调，已成为备受关注的现代化教学模式。但在职业教育中，尤其是中职课程中，STEAM仍较少获得关注。文章将以中职物联网APP开发课程为例，探究在中职课程中引入STEAM教育理念的应用策略，更好地培养学生成为“蓝金领”。

关键词：STEAM理念;中职教育;物联网课程

中图分类号：G434;G632.4     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）04-0188-03

Abstract：STEAM is a multi-disciplinary integrated and comprehensive education concept. Since it was proposed by the United States in 2006，it has become a modern teaching mode that attracts much attention for its emphasis on hands-on practice and creative thinking. But in vocational education，especially in secondary vocational curriculum，STEAM is still dont draw attention. This paper will take the course of APP development on IoT in secondary vocational school as an example to explore the application strategy of introducing STEAM concept into the secondary vocational curriculum，so as to better train students to be “Blue Gold Collar”.

Keywords：STEAM concept;secondary vocational education;IoT curriculum

0  引  言

我們常常强调教育要面向未来，即学生应具备未来社会的竞争力，而在这瞬息万变的信息时代，我们无法预计学生将来会从事怎样的新兴行业，这就要求我们的教育必须改变以往按部就班、照本宣科的传统模式，设计如STEAM理念一般能够锻炼学生发现问题、解决问题的课堂。

目前，STEM教育在中国进入蓬勃发展阶段，但与职业教育相关的STEM教育研究却少之又少。物联网专业作为中职教育的新兴宠儿，具备一定的创新教育背景，在该专业教学中开展STEM教育将更有利于学生在未来社会中发挥专业所长，促进信息技术发展。因此，本文针对物联网APP开发课程，尝试将STEM基础上发展变迁而来的STEAM理念融入其中，得到贴合新时代教育要求的课程设计。

1  STEAM教育理念

STEAM即Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Art（艺术）、Mathematics（数学）缩写统称，是由美国弗吉尼亚理工大学的Georgette Yakka提出的一种多学科融合的综合性教育学习理念，强调让学生参与体验式学习，培养独立思考、解决问题、协作和创新创造的能力[1]。

根据Georgette Yakka提出的STEAM“金字塔”[2]，STEAM理念的整体框架是要以数学知识为基础，用工程和艺术的思维去解读生活中的科学与技术问题。在教育教学过程中，除了需要理清各学科的具体内容外，还应挖掘学科间与生活技能、职业发展的联系，如利用数学逻辑思维引导学生完成工程项目流程的设计，对于较抽象、难以理解的内容，通过图画、影像等更形象的方式帮助理解，在过程中进行“艺术渗透”，增强学习动力。

2  中职课程融合STEAM理念的意义

以STEAM作为教育理念的教学坚持以学生为中心，培养学生解决问题的能力。学生不再需要将碎片化知识死记硬背后再思考如何运用，而是在项目实践的过程中探究学习，开启创造之旅[3]。《未来工作：第四次工业革命的就业、技能和劳动力战略》报告中指出：“至2020年，就业市场对拥有解决复杂问题能力和社交技能人才的需要会远远高于对体力和专业技能人才的需要”，因此，结合STEAM理念的教育方式已成为热潮。

在职业教育中，我们更是提倡培养学生成为“蓝金领”，让学生未来能在岗位中发挥专长，承担起相应的社会责任，为国家发展做出贡献[4]。同时，十九大报告也指出，职业教育要“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神”，这就要求我们既要培养学生有一技之长，练就大国工匠，又要注重通识教育与社会实践能力的培养，提升其就业创业的综合素质。

基于以上分析，在中职课程中引入STEAM理念，将敦促教师结合时代需求、发展需求等设计教学，因材施教，发掘学生各方面潜能。

3  物联网APP开发课程介绍

物联网APP开发课程是我校电气技术应用专业的一门专业（技能）方向课，要求学生掌握Android（安卓）的安装和配置、布局设计的主要方法，通过完成相关的项目，掌握Android平台的安装和系统架构，掌握编写完整APP的方法。

课程基于APP Inventor2平台开展，目前教学中使用的是2015年上线的广州汉化服务器。平台使用积木式的堆叠程序模块代替复杂的代码语句，学生只需理解程序逻辑即可完成相关设计，并通过自主开发的APP应用控制、监测物联网智能设备。

4  物联网APP开发课程中对STEAM理念的应用

4.1  基本教学思路

物联网APP开发课程实质为多门学科的交叉应用，涵盖了手机编程、UI设计、网络传输、物联网系统、设备连接等方面的知识。基于STEAM理念设计的课程，需要学生在理解各门学科的基础上，通过分析实际应用情景，用工程思维进行项目设计，再结合艺术审美及数学逻辑思维进行APP的制作，最后综合运用物联网相关知识及技术将APP与硬件设备进行匹配连接，完成控制或监测测试。基本教学思路如图1所示。

