基于STEM视角探究新发展阶段一流机械类专业建设

岳晓峰，朱娟，高学亮

（长春工业大学，吉林 长春 130021）

0 引言

机械类学科的主要目标就在于培养出具有较高水平的创新型人才，输出具有较高水平的科技研究成果，所以，高校的教育科研能力水平和对于人才培养的重要程度好坏，一般都是通过对学科所设立的教育科研能力水平的高低进行标定，学科所设立的教育科研能力高低直接决定着高校对于教育人才的培养与对于科研成果的输出质量、可靠性、稳定性。将STEM理念应用于机械大类专业建设，构建专业新生态有重要的理论意义和实用价值[1]。

1 我国高校STEM教育阶段

世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，对机械类专业人才培养提出了更新更高的要求，机械类专业急需调整理论及实践课程体系以适应社会需求。STEM理念综合运用科学、技术、工程、数学等知识解决工程现实问题，保证专业方向调整与社会人才需求无缝连接，对于促进经济增长、推动科技创新、创造工作岗位具有重要作用。但从现阶段我国高校教育来看，我国高校融合STEM教育理念的研究处于起步阶段，基础研究薄弱，较比发达工业国家，机械大类STEM专业建设研究强度较低，研究方法仍旧存在很多不足，高校机械专业基于STEM理念开展教育教学现状同样存在诸多不足。

2 基于STEM视角探究新发展阶段一流机械类专业建设路径

2.1 明确服务社会的机械类专业方向研究

面向市场的就业格局决定着专业培训的方向，一定要做到准确的定位。无论是要培养科技研究型的人才，还是要培养工程应用型的人才，都要充分结合本校的情况，以更好地服务于我国现代装备制造业的发展、更好地服务当地的经济、更好地满足市场需求为目标和宗旨。通过调研行业企业、回访毕业生等方式不断调整专业方向，使专业方向与社会发展接轨，为地方经济建设服务。

2.2 建设一支优秀教师队伍

高等院校师资团队建设始终是我国高校教育的核心。如果没有良好的师资，难以拥有较高的课堂教学质量，无法做出高品位的研究成果。也就是说，不能培育出高品位的人才。其办学的关键还是教师，要建设一支综合素质较高、结构适宜、整体调动性好、总体实力较强的师资队伍。

STEM教育离不开高素质的教师，采取线下培训、在线研讨、视频课程等方式对专业教师进行培训，增强STEM教师的专业性，准确把握STEM教育的概念与内涵，具备STEM课程研发、课程活动的把控能力等，带动STEM教育的科学发展。

2.3 结合实际需求设计学生培养方案

在高等院校课程的教学中，学校和其他专业的教师都应该充分顺应当今时势，确立合理有效的培养目标，助力"一流大学、一流学科"建设目标的落实。树立良好的课程目标既是为了完善教育课程框架、调节教学手段和方式、确定教育课程内涵等而进行研究、提高教育课程质量的必然条件，又是课程研究开发与教育课程设计工作的重要组成部分。只有有了合理的课堂教学建设课程目标，教师才真正能够做到在课堂教学建设过程中有迹可循、有理可依，合理安排课堂教学中的课时和课程进度，把握好教学课程的建设重点与教学难点，并为其量身选取合适的目标评价教学方式[2-3]。

2.4 教学模式和教学内容的创新

2.4.1 “以教师为中心”转变为“以学生为中心”的教学模式

近些年，伴随社会发展，社会对人才的教育方式提出新要求。新的社会背景下，教学亟须改变传统“以教师为中心”的教学模式，将学生作为课堂主体“以生为本”的教学理念凸显出来。“以生为本”的教学理念主张，在教学中凸显学习者，重视学生课堂感受，重视学生个性化发展。因材施教，提升学生自主学习，深入学习，主动学习的能力，提高学生学科素养和人文素养。2012年我国高等教育协会举办的“以学生为中心”的主体活动，便旨在倡导和推动我国高校的本科教学从“传授模式”向“学习模式”的创造性改革转型，将以学生为中心的教学理念作为当下高等本科院校育人主旨。

