沈 雁， 林 銀， 楊津婧

(湖州師范學(xué)院 工學(xué)院， 浙江 湖州 313000)

我國擁有世界上規(guī)模最大的工程教育，但在培養(yǎng)具有持久競爭力的高層次、應(yīng)用型、復(fù)合型工科人才的教育水平方面與發(fā)達(dá)國家還存在一定差距。2010年國家啟動高等學(xué)?！蹲吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃》，旨在著力提升學(xué)生的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力[1]。2018年9月《教育部 工業(yè)和信息化部 中國工程院關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科，實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》，強(qiáng)調(diào)卓越工程師創(chuàng)新型人才“不僅要具備解決問題的實踐能力、過硬的創(chuàng)新本領(lǐng)，還應(yīng)具有較高的人文素養(yǎng)、良好的團(tuán)隊精神、較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、廣闊的國際視野”[2]。2015年教育部《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》提出“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的信息意識與創(chuàng)新意識”[3]。這標(biāo)志著STEAM教育正式進(jìn)入我國教育領(lǐng)域。2019年《教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》進(jìn)一步要求“加快推進(jìn)智慧教育創(chuàng)新發(fā)展，探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)模式應(yīng)用”[4]。可見，包含科學(xué)、技術(shù)、工程等多學(xué)科的STEAM教育，已成為有別于國內(nèi)傳統(tǒng)的全新教育方式。其在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、跨學(xué)科問題解決能力、團(tuán)隊合作等方面發(fā)揮了積極作用，對促進(jìn)地方本科高校卓越工程師人才培養(yǎng)也將大有裨益。

一、STEAM教育的起源與發(fā)展

(一)STEAM教育的起源

STEAM教育由20世紀(jì)80年代美國STEM教育發(fā)展演變而來。它是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、藝術(shù)(Arts)和數(shù)學(xué)(Mathematics)五門學(xué)科教育的簡稱。二戰(zhàn)后，美蘇雙方在各領(lǐng)域尤其是科技和軍事領(lǐng)域展開比拼。前蘇聯(lián)分別于1957年和1961年率先發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，并成功將世界上第一位宇航員送入太空。美國的這一短暫失利引發(fā)了美國政府對本國教育的深刻反思。當(dāng)時的美國政府意識到國家安全與高科技人才培養(yǎng)息息相關(guān)，并認(rèn)為學(xué)校教育投入不足、課程設(shè)置不系統(tǒng)、數(shù)學(xué)和科學(xué)教育不受重視等，是造成軍事和科技落后的根本原因。為此，1986年美國國家科學(xué)委員會(National Science Board， NSB)出臺了《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》(Undergraduate Science、Mathematics and Engineering Education)，首次將大學(xué)科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育進(jìn)行有機(jī)融合，加快對高等教育領(lǐng)域綜合性科技人才的培育，從而拉開了STEAM教育的序幕。

此后，美國政府及學(xué)術(shù)界推出一系列政策。如：1996年美國國家科學(xué)基金會(NSF)發(fā)布《塑造未來：透視科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的本科教育》；2005 年美國國家科學(xué)院、國家工程院、醫(yī)學(xué)科學(xué)院和國家研究委員會聯(lián)合推出《駕馭風(fēng)暴：美國動員起來為更加輝煌的未來》，該報告成為21世紀(jì)美國科技教育發(fā)展的戰(zhàn)略性報告；2007年美國國會通過《國家競爭力法》要求創(chuàng)造機(jī)遇，顯著提升美國科技教育領(lǐng)域優(yōu)勢地位，并在同年，美國國家科學(xué)委員會再次發(fā)布《國家行動計劃：應(yīng)對美國科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)的緊急需要》；2009年奧巴馬政府提出的《競爭卓越計劃》，強(qiáng)調(diào)美國將優(yōu)先發(fā)展 STEM；2014年奧巴馬啟動《STEM國家人才培育計劃》，包括《STEM創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃》(STEM Innovation Networks program)、《STEM焦點學(xué)校計劃》(STEM-focused school)等[5]。通過上述計劃的實施，美國政府不斷加大STEM教育的推進(jìn)力度，逐步實現(xiàn)由高等教育向中小學(xué)教育、幼兒教育的全面延伸。

