魏文沖 黃力

摘 ?要：STEAM是一種多學(xué)科融合的綜合性教育學(xué)習(xí)理念，自2006年由美國(guó)提出以來，因?qū)?dòng)手實(shí)踐及創(chuàng)新思維培養(yǎng)的強(qiáng)調(diào)，已成為備受關(guān)注的現(xiàn)代化教學(xué)模式。但在職業(yè)教育中，尤其是中職課程中，STEAM仍較少獲得關(guān)注。文章將以中職物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程為例，探究在中職課程中引入STEAM教育理念的應(yīng)用策略，更好地培養(yǎng)學(xué)生成為“藍(lán)金領(lǐng)”。

關(guān)鍵詞：STEAM理念;中職教育;物聯(lián)網(wǎng)課程

中圖分類號(hào)：G434;G632.4 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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

我們常常強(qiáng)調(diào)教育要面向未來，即學(xué)生應(yīng)具備未來社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力，而在這瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代，我們無法預(yù)計(jì)學(xué)生將來會(huì)從事怎樣的新興行業(yè)，這就要求我們的教育必須改變以往按部就班、照本宣科的傳統(tǒng)模式，設(shè)計(jì)如STEAM理念一般能夠鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的課堂。

目前，STEM教育在中國(guó)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，但與職業(yè)教育相關(guān)的STEM教育研究卻少之又少。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為中職教育的新興寵兒，具備一定的創(chuàng)新教育背景，在該專業(yè)教學(xué)中開展STEM教育將更有利于學(xué)生在未來社會(huì)中發(fā)揮專業(yè)所長(zhǎng)，促進(jìn)信息技術(shù)發(fā)展。因此，本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程，嘗試將STEM基礎(chǔ)上發(fā)展變遷而來的STEAM理念融入其中，得到貼合新時(shí)代教育要求的課程設(shè)計(jì)。

1 ?STEAM教育理念

STEAM即Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Art（藝術(shù)）、Mathematics（數(shù)學(xué)）縮寫統(tǒng)稱，是由美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)的Georgette Yakka提出的一種多學(xué)科融合的綜合性教育學(xué)習(xí)理念，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生參與體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)獨(dú)立思考、解決問題、協(xié)作和創(chuàng)新創(chuàng)造的能力[1]。

根據(jù)Georgette Yakka提出的STEAM“金字塔”[2]，STEAM理念的整體框架是要以數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，用工程和藝術(shù)的思維去解讀生活中的科學(xué)與技術(shù)問題。在教育教學(xué)過程中，除了需要理清各學(xué)科的具體內(nèi)容外，還應(yīng)挖掘?qū)W科間與生活技能、職業(yè)發(fā)展的聯(lián)系，如利用數(shù)學(xué)邏輯思維引導(dǎo)學(xué)生完成工程項(xiàng)目流程的設(shè)計(jì)，對(duì)于較抽象、難以理解的內(nèi)容，通過圖畫、影像等更形象的方式幫助理解，在過程中進(jìn)行“藝術(shù)滲透”，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2 ?中職課程融合STEAM理念的意義

以STEAM作為教育理念的教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。學(xué)生不再需要將碎片化知識(shí)死記硬背后再思考如何運(yùn)用，而是在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中探究學(xué)習(xí)，開啟創(chuàng)造之旅[3]?！段磥砉ぷ鳎旱谒拇喂I(yè)革命的就業(yè)、技能和勞動(dòng)力戰(zhàn)略》報(bào)告中指出：“至2020年，就業(yè)市場(chǎng)對(duì)擁有解決復(fù)雜問題能力和社交技能人才的需要會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)體力和專業(yè)技能人才的需要”，因此，結(jié)合STEAM理念的教育方式已成為熱潮。

在職業(yè)教育中，我們更是提倡培養(yǎng)學(xué)生成為“藍(lán)金領(lǐng)”，讓學(xué)生未來能在崗位中發(fā)揮專長(zhǎng)，承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任，為國(guó)家發(fā)展做出貢獻(xiàn)[4]。同時(shí)，十九大報(bào)告也指出，職業(yè)教育要“建設(shè)知識(shí)型、技能型、創(chuàng)新型勞動(dòng)者大軍，弘揚(yáng)勞模精神和工匠精神”，這就要求我們既要培養(yǎng)學(xué)生有一技之長(zhǎng)，練就大國(guó)工匠，又要注重通識(shí)教育與社會(huì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提升其就業(yè)創(chuàng)業(yè)的綜合素質(zhì)。

