張展榮 王星宇

（浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310000）

近日，《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2019）》于2019世界機器人大會上正式發(fā)布。報告指出，我國工業(yè)機器人今年市場規(guī)模預(yù)計達到57.3億美元，市場需求潛力巨大。當然，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)能否得到長遠發(fā)展與加快培養(yǎng)機器人應(yīng)用型人才的舉措是緊密聯(lián)系的。各地方政府結(jié)合區(qū)域內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，圍繞智能制造產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈優(yōu)化專業(yè)布局，基本形成與制造業(yè)產(chǎn)業(yè)布局相適應(yīng)的工業(yè)機器人相關(guān)學(xué)科專業(yè)設(shè)置。因此，作為職業(yè)教育起點的中職學(xué)校應(yīng)當在近些年興起的工業(yè)機器人專業(yè)中，融入STEAM教育理念來開設(shè)相關(guān)課程，使工業(yè)機器人課程體系更具科學(xué)性、多元化和包容性。

1 STEAM教育與課程開發(fā)內(nèi)涵解析

STEAM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）與數(shù)學(xué)（Mathematics）英文首字母的縮寫［1］，是一種強調(diào)多門學(xué)科融合并進的新的教育范式。STEAM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的多思維創(chuàng)新能力和綜合性實踐能力，以逐步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，積極適應(yīng)企業(yè)行業(yè)的崗位人才需求。課程開發(fā)是通過對學(xué)生現(xiàn)實需求分析來確定課程目標，然后選擇課程內(nèi)容、進行課程實施，最終開展課程評價的有序性和系統(tǒng)性過程。職業(yè)教育課程開發(fā)的重點是對職業(yè)學(xué)習(xí)的目標、內(nèi)容以及評價標準進行可行性研究［2］。時代日新月異的發(fā)展對學(xué)生的要求也會發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此學(xué)校課程也不能一成不變，科學(xué)合理的課程開發(fā)應(yīng)當與時俱進。

2 機器人課程開發(fā)中融入STEAM教育理念的必要性分析

在中職學(xué)校機器人專業(yè)課程開發(fā)中，應(yīng)當以STEAM教育理念為支撐，以改善學(xué)校辦學(xué)效果為核心，以培養(yǎng)學(xué)生正當興趣為宗旨，以協(xié)調(diào)教師專業(yè)能力提升為目標，以區(qū)域發(fā)展需求為指向，充分考慮各種動態(tài)的影響因素。

2.1 學(xué)校教育理念落后 教學(xué)效果難以改善

盡管國家在不斷加大職業(yè)教育改革力度，但是職業(yè)學(xué)校教育理念停滯不前的現(xiàn)象依舊是普遍的。我們要明確中職學(xué)校培養(yǎng)出來的學(xué)生絕大部分是面向企業(yè)操作崗位的，因此學(xué)生在學(xué)校里務(wù)必要鍛煉出自己扎實的操作技能。然而，中職學(xué)校目前還是傾向于傳統(tǒng)的課堂教授教育理念，認為教師應(yīng)該掌握對課堂的絕對主導(dǎo)權(quán)，傳遞-接受的教學(xué)模式屢見不鮮，學(xué)生接受知識能力低下，最終導(dǎo)致學(xué)校的辦學(xué)效果無法給學(xué)生、家長以及社會一個滿意的交代。中職學(xué)校也應(yīng)當抓住時代發(fā)展的新契機，積極開展教育理念改革的工作，以促進學(xué)生就業(yè)和適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為導(dǎo)向，逐步改善學(xué)校的辦學(xué)效果。因此，中職學(xué)校需在課程開發(fā)中融入STEAM教育理念，打破傳統(tǒng)課堂對知識傳遞接受式的格局，將課堂的自主權(quán)下放到每位學(xué)生的手上，學(xué)生在課堂上有充足的時間來通過動手實作來獲得知識。這將充分體現(xiàn)STEAM教育理念和“做中學(xué)”思想的先進之處。

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)能力低下 學(xué)習(xí)興趣難以調(diào)動

中職學(xué)生向來活潑好動，很多是因為中考出現(xiàn)“偏科”現(xiàn)象才導(dǎo)致與普通高中失之交臂。筆者在中職學(xué)校實習(xí)時發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機器人這類工科專業(yè)的學(xué)生英語普遍較差，但是他們的思維較為敏捷。令人遺憾的是，機器人專業(yè)相關(guān)課程在傳統(tǒng)課堂上的知識傳授顯得蒼白無力，學(xué)生課堂參與度不高，學(xué)習(xí)知識的積極性欠缺。因此，融入STEAM教育理念來開發(fā)機器人課程，通過多種學(xué)科知識的整合，使課程呈現(xiàn)一種開放性的項目化教學(xué)形態(tài)。尤其是人文藝術(shù)學(xué)科的引進會使原本帶有枯燥特點的機器人課程變得更具生動性與吸引力，從而學(xué)生不再拘泥于傳統(tǒng)的課堂，學(xué)習(xí)興趣極大提高。

2.3 教師教學(xué)工作倦怠 教學(xué)能力難以提升

教師職業(yè)倦怠是在長期的工作環(huán)境及伴隨的壓力中積淀下來的［3］。中職學(xué)校教師出現(xiàn)的教學(xué)工作倦怠問題成因在于學(xué)生的“不自覺”和課堂的“難管理”。陳舊的教育理念開發(fā)出來的課程已無法獲得學(xué)生的認可，探索新的育人模式才是教師擺脫工作倦怠期、提升教學(xué)能力的唯一出路。因此，融入STEAM教育理念來開發(fā)機器人課程，促使課程形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。一門課程需要多方面的學(xué)科知識來支撐，這就要求青年教師及時學(xué)習(xí)新的學(xué)科知識來彌補之前專業(yè)能力方面的不足，有利于其教學(xué)能力的提升。