(二)STEAM教育的發(fā)展

STEAM教育主要經(jīng)歷了以下三個發(fā)展階段：

第一階段：STS教育，即科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)與社會(Society)英文首字母的縮寫。STS教育源于20世紀(jì)60年代，其關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系[6]。它使美國科學(xué)技術(shù)為社會服務(wù)的實踐成果日益豐碩，技術(shù)功能與價值被充分挖掘，促進(jìn)了人才培養(yǎng)與社會進(jìn)步。

第二階段：STEM教育，即科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)英文首字母的縮寫。20世紀(jì)80年代，科學(xué)、技術(shù)與工程的聯(lián)系越來越密切，大眾化生產(chǎn)的批量產(chǎn)品已不能滿足美國人民的個性化需要和日益增長的物質(zhì)需求，急需技術(shù)型與創(chuàng)新型的理工科人才。因此，多學(xué)科融合的STEM教育在教育系統(tǒng)的地位日益明確，逐步走向規(guī)范化、專業(yè)化和科學(xué)化的發(fā)展道路。

第三階段：STEAM教育。隨著STEM教育的深入開展，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)人文藝術(shù)不僅能夠增加STEM教育的趣味性，還有利于培養(yǎng)全面發(fā)展的未來社會合格公民。2011年，美國學(xué)者Georgette Yakman 首次將代表人文藝術(shù)學(xué)科的A(Arts)融入STEM教育中，形成了STEAM教育理念[7]。

二、STEAM教育的內(nèi)涵與特點

(一)STEAM教育的基本內(nèi)涵

美國弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)者喬吉特·亞克曼(Georgette Yakman)是STEAM教育理論的奠基人。他認(rèn)為STEAM教育是運(yùn)用項目協(xié)作和實踐方式解決現(xiàn)實問題的新型教學(xué)模式，其目標(biāo)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、問題解決能力的高素質(zhì)綜合型人才[8]。他構(gòu)建了STEAM教育理論框架。該框架模型將多學(xué)科、多課程結(jié)合起來，形成五層金字塔形狀，較好地詮釋了STEAM教育的內(nèi)涵。其中，第一層是具體課程水平，主要是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的相關(guān)課程[9]，并涉及各個領(lǐng)域的詳細(xì)研究；第二層是具體學(xué)科水平，注重科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科的學(xué)習(xí)及融會貫通；第三層是多學(xué)科水平，將藝術(shù)滲透到科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)學(xué)科中，旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活相聯(lián)系的認(rèn)知能力；第四層是綜合水平，體現(xiàn) STEAM 多學(xué)科綜合能力和水平，注重培養(yǎng)學(xué)生融合 STEAM 各學(xué)科知識，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力[10]；第五層是教育的終極目標(biāo)。學(xué)習(xí)者能終身保持對核心素養(yǎng)與技能的積累，并把這一能力運(yùn)用到現(xiàn)實生活中以解決真實問題。各層級之間并不是簡單的疊加關(guān)系，而是將各學(xué)科以適宜的方式整合成以綜合目標(biāo)為導(dǎo)向的全新教育形態(tài)。

(二)STEAM教育的特點

STEAM與傳統(tǒng)教育相比，具有以下特點。

其一，注重教學(xué)與現(xiàn)實世界的聯(lián)系。STEAM教學(xué)是基于現(xiàn)實問題(problem-based learning)或項目(project-based learning)，引導(dǎo)學(xué)生通過實踐探索去尋求解決方案的一種教學(xué)活動[11]。正因為教學(xué)內(nèi)容與實際問題息息相關(guān)，更要求知識體系的設(shè)置要充分凸顯應(yīng)用性、創(chuàng)新性和綜合性等特點。

其二，運(yùn)用工程設(shè)計流程(engineering design process，EDP)制訂問題解決方案[12]。EDP 提供的路徑選擇是靈活多變的，因此在使用 EDP 制定解決方案的過程中，學(xué)生可以嘗試運(yùn)用不同的學(xué)科知識和方法解決現(xiàn)實問題或進(jìn)行項目研發(fā)。

其三，倡導(dǎo)“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)模式。STEAM 教學(xué)以學(xué)生為主體，鼓勵學(xué)生開展協(xié)作學(xué)習(xí)，注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的探究經(jīng)歷與動手體驗的收獲。

