基于STEAM的新工科产学教融合模式的探索

蒋传健

（重庆对外经贸学院，重庆 401520）

1 引言

自2017年以来，教育部率先启动了“新工科”的建设发展规划研究指导工作，于2017年2月18日发布了“‘新工科’建设复旦共识”，继而于4月8日发布了“‘新工科’建设行动路线（天大行动）”，并于6 月9 日发布了“‘新工科’建设北京指南”。新工科代表的是最新技术产业或者最新行业的未来发展战略方向，是指正在快速发展中已经形成的或将要投入建设中已经形成的新型应用工程技术学科。从新型市场经济的整体发展历程角度来看，新型市场经济所需要强调的不仅是整个产业链的整合，而且是传统学科的专业化。经济网络化形成了“互联网+”的产业升级改造和创新模式。因此，在新工科建设中，诞生了一批跨行业、跨学科的跨界新学科。新工科具有引领型、交融型、创新性、跨界性和发展性等特征[1]。

为了加快“新工科”专业建设，应主动面向未来市场需求，适应和引领新型经济，抓住新时代的发展机遇，突破传统工科教育的瓶颈，应用STEAM新模式与产学教融合模式，促进“新工科”专业学生的综合素质全面发展，使学生的创新能力和理论实践技能得到锻炼，提升学生的综合专业技术水平与其解决实际问题的能力，促进“新工科”专业的应用型人才培养。

2 STEAM教育模式

STEAM 代表科学(Science)，技术(Technology)，工程(Engineering)，艺术(Art)，数学(Mathematics)。该教育理念是由美国Georgette Yakman教授的团队在STEM理论的基础上提出的教育理论，融入艺术主要是为了促进STEM各个领域的发展。艺术包括较广泛的人文科目：社会研究、语言、形体、音乐、美学、表演等。

STEAM 教育模式注重基于项目的学习、基于问题的学习、通过师生合作或学生合作的教学方式。STEAM 教育模式将不同学科的知识内容进行融合，将学习专业基础知识、专业技能、职业发展进行融合，具有重视跨学科方法、重视创意创新能力培养、强调学生的社会责任感及人性化等特征[2]。

STEAM 教育模式注重跨学科知识融合，有助于学生参加学科竞赛。近年来，大学生参加学科竞赛热情很高，很多学科竞赛涉及跨学科知识，如“数学建模”“机器人大赛”“挑战杯”“微软杯”等都涉及跨学科知识。

3 产学教融合模式

在新工科背景下，进行产、学、教三者融合尤为重要。目前，国内外已对产、学、教融合教育发展模式进行了深入系统的研究和探索。在国外，对产、学、教融合提出了三种发展模型：第一，企业主导的教学模式。主要包括德国的“双元制”、日本的“企业访问”、韩国的“产学结合”等模式，这一类模式最显著的特点就是以大型企业高级技术人员职业培训为主，学校专业课程教学为辅。第二，校企合作的教学模式。主要包括美国的“契约合作”、英国的“工学交替”等模式，这一类专业教学模式最突出的特点是实际工作和专业教学有机结合、相互发展，学校在专业相关的知识教学过程中，既注重学生的专业工程技术基础理论知识的掌握，也积极培养学生的基础理论在专业实践运用的综合能力，迎合了社会用人单位对专业人才的技能需求。第三，学校主导的教学模式。主要包括法国的“学徒培训中心”、澳大利亚的“新学徒制”等模式，这一类模式以培训学校或培训管理中心为主导，注重对学生的整体综合素质和专业能力进行培养。

在国内，产、学、教融合模式的研究大致可以划分为三个主要形式：企业配合模式、校企联合培养模式以及校企实体合作模式。当前国内众多院校主要还是停留在企业配合院校的合作模式。

学校的人才培养方案直接影响着企业的发展。对于企业来说，其信誉、科技创新、质量、产品提高、产品推广、市场营销和服务都是他们最关心的方面。在与企业合作培养人才的同时，如果学校能够和企业共同解决这些问题，那么校企合作将会更加密切和融合。这不仅能够帮助“新工科”专业的学生掌握和提高自己的专业技能、开拓思路，打破传统实验课教学中的束缚，创新实验课堂的教学手段和方法，而且能够解决企业人才短缺问题，促进校企交流合作。

4 新工科工程教育新模式

传统的课堂教学模式往往都是老师单向的灌输和学生被动接纳的形式，传统课堂教学模式的弊端十分明显，以老师作为学习认知的主体，学生在整个课堂教学活动中始终保持着被动接受知识的状态，忽视甚至严重抑制了学生的学习自主性和积极性。基于STEAM的产、学、教融合的模式是根据企业对人才的需求、学生自身特点提出的课堂教学模式，让课堂的学习不再枯燥乏味，从被动的学习转变成主动的学习，帮助学生培养具备解决专业所在行业和领域中各种复杂工程问题的综合分析能力、沟通与协调能力、团队合作能力、独立思辨能力和创新实践能力。

（1）培养综合分析能力。结合专业自身的工程技术应用型人才培养定位和专业特色，以行业的需求为教学导向，以实际的工程案例为教学背景，以企业工程技术实际问题为研究主线，企业工程师、行业专家和教师共同构建专业领域的复杂工程问题，从而提高学生的专业工程意识、工程素质和综合工程实践能力，聚焦学生在专业知识和技能方面解决复杂工程问题的能力培养。