虽然，目前我国仍主要践行着以教师为主的“讲授式”教育。但从教学成果看，讲授式教育的确存在诸多不足。首先，讲授式教育忽略了大学生的个性化，差异化。一刀切地进行教育教学，使得很多学生个性化优势难以发展。其次，讲授式教学使得学生在课堂学习中相对被动。因此，应积极践行"以学生为中心"的课堂教学管理观念，鼓励引导学生进行自主求知，激发学生自主学习热情，培养创新性教学思维。以学生为中心的多元教学模式可从以下几方面进行：

（1）讲座式。积极向行业专家学习，定期邀请国内外行业带头人等专业专家学者进行学术交流，以在培养学生眼界，开阔学生视野的同时，通过不同于常规课堂的教学模式调动学生学习兴趣，激发学生学习热情，培养学生自主学习能力，达到培养学生综合学科素养的目的。

（2）讨论式。讨论式教学是现今备受推崇的教学模式之一。不论是项目式教学，线上线下相结合的方式，问题式教学，案例式教学，学案导学还是本文着重分析的STEM教学，都完全可以将讨论式教学融合在常规教学中。讨论式教学主张将学生分组，通过开放式教学互动，基于学生间更多交流机会。通过学生互助讨论的方式寻求待解决问题的答案，进而有效增强学生对于问题的理解，提升学生课堂参与感，提高学生交流能力，团队互助能力，探索问题，发现问题，分析问题，解决问题的能力。

（3）学生授课模式。学生授课模式，顾名思义，指有目的性地将学生和教师进行角色互换。课堂中，安排学生或学生小组站在讲台上进行相关知识讲授。或安排学生进行课堂教学准备，从主题讨论，课堂准备，课堂教授，课堂互动等，让学生从被动的知识接受知识到主动分享知识。多种不同的教学模式探索，基于STEM视角探究新发展阶段一流机械类专业建设，提升一流机械类专业教学质量[4]。

2.4.2 教学内容强化实践教学

实践教学是整个课程框架中最为重要的一个组成部分。一方面具有巩固和提高学生理解科研知识、锻炼学生的动手能力等作用；从另一个角度上培养了学生们发现问题，思考事物，解决问题的技巧。现有的实验内容在一定程度上局限于课堂上所学习的内容“规范化”地验证，设计一定数量和比例的“设计型”实验，这样让学生能够充分发挥自己的想象力，自己设计实验，通过完成这些实验的过程，对实验中的数据进行处理和对结果的分析。机械类专业的学生在其学习的过程中，必须要先完成大量的课程设计、毕业设计等相关技术内容的训练，并且要完成对自身所学知识的整合，要积累更多的机械设计知识，综合性的模拟课题是根据机械类专业实际情况而确立的基本要求[5]。

2.5 构建产教融合校企合作的教学模式

新时期，高校应积极通过校企合作的方式，构建产教融合校企合作的教学模式，增强高校与企业交流，降低人才成长的周期性和时间费用。增加学生实习机会，锁定育人方向，从用人角度，开展教育。同时，加快和推进校内外生产实践基地建设，利用先进的生产实践设施进行训练和提升学生自主动手参与实践的能力；建立校企合作的信息反馈体系，以市场需求为引擎，充分考虑企业的实际情况和发展建议，及时修改院校在招聘人才培养各个环节上存在的缺陷和不足，为社会培养更多优秀的人才。优势互补、资源共享的合作模式，最终达到“利益共赢”[6]。

3 结语

科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母缩写即STEM。其中，科学 Science指认知世界，解释自然界的客观规律，技术 Technology与工程 Engineering在于在尊重自然界客观规律的基础上对世界的改造，以通过对自然界的把控，解决社会发展遇到的各种问题。而数学 Mathematics则作为学科基础工具，在学科与技术研究中，发挥关键作用。由此，基于对STEM的深入理解，不难发现，现今社会发展亟需双一流机械专业教学融合STEM理念，以高质量培育机械人才。本文重点介绍了高校机械类学科相关专业的课程体系建设和STEM教学改革的具体方法。包括如何努力构建合理的课程建设框架和课程目标、教学模式和校企合作，努力积极着手推进"双一流"建设，以期为相关研究提供理论基础。