其四，強(qiáng)調(diào)協(xié)作性。真實任務(wù)的解決離不開與他人的合作。因此，STEAM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生在群體協(xié)同中相互幫助、相互啟發(fā)，進(jìn)行群體性知識建構(gòu)。

可見，STEAM教育注重跨學(xué)科、多元化、交互式的學(xué)習(xí)模式，其所倡導(dǎo)的將學(xué)科知識綜合運(yùn)用，創(chuàng)新性地解決現(xiàn)實問題等觀點，會極大地促進(jìn)對工程領(lǐng)域高級應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為此，美國政府已將STEAM教育納入本國幼兒園到12年級階段的教育改革戰(zhàn)略，以期發(fā)揮其積極作用。

三、地方本科高校卓越工程師培養(yǎng)現(xiàn)狀

地方本科高校作為我國高等教育的主體，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施中扮演著重要角色。地方本科高校H是開展“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的試點單位，其在卓越工程師創(chuàng)新力培養(yǎng)與提升方面有著深入的思考且具有長期的實踐經(jīng)驗。所以，地方本科高校H能夠真實地反映我國當(dāng)前地方本科高校在卓越工程師培養(yǎng)中的基本情況，其經(jīng)驗和做法具有一定的典型性和代表性。

(一)卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐探索

作為一所地方本科師范類院校，地方本科高校H在明確目標(biāo)定位的同時，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，始終堅持校地共育的人才培養(yǎng)理念，逐漸摸索出一條符合學(xué)校發(fā)展的卓越工程師人才培養(yǎng)之路。

1.深化人才培養(yǎng)模式改革

為破解地方師范院校辦工科面臨的資源短缺、經(jīng)驗匱乏、重理論輕實踐等問題，學(xué)校各類工科專業(yè)根據(jù)自身特色，以省級特色專業(yè)建設(shè)、省級一流學(xué)科建設(shè)和工程專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，深入開展校地共育人才培養(yǎng)模式改革。

一是積極引入地方企業(yè)資源，共建工科特色專業(yè)，實現(xiàn)校企在實驗平臺、實訓(xùn)基地、師資隊伍、科研項目等方面的深度合作，培養(yǎng)行業(yè)所需的高級應(yīng)用型優(yōu)質(zhì)人才。

二是對接地方產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化工科實踐能力培養(yǎng)，重建知行合一的課程體系。

三是吸納社會資金，為工科專業(yè)設(shè)立專項基金，改善人才培養(yǎng)所需的軟硬件配套設(shè)施，支持工科師生的專業(yè)發(fā)展需求。

四是將思政、人文、通識教育有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。如機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)，將馬克思主義基本原理、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)等思政課程，中國名勝與國學(xué)文化、創(chuàng)業(yè)項目投資分析、新青年之養(yǎng)成等人文課程，以及營養(yǎng)與健康、大學(xué)生現(xiàn)場應(yīng)急救護(hù)實用技能、有氧運(yùn)動與健身運(yùn)動選擇等通識課程納入課程模塊。旨在提升學(xué)生的人文素養(yǎng)，發(fā)揮課程思政的育人作用，健全專業(yè)課程體系(見表1)。

表1 機(jī)械設(shè)計制造和自動化專業(yè)部分課程模塊

2.重視教學(xué)隊伍建設(shè)

一是加強(qiáng)對青年教師的培養(yǎng)。重視青年教師的入職培訓(xùn)、青年教師助講培養(yǎng)計劃，以及青年教師培養(yǎng)助推計劃，鼓勵青年教師讀博進(jìn)修、出國訪學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)功底，拓寬視野，提升教學(xué)技能。

二是加強(qiáng)教學(xué)交流與研討。將主題講座、教學(xué)名師講壇常態(tài)化、系列化，豐富教研活動內(nèi)容，注重研究性學(xué)習(xí)的質(zhì)量和成效，助力青年教師在國家級、省級、校級精品在線課程建設(shè)和各類教學(xué)獎項上實現(xiàn)突破，并將教學(xué)成果引入實踐。

三是加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)動。鼓勵骨干教師進(jìn)企業(yè)，產(chǎn)業(yè)英才進(jìn)課堂，實施暑期百名專家下企業(yè)(基層)、青年教師赴鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)掛職鍛煉等計劃，打造知行合一的教學(xué)團(tuán)隊。