2.4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加劇 區(qū)域發(fā)展需求升級

隨著我國人口老齡化現(xiàn)象的日益加重以及人工智能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)轉(zhuǎn)型，這就對現(xiàn)有勞動力生產(chǎn)技能和綜合素質(zhì)方面提出了更高的要求。我國很多地區(qū)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，培育出機器人行業(yè)的技能型人才是區(qū)域發(fā)展的新需求。中職學(xué)校作為發(fā)展技能型人才的重要基地，要勇于開拓創(chuàng)新，積極探索新模式、新方法、新策略來應(yīng)對區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才需求的挑戰(zhàn)。因此，融入STEAM教育理念來開發(fā)機器人課程，要在“產(chǎn)教融合”模式的指引下，以校企合作為方法，將學(xué)校機器人課程設(shè)置與企業(yè)機器人崗位需求相匹配作為策略，有利于畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)穩(wěn)定。

3 機器人課程開發(fā)中融入STEAM教育理念的可行性分析

將中職學(xué)校機器人課程進行學(xué)科知識合成，將原先的多門分科課程整合成一門具備多種學(xué)科知識的項目化課程。這與STEAM教育的理念是一脈相承的。因此，中職學(xué)校機器人課程應(yīng)開發(fā)時以STEAM教育理念為指引，整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)相關(guān)學(xué)科的知識，其可行性是必然的。STEAM教育中的科學(xué)（S）可以培養(yǎng)中職學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生首先對機器人最基本的結(jié)構(gòu)等方面產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣。STEAM教育中的技術(shù)（T）能夠促使中職學(xué)生掌握關(guān)于機器人的實際技術(shù)知識，比如學(xué)生對機器人的調(diào)試和編程等都屬于技術(shù)范疇。STEAM教育中的工程（E）可以幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的工程思維，以便于學(xué)生在學(xué)校實訓(xùn)環(huán)節(jié)和未來工作崗位中都具備過硬的操作素養(yǎng)。STEAM教育中的藝術(shù)（A）能夠幫助學(xué)生形成藝術(shù)設(shè)計思維，比如學(xué)生借助于CAD/CAM軟件根據(jù)自己的內(nèi)心想法和人文素養(yǎng)來合理設(shè)計機器人的外觀。這有助于培養(yǎng)工科學(xué)生的人文情懷。STEAM教育中的數(shù)學(xué)（M）對于機器人專業(yè)的工科學(xué)生來說是最基本的學(xué)科，它可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象能力，比如機器人中坐標系的建立、靜力計算及動力學(xué)分析等都涉及數(shù)學(xué)學(xué)科知識。因此，在中職學(xué)校機器人專業(yè)的課程開發(fā)中融入STEAM教育理念是可行的，它能夠培養(yǎng)中職學(xué)生的綜合素養(yǎng)和操作技能，從而可以更好地匹配機器人企業(yè)崗位需求。

4 機器人課程開發(fā)的基本流程

4.1 課程開發(fā)模式的選擇

一方面，要將STEAM教育理念融入課程開發(fā)中去；另一方面，考慮到中職學(xué)校機器人專業(yè)課程的設(shè)置要與機器人企業(yè)崗位能力高度對接，所以在眾多先進的課程開發(fā)模式中，我們可以優(yōu)先選擇DACUM課程開發(fā)模式。DACUM是20世紀60年代由加拿大皇家經(jīng)濟開發(fā)中心和美國通用學(xué)習(xí)公司合作開發(fā)的。這種模式的主要精神實質(zhì)是從社會需要出發(fā)，通過與用人單位合作，以能力培養(yǎng)為中心來設(shè)計課程、實施課程與評價課程［4］。

4.2 課程開發(fā)的具體步驟

4.2.1 工作分析 分析學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)的機器人崗位所需達到的職業(yè)能力，即確定該崗位的工作職責(zé)和每一項職責(zé)內(nèi)的任務(wù)。

4.2.2 任務(wù)分析 分析確定就業(yè)學(xué)生在機器人崗位每項任務(wù)中應(yīng)實現(xiàn)的最終績效目標和能力目標，保證分配任務(wù)的高效完成性。

4.2.3 教學(xué)分析 根據(jù)任務(wù)分析中確定的最終績效目標和能力目標來編制教學(xué)模塊或單元，然后制訂出教學(xué)計劃，確定教學(xué)組織形式和方式方法。

4.2.4 教學(xué)開發(fā) 編制教學(xué)每一課時的教案，合理安排課時對應(yīng)的教材內(nèi)容。

4.2.5 教學(xué)實施 根據(jù)制訂好的各項教學(xué)事物，來開展教學(xué)工作。在機器人專業(yè)的教學(xué)過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，及時完善課程體系，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，最終對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進行評價。

5 結(jié) 語

中職學(xué)校機器人專業(yè)的課程開發(fā)要緊密結(jié)合當今機器人企業(yè)對人才的需求，只有這樣校企合作方面才能實現(xiàn)雙贏。融入STEAM教育理念進行機器人專業(yè)相關(guān)課程的開發(fā)并采用國外先進的課程開發(fā)模式雖然對教師的教學(xué)能力是個很大的考驗，但是對學(xué)生來說能夠有效調(diào)動他們的課堂參與度，提升他們學(xué)習(xí)的積極性。