（2）培养沟通协调能力。STEAM 的课堂教学以学生为教学活动主体，教师作为课堂教学活动的发起者和组织者，并以小组的方式于课前发布任务，课中对于任务中可能出现的问题进行小组讨论，在教学活动中注重培养学生的沟通协调能力。课程考核植入答辩考核方式，邀请企业工程师作为考核小组成员。

（3）培养团队合作能力。课程通过系统化、模块化、小组项目、小组汇报等形式来培养每个学生的团队意识及协调合作能力。结合项目课程不同阶段所具有的特点，小组项目的内容从基础知识逐步过渡到专业知识，由理论学习延伸到在实际的工程运用，并对教学内容进行优化和整合，凸显了“新工科”专业学生的团队意识提高和协作能力的培养。

（4）培养独立思辨能力。传统教育仅注重专业能力的培养，让学生在给定的领域中思考和解决问题，因而学生缺乏独立思考的能力，学生只关注自己的学习领域。思辨教学任务不仅要求学生能够掌握基础知识，而且还要求学生明确自己的思辨过程和结果，明确自己的思辨内容和方法，学会控制自己的思辨过程。STEAM教育模式作为一种倡导多学科融合的教育模式，以提出问题和结合企业实际项目为教学核心，运用多学科的知识发现、合作、设计、创造性地解决问题，促进了学生对批判性提问的科学精神和对解决问题的理论和实践能力的培养，从而提高学生的独立思辨能力。

（5）培养创新实践能力。STEAM 教育模式注重跨学科的知识框架构建，注重问题与实际的工程项目相联系，注重学生学习的过程与实践相结合，从而有效促进了学生对科学技术研究的认识发展和创新实践能力的提高。

5 基于STEAM的产学教融合模式的途径

学校要站在企业、行业和社会的角度，充分考虑企业、行业人才的需求，邀请企业和社会各界参与制定工程应用型人才模式和培养计划。

（1）实践课程项目化

基于STEAM的产学教融合模式实现教学方法与技术的耦合，将实践课程项目化。即把课堂教学的整个过程融入到企业生产的过程中，教师的教、学生的学都必须是在融入企业生产的过程中完成，真正切实做到老师的教、学生的学和生产“零距离”。“新工科”专业的任课教师在组织专业实践课程教学时，要根据企业的实际需求，合理地配置专业教材和课程教学内容，实行理实一体化和项目式的课程教学；还可以根据企业生产的实际情景，对课程内容进行知识整合和教学重构，根据企业生产过程不同，设计不同的学习项目，让学生在能够顺利完成学习项目的过程中，掌握、理解和完全消化课程的各个知识点。

（2）师资队伍双师化

基于STEAM的产学教融合模式必须依靠“双师化”的教师队伍，学校需要引进尽可能多的“企业导师”，让“企业导师”亲自参与教学过程。校企合作的企业主要参与专业的核心课程和实训项目教学。以学生就业为目标导向，以掌握实践技能为教育核心，以大量的实战案例分析为教学主线，以学生的实践动手能力作为考试合格的标准，以项目研究开发能力作为学生学习的目标，不仅要求学生具有扎实的理论基础，而且要求具有实际的项目研发能力，从而使学生能够快速适应企业的工作。

（3）校企合作常态化

通过校企共同制定适合“新工科”专业发展的人才培养方案和专业课程体系，共同开发适合应用型人才培养的专业课程教材，共同选择适合培养人才的师资，共同研究制订实施培养人才的教学目标和教学计划，实现培养课程的教材与行业需求“零距离”、教学内容与人才培养目标“零距离”。通过校企协同教育培养人才，做到教学具有针对性，提高课程内容教学的有效性。通过引企入校、引校入企”等模式，拓展校企之间合作育人的有效途径，推动校企合作共建校内外实习实训基地。

（4）“1+x证书”制度化

“新工科”专业采取“1+x”职业资格证书制度，能够很好地规范和充分发挥校企合作在教学活动中的主体作用，推动高校加快形成产学教融合，形成精准育人的办学长效机制。在人才培养的课程体系中，将“x”证书的考核内容与专业课程内容相互融合，使学生具备扎实的专业技能和较强的就业竞争力，这样才能培养出适应经济社会快速发展和产业转型升级急需的高素质人才。

（5）毕业设计作品化

针对毕业设计，采用“双任务驱动”方式培养学生的综合能力。工科专业和其他文科类、理科类等专业不同，要求既要完成作品的设计，还要完成毕业论文的撰写。学生毕业论文的指导实行“双导师”制，校内导师和企业工程师共同指导完成毕业作品的设计和论文的撰写。这样既有利于提高和培养学生的实践动手能力和对问题的分析与解决能力，还可以提高学生撰写技术文档的能力。

6 结语

在新工科的时代背景下，基于STEAM 的产、学、教融合模式，能够更好地培养出一批应用型专业技术人才，缩短了应用型专业技术人才的发展成长周期，使得学校的培养目标与企业需求形成对接，增强了应用型专业技术人才培养的市场适应力。当前我国经济发展呈现出快速发展的态势，产业不断转型升级。应用型工科专业唯有依托地方重点支柱产业、战略新兴产业优势，深化STEAM 产学教融合，才能更好地为地方经济建设服务。