3.培養(yǎng)學(xué)生科研思維與能力

一是注重學(xué)習(xí)研究，狠抓學(xué)生科研。學(xué)校師范底蘊(yùn)特有的優(yōu)良學(xué)風(fēng)，能夠激發(fā)學(xué)生從入校開始就不斷發(fā)掘自身的學(xué)習(xí)興趣，專注專業(yè)學(xué)習(xí)。同時，學(xué)校積極引導(dǎo)學(xué)生申報國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、浙江省新苗人才計劃，以及各類校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研立項等大學(xué)生科技項目，參與教師的在研科研項目,并為學(xué)生配備專業(yè)指導(dǎo)老師。持續(xù)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維，提升綜合運(yùn)用知識的能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

二是注重學(xué)科競賽，鼓勵創(chuàng)業(yè)實踐。學(xué)校十分重視大學(xué)生的學(xué)科競賽，已形成“一生一競賽”“一專業(yè)一競賽”的格局和“以賽促學(xué)、賽學(xué)結(jié)合”的良好氛圍。其中，工科類專業(yè)競賽品類多，層次豐富，覆蓋面廣，學(xué)生可結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢和自身特點，選擇參加多項感興趣的比賽。學(xué)校著力激發(fā)在校大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識，提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)技能，鼓勵學(xué)生積極參加浙江省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽和浙江省大學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃大賽(創(chuàng)業(yè)組)。對在各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中表現(xiàn)優(yōu)異且有一定發(fā)展前景的項目,學(xué)校擇優(yōu)推薦其入駐大學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化園，并為其提供免費(fèi)創(chuàng)業(yè)辦公場地、低息小額貸款、風(fēng)險投資金招募等配套服務(wù)，還為其聘請成功企業(yè)家擔(dān)任創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師，旨在有效提升入駐項目的孵化率，幫助學(xué)生將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念落地生根。截至2020年3月，目前在孵企業(yè)數(shù)50多家，項目經(jīng)營前景呈現(xiàn)良好趨勢。

4.拓展教學(xué)和實訓(xùn)平臺

學(xué)校著力匯聚卓越工程師人才培養(yǎng)所需的內(nèi)外部資源，全面提升各類平臺對教學(xué)、科研、實訓(xùn)、實踐等方面的支撐力度。

一是促進(jìn)學(xué)科平臺對教學(xué)的支撐與反哺。根據(jù)人才培養(yǎng)需求，將國家地方聯(lián)合共建工程實驗室、省級重點實驗室(工程實驗室)、省級一流學(xué)科、省級創(chuàng)新團(tuán)隊，以及地市級重點學(xué)科、扶持學(xué)科等各類學(xué)科平臺資源向本科學(xué)生開放，實現(xiàn)學(xué)科平臺與教學(xué)平臺共建共享，帶動學(xué)科建設(shè)成果融入卓越工程師創(chuàng)新型人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)。

二是強(qiáng)化教學(xué)實踐基地育人功能。遴選一批與工程師培養(yǎng)專業(yè)相匹配的行業(yè)、企業(yè)教學(xué)實踐基地，合理利用企業(yè)已有的各類創(chuàng)新研發(fā)平臺、高層次人才等優(yōu)勢資源，實現(xiàn)基地實踐教學(xué)與高校人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)相銜接，充分發(fā)揮基地在教學(xué)、科研、實習(xí)、實踐、就業(yè)等方面的功能和作用。

三是集聚力量拓展平臺。聯(lián)合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)共建省級協(xié)同創(chuàng)新中心和校企聯(lián)合實驗室；依靠地方政府的政策和資金支持，建設(shè)當(dāng)?shù)刈畲蟮膭?chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心、校工程訓(xùn)練中心和精工實習(xí)基地；申報大學(xué)生眾創(chuàng)空間，開展SYB創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)等，為卓越工程師創(chuàng)新型人才培養(yǎng)搭建平臺。

5.加強(qiáng)內(nèi)部教學(xué)質(zhì)量保障體系建設(shè)

高校H構(gòu)建全員參與、全程監(jiān)控、全面改進(jìn)、循環(huán)閉合的教學(xué)質(zhì)量保障體系，形成了教學(xué)管理、課堂教學(xué)、教學(xué)效果保障、學(xué)生創(chuàng)新能力及評價反饋等子系統(tǒng)，著力貫通人才培養(yǎng)過程中的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、過程監(jiān)控、培養(yǎng)結(jié)果等環(huán)節(jié)，保障了人才培養(yǎng)質(zhì)量的穩(wěn)步提升,并在以下方面取得了較好成效。