4.2  应用案例分析

根据基本教学思路，下面以“远程控制开关灯”的具体教学环节为例，对STEAM在物联网APP开发课程中的应用进行阐述。

4.2.1  创设情境

小司出门后忘记关灯，他得知智能灯可以用手机远程控制。但他没有学过相关知识，不知道应如何使用。请参照以下网络连接拓扑图，如图2所示，帮助小司安装该灯光控制系统，并设计手机APP实现对系统的远程控制。情景互动使学生更积极地投入课堂，培养他们对知识的迁移运用能力，快速提升包括职业岗位属性在内的社会性综合素质[5]。

4.2.2  任务分析

首先向学生展示任务效果：通过手机可远程控制灯的开关，不受距离或环境的限制;然后引导学生分析拓扑图，比较另一门课程中已学的设备云应用控制，得出任务的重点为设计APP（手机客户端）与中移动云平台进行连接;最后通过分析，让学生对已学知识进行迁移，综合应用各方面的技能解决问题。

而设计APP与中移动云平台进行通讯时，则要学习相关的网络知识，如需访问的网址、访问时请求首部的方式、如何发起POST请求等。根据STEAM理念，教师通过指导学生查询相关开发文档的方式代替传统灌输式教学，锻炼学生搜集资料、获取信息的能力。

4.2.3  项目实施

阶段一：界面设计

学生根据给出的应用运行参考界面，如图3所示，自主完成APP界面的设计，包括组件的分析、界面个性化处理等。在此过程中，学生需要运用美学知识完成任务，确保界面布局美观合理，而图片的使用处理也要求学生掌握一定的搜索及修图技能。

阶段二：逻辑设计

APP的逻辑设计即为其功能的开发。根据前面的任务分析及网络拓扑图，画出程序流程图，并完成相关的编程设计。此过程需要学生运用编程知识，但仅限于逻辑分析，不需学生掌握相关语句的编写。POST指令发送与返回时的时间间隔对控制的影响也需要学生运用数学知识去分析解决。

阶段三：连接测试

手机客户端准备好之后，就需要完成APP与云平台的连接测试。在这一阶段，学生首先需要运用电工知识和技能完成硬件设备的接线;然后完成网关的脚本编写，使云设备在线;最后通过手机APP发送指令，控制电灯的开关，完成任务的调试。学生两人一组，一位同学进行脚本编辑，另一位同学负责接线，各司其职，分工合作。如遇问题，组间讨论解决。

4.2.4  评分标准

项目评分标准如表1所示。

4.3  教学成效反思

融合STEAM教育理念的课堂，学生不再是被动地接受教师所讲的内容，而是根据具体任务情景，綜合使用各方面知识技能去解决问题，包括搜索资源美化手机界面设计、寻求同伴帮助修改程序错误、强化电路知识和电工操作技能，在此过程中获得新知，锻炼与人协作的能力。教师也更关注学生的全面发展，不再单一评价学生是否掌握某项技能，而是从多维度（技术操作、逻辑思维、合作等能力）考量学生的发展。

5  结  论

STEAM教育理念注重的是过程，中职课程中引入STEAM理念，并不是为了强化学生的某一项技能，让学生考取各类证书，其重点是要激发学生的学习兴趣，培养他们解决实际问题的能力，增强对岗位的全面认识，并在此基础上不断追求创新。教师在设计课程时不必拘泥于要把S、T、E、A、M全部体现，始终贯彻学科融合、全方面培养的思想便是最好的应用。

当然，STEAM理念在中职课程中的应用还有很长的路要走，教师应多借鉴中小学的实践经验，丰富中职课堂的教育内涵，培养学生成为真正符合社会需求的大国工匠。

参考文献：

[1] STEAM Portal.What is STEAM？ [EB/OL].[2019-5-25].https：//educationcloset.com/steam/what-is-steam/.

[2] YAKMAN G.What is the point of STEAM？-A Brief Overview. [EB/OL].[2019-5-25].https：//www.researchgate.net/publication/327449 281_What_is_the_point_of_STEAM-A_Brief_Overview.

[3] 赵慧臣，陆晓婷.开展STEAM教育，提高学生创新能力——访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授 [J].开放教育研究，2016，22（5）：4-10.

[4] 葛平平，董水生，姜阀.信息化条件下“蓝金领”人才培养途径研究 [J].河北企业，2019（4）：126-127.

[5] 李祖亮，李洪圳.中职STEAM教育探索研究 [J].科技创新导报，2018，15（1）：197-198.

作者简介：魏文冲（1993.12-），女，汉族，广东增城人，教师，硕士，研究方向：特殊教育、中职物联网教学。