一是加強(qiáng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)質(zhì)量保障體系建設(shè)的重要基礎(chǔ)。為此，學(xué)校依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，在日常教學(xué)過程中建立了一套包括課程體系、能力指標(biāo)、師資隊伍、教學(xué)活動、支持條件等的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時打造校內(nèi)實驗教學(xué)平臺、校外實踐教學(xué)基地、學(xué)科科研平臺相結(jié)合的“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同機(jī)制，并在長期的教學(xué)實踐中加以補(bǔ)充和完善。

二是加強(qiáng)日常教學(xué)管理。根據(jù)工科專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、企業(yè)、著名高校專家等的咨詢意見，結(jié)合成熟工科高校的調(diào)研經(jīng)驗，規(guī)范教學(xué)管理流程，健全并細(xì)化教學(xué)管理制度，制定和完善卓越工程師人才培養(yǎng)方案，使教學(xué)大綱、授課計劃和教案完整規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，課程考核方式嚴(yán)謹(jǐn)，充分體現(xiàn)了工科專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求。

三是堅持閉環(huán)監(jiān)控管理。根據(jù)在校學(xué)生、任課教師和管理人員的反饋意見形成內(nèi)部監(jiān)控閉環(huán)，根據(jù)畢業(yè)生、用人單位和行業(yè)部門的反饋意見形成外部監(jiān)控閉環(huán)，注重質(zhì)量信息反饋與利用，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升。

(二)地方本科高校卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)面臨的主要問題

自2010年教育部決定實施《卓越工程師培養(yǎng)教育計劃》以來，地方本科高校積極響應(yīng)，結(jié)合自身實際，探索卓越工程師創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，為我國走向工程教育強(qiáng)國作出了積極貢獻(xiàn)，但培養(yǎng)過程中存在的問題亟待解決。

1.教學(xué)觀念有待轉(zhuǎn)變

《卓越工程師培養(yǎng)計劃》的實施，要求“從根本上改變原來重理論、輕實踐的觀念，從政策上引導(dǎo)高校分類發(fā)展”[13]。但一些地方本科高校在卓越工程師人才培養(yǎng)過程中，對人才培養(yǎng)要求的認(rèn)識還不夠到位，理解還不夠深入。因此，在教育教學(xué)中依然存在以第一課堂講授為主，理論與實踐兩張皮現(xiàn)象仍時有發(fā)生；個別教師因科研任務(wù)重而對課堂教學(xué)精力投入不足，或課堂講授內(nèi)容的前沿性和拓展性不夠；部分學(xué)生存在被動接受知識的現(xiàn)象，專業(yè)知識與其他學(xué)科知識融會貫通程度較低，缺乏積極主動的思考和研究，科研能力和創(chuàng)新思維較薄弱；學(xué)校整體創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍還需加強(qiáng)?？梢?，教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變需要動員全體師生積極行動，統(tǒng)一思想，凝聚共識，從政策引導(dǎo)、體制機(jī)制和輿論宣傳等方面加快推進(jìn)，著力形成與卓越工程師人才培養(yǎng)相契合的教育理念，并嘗試將觀念轉(zhuǎn)變落實到提升創(chuàng)新力人才培養(yǎng)的具體環(huán)節(jié)。

2.校企合作有待深化

高校與企業(yè)共建的實踐基地，使校企雙方在科研項目、技術(shù)升級、產(chǎn)品研發(fā)、師資交流、學(xué)生見習(xí)實習(xí)等方面的合作更加緊密，但也存在一些問題。

一是優(yōu)質(zhì)實踐教育教學(xué)基地資源短缺。符合高校人才培養(yǎng)要求的校外教育教學(xué)資源有限，無法滿足學(xué)生大批量集中實踐的需求，使得一部分學(xué)生的實習(xí)崗位與所學(xué)專業(yè)不對口，進(jìn)而直接影響學(xué)生的實踐成效。

二是校企雙方訴求存在差異。企業(yè)更關(guān)注由技術(shù)和產(chǎn)品升級帶來的經(jīng)濟(jì)效益，而高校更趨向校企聯(lián)合申報科研項目的數(shù)量和層次，以及實踐環(huán)節(jié)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。如果高?？蒲谐晒麑ζ髽I(yè)生產(chǎn)實際的轉(zhuǎn)化率不高，貢獻(xiàn)度不夠，那么這種校企合作是無法獲得內(nèi)涵提升的。

三是實踐教學(xué)質(zhì)量參差不齊。這既受到客觀條件制約，如企業(yè)教師指導(dǎo)能力的個體化差異、學(xué)生實習(xí)崗位的規(guī)范化管理制度不健全、企業(yè)負(fù)責(zé)實踐教學(xué)和考核的管理人員缺乏等，又受到主觀因素的影響，如企業(yè)指導(dǎo)教師對相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)方案要求不夠熟悉、部分企業(yè)缺乏參與高校人才培養(yǎng)的使命擔(dān)當(dāng)和責(zé)任意識，從而消極地應(yīng)對大學(xué)生實習(xí)實踐任務(wù)，或?qū)嵙?xí)學(xué)生作為勞動力，或安排到無技術(shù)含量的崗位，這些都直接或間接地影響了工科學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)質(zhì)量。

3.師資隊伍建設(shè)有待加強(qiáng)

建設(shè)一支高水平工科專業(yè)師資隊伍是卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要方面。目前地方本科高校師資隊伍中既有工程技術(shù)學(xué)歷背景，又有豐富工程實踐經(jīng)驗的專任教師數(shù)量相對較少，部分工科教師雖然學(xué)歷較高，但缺乏工程項目建設(shè)經(jīng)驗。而行業(yè)、企業(yè)中的高級職稱指導(dǎo)教師雖然具有較豐富的操作經(jīng)驗，但工程理論基礎(chǔ)相對薄弱，對相關(guān)工程現(xiàn)象的深層原理和前沿理論發(fā)展動態(tài)缺乏了解。因此，如何為校內(nèi)專任教師搭建更廣闊的實踐鍛煉平臺，鼓勵教師深入企業(yè)，培育專任教師的工程實戰(zhàn)經(jīng)驗；如何選聘行業(yè)和企業(yè)的優(yōu)質(zhì)教師，拓展實踐導(dǎo)師的理論視野，有效彌補(bǔ)校內(nèi)外師資各自存在的先天不足等，都成為地方本科高校師資隊伍建設(shè)中亟待解決的問題。

四、地方本科高校卓越工程師創(chuàng)新力提升的STEAM路徑

(一)樹立新工科人才培養(yǎng)理念

其一，《卓越工程師教育培養(yǎng)計劃》是在我國主動應(yīng)對世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，深化工程教育改革的時代背景下提出的戰(zhàn)略舉措。在加快新工科人才培養(yǎng)，打造世界工程創(chuàng)新中心和人才高地的過程中，地方本科高校要創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念，要結(jié)合學(xué)校實際，引入適合理工科人才培養(yǎng)的STEAM教育模式并將其本土化，用理念創(chuàng)新引領(lǐng)專業(yè)發(fā)展，驅(qū)動人才培養(yǎng)各個要素發(fā)揮作用。

其二，要深化人才培養(yǎng)模式改革，從課程建設(shè)、教學(xué)教法、教材建設(shè)、實習(xí)實踐等維度，形成與新工科人才培養(yǎng)相適應(yīng)的目標(biāo)體系。

其三，要構(gòu)建人才培養(yǎng)的支持體系，研究制約地方本科高校工科人才培養(yǎng)的瓶頸，從輿論宣傳、教育教學(xué)、師資隊伍、資源優(yōu)化、制度保障等方面因地制宜地實施各項改革舉措，形成支持人才培養(yǎng)的合力，構(gòu)建適合本校工科發(fā)展的良好生態(tài)。

(二)建立多學(xué)科融合的課程體系

其一，在課程體系建設(shè)上持續(xù)完善工科課程模塊化設(shè)置。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)需求，從素質(zhì)拓展、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、專業(yè)綜合能力、綜合實習(xí)和創(chuàng)新實踐等角度，完善專業(yè)課程模塊化設(shè)置；將文化藝術(shù)、工程技術(shù)、數(shù)學(xué)等各學(xué)科知識予以交叉、整合和拓展，并利用在線資源平臺打造專業(yè)模塊課程群，培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合理解和運(yùn)用能力。

其二，加強(qiáng)課程教學(xué)與現(xiàn)實需求的聯(lián)系。一方面，要將理論教學(xué)與現(xiàn)實問題相結(jié)合，將生產(chǎn)實踐和現(xiàn)實生活中的具體問題鏈接到知識點，并引入課堂教學(xué)；另一方面，要對接行業(yè)企業(yè)需求，根據(jù)與專業(yè)相關(guān)行業(yè)企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)和技能要求，規(guī)劃、調(diào)整課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容，使人才培養(yǎng)更具有導(dǎo)向性和針對性。此外，要全面突出工程實踐能力培養(yǎng)，實現(xiàn)工程實踐四年全程不間斷，構(gòu)建素養(yǎng)能力并重、理論實踐相融合的課程體系。

其三，倡導(dǎo)教材教法創(chuàng)新。在教材選用上，可選擇性地引入國外成熟的STEAM專業(yè)教材；或在借鑒美國相關(guān)STEAM教材的基礎(chǔ)上，鼓勵教師編寫具有校本特色的工科專業(yè)教材；或?qū)TEAM學(xué)科元素嵌入現(xiàn)有的教材內(nèi)容，推動STEAM課程改革。在教學(xué)方法和手段上，要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，遵循教育規(guī)律，不照搬西方模式，在已有課程的基礎(chǔ)上，靈活把握教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計具有創(chuàng)新特色的學(xué)習(xí)形式[14]?？刹捎谩绊椖炕闭n程教學(xué)模式，選取所在專業(yè)綜合性比賽，將學(xué)生和指導(dǎo)教師劃分為若干支訓(xùn)練隊伍，圍繞競賽所需技能，將課程教學(xué)活動與競賽訓(xùn)練相結(jié)合，以分組競賽的形式考查學(xué)生的任務(wù)完成情況，從而提高授課學(xué)生的參與度和積極性。教賽結(jié)合的授課模式可使學(xué)生沉浸于跨學(xué)科知識學(xué)習(xí)和團(tuán)隊合作的競賽模擬情境中，不僅能提升課堂教學(xué)的針對性和實用性，還能為學(xué)科競賽的團(tuán)隊選拔奠定基礎(chǔ)。

(三)培養(yǎng)具備跨學(xué)科教學(xué)能力的師資隊伍

美國STEAM教育認(rèn)證和培訓(xùn)已趨成熟，主要面向教育工作者(學(xué)校管理者、課外項目輔導(dǎo)員和圖書管理協(xié)助員等)、社會人員(博物館館長、家長、家庭教師等)和項目人員三類群體，以虛擬與現(xiàn)實結(jié)合的方式提供培訓(xùn)認(rèn)證[15]。目前國內(nèi)針對STEAM師資的專業(yè)培訓(xùn)和認(rèn)證還有待完善。因此，地方高校更應(yīng)立足實際，主動作為，多措并舉，以促進(jìn)教師跨學(xué)科教學(xué)能力的提升。

其一，加強(qiáng)STEAM教學(xué)技能培訓(xùn)。在做好科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等單獨(dú)學(xué)科課程教學(xué)技能培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，借鑒美國教育工作者的STEAM培訓(xùn)經(jīng)驗，促進(jìn)教師理解STEAM教育理念，提升高校教師多學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)水平。如提升從單一學(xué)科領(lǐng)域到多學(xué)科領(lǐng)域融合的相關(guān)課程教學(xué)能力、理論聯(lián)系實際的指導(dǎo)能力、STEAM教學(xué)活動設(shè)計能力、教學(xué)反思能力、引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維和問題解決能力等。培養(yǎng)和建設(shè)一支具備較強(qiáng)STEAM教學(xué)技能的工科領(lǐng)域師資隊伍。

其二，組建多學(xué)科交叉教學(xué)團(tuán)隊。根據(jù)人才培養(yǎng)方案和課程模塊，組建涵蓋STEAM相關(guān)學(xué)科、行業(yè)企業(yè)、社會機(jī)構(gòu)等專業(yè)指導(dǎo)教師在內(nèi)的教學(xué)團(tuán)隊，開展團(tuán)隊教學(xué)和指導(dǎo)，有效彌補(bǔ)個體教學(xué)在能力水平、知識體系和實踐經(jīng)驗等方面的不足。選派教師到國外進(jìn)修，提升STEAM雙語教學(xué)技能。

其三，開展跨學(xué)科教學(xué)研討和實踐觀摩。從美國的STEAM教學(xué)實踐可以發(fā)現(xiàn)，STEAM教育活動設(shè)計主要分為準(zhǔn)備階段、實施階段、改進(jìn)階段和反思階段。準(zhǔn)備階段由學(xué)生獨(dú)立完成，是在分析、選擇、設(shè)計等基礎(chǔ)上挑選所需材料和相應(yīng)技術(shù)工具的階段。實施階段要求學(xué)生通過不斷探索、實驗及動手實踐，綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等知識來解決當(dāng)前生活和社會所面臨的問題。改進(jìn)階段要求學(xué)生提出改善活動的建議，從而培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。反思階段要求學(xué)生反思學(xué)習(xí)活動過程，實現(xiàn)鞏固知識、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)和拓展新知識的目的[16]。對上述教學(xué)環(huán)節(jié)的組織實施，需要教師能夠利用各種教學(xué)資源和信息技術(shù)手段，熟悉生產(chǎn)生活實際，具備學(xué)科融合教學(xué)指導(dǎo)等方面的技能。因此，除提供專業(yè)化培訓(xùn)外，地方本科高校還應(yīng)為教師搭建教學(xué)研究和交流的平臺，開展長期、持續(xù)、高質(zhì)量且有針對性的教學(xué)研討活動，促進(jìn)教學(xué)資源和技術(shù)手段共享；推廣共性教學(xué)案例的成功經(jīng)驗，探討個性化教學(xué)問題的解決方案；組織教學(xué)團(tuán)隊成員觀摩優(yōu)質(zhì)公開課，深入體驗企業(yè)的實際生產(chǎn)過程或赴企業(yè)掛職鍛煉，促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊在課堂教學(xué)和生產(chǎn)實踐中的經(jīng)驗積累。

(四)增強(qiáng)學(xué)生對現(xiàn)實問題的捕捉和解決能力

卓越工程師人才培養(yǎng)不僅要夯實學(xué)生的理論基礎(chǔ)，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力，以及能解決現(xiàn)實問題的能力。

其一，地方本科高校要倡導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)。以研究的視角和態(tài)度開展學(xué)習(xí)，是學(xué)生能力提升的基礎(chǔ)和前提。教師要充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)其創(chuàng)新思維和求知欲，幫助學(xué)生夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，能利用專業(yè)實習(xí)實踐機(jī)會發(fā)掘生產(chǎn)生活中具有研究價值的現(xiàn)實問題，積極開展思考和探討。

其二，形成以賽促學(xué)的良性循環(huán)。通過參加國家、省、市各級工科類大學(xué)生學(xué)科競賽，以及國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目和省新苗人才計劃項目等大學(xué)生科研立項，或根據(jù)課堂問題討論、實習(xí)實踐課題搜集，幫助學(xué)生組建本專業(yè)或跨專業(yè)研究團(tuán)隊，培養(yǎng)團(tuán)隊意識和協(xié)作能力，充分激發(fā)團(tuán)隊成員學(xué)習(xí)的自主意識、積極性，鼓勵團(tuán)隊成員運(yùn)用多學(xué)科知識，提出解決現(xiàn)實問題的可行性方案。學(xué)生通過參加學(xué)科競賽，不僅積累了比賽經(jīng)驗，而且能夠發(fā)現(xiàn)自身和團(tuán)隊在知識、能力、方法、合作等方面的不足，從而更好地促進(jìn)專業(yè)學(xué)習(xí)。

其三，拓展全程化實踐的資源平臺。地方本科高校辦學(xué)資源相對有限，因此，需要持續(xù)優(yōu)化內(nèi)部辦學(xué)資源，使資源配置更符合新工科專業(yè)建設(shè)的發(fā)展方向和教學(xué)要求；主動拓展外部資源渠道，建立政府、高校、社會、企業(yè)間的緊密合作模式，充分利用各類科研創(chuàng)新實驗平臺、創(chuàng)業(yè)孵化中心、實習(xí)實訓(xùn)基地，構(gòu)建工科實踐教學(xué)所需的平臺支持體系，實現(xiàn)工科專業(yè)全程化實踐的培養(yǎng)目標(biāo)。