基于以上分析，在中職課程中引入STEAM理念，將敦促教師結(jié)合時(shí)代需求、發(fā)展需求等設(shè)計(jì)教學(xué)，因材施教，發(fā)掘?qū)W生各方面潛能。

3 ?物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程介紹

物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程是我校電氣技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一門專業(yè)（技能）方向課，要求學(xué)生掌握Android（安卓）的安裝和配置、布局設(shè)計(jì)的主要方法，通過完成相關(guān)的項(xiàng)目，掌握Android平臺(tái)的安裝和系統(tǒng)架構(gòu)，掌握編寫完整APP的方法。

課程基于APP Inventor2平臺(tái)開展，目前教學(xué)中使用的是2015年上線的廣州漢化服務(wù)器。平臺(tái)使用積木式的堆疊程序模塊代替復(fù)雜的代碼語(yǔ)句，學(xué)生只需理解程序邏輯即可完成相關(guān)設(shè)計(jì)，并通過自主開發(fā)的APP應(yīng)用控制、監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備。

4 ?物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程中對(duì)STEAM理念的應(yīng)用

4.1 ?基本教學(xué)思路

物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程實(shí)質(zhì)為多門學(xué)科的交叉應(yīng)用，涵蓋了手機(jī)編程、UI設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、設(shè)備連接等方面的知識(shí)?；赟TEAM理念設(shè)計(jì)的課程，需要學(xué)生在理解各門學(xué)科的基礎(chǔ)上，通過分析實(shí)際應(yīng)用情景，用工程思維進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，再結(jié)合藝術(shù)審美及數(shù)學(xué)邏輯思維進(jìn)行APP的制作，最后綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)及技術(shù)將APP與硬件設(shè)備進(jìn)行匹配連接，完成控制或監(jiān)測(cè)測(cè)試?；窘虒W(xué)思路如圖1所示。

4.2 ?應(yīng)用案例分析

根據(jù)基本教學(xué)思路，下面以“遠(yuǎn)程控制開關(guān)燈”的具體教學(xué)環(huán)節(jié)為例，對(duì)STEAM在物聯(lián)網(wǎng)APP開發(fā)課程中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

4.2.1 ?創(chuàng)設(shè)情境

小司出門后忘記關(guān)燈，他得知智能燈可以用手機(jī)遠(yuǎn)程控制。但他沒有學(xué)過相關(guān)知識(shí)，不知道應(yīng)如何使用。請(qǐng)參照以下網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D，如圖2所示，幫助小司安裝該燈光控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。情景互動(dòng)使學(xué)生更積極地投入課堂，培養(yǎng)他們對(duì)知識(shí)的遷移運(yùn)用能力，快速提升包括職業(yè)崗位屬性在內(nèi)的社會(huì)性綜合素質(zhì)[5]。

4.2.2 ?任務(wù)分析

首先向?qū)W生展示任務(wù)效果：通過手機(jī)可遠(yuǎn)程控制燈的開關(guān)，不受距離或環(huán)境的限制;然后引導(dǎo)學(xué)生分析拓?fù)鋱D，比較另一門課程中已學(xué)的設(shè)備云應(yīng)用控制，得出任務(wù)的重點(diǎn)為設(shè)計(jì)APP（手機(jī)客戶端）與中移動(dòng)云平臺(tái)進(jìn)行連接;最后通過分析，讓學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移，綜合應(yīng)用各方面的技能解決問題。

而設(shè)計(jì)APP與中移動(dòng)云平臺(tái)進(jìn)行通訊時(shí)，則要學(xué)習(xí)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，如需訪問的網(wǎng)址、訪問時(shí)請(qǐng)求首部的方式、如何發(fā)起POST請(qǐng)求等。根據(jù)STEAM理念，教師通過指導(dǎo)學(xué)生查詢相關(guān)開發(fā)文檔的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)灌輸式教學(xué)，鍛煉學(xué)生搜集資料、獲取信息的能力。

4.2.3 ?項(xiàng)目實(shí)施

階段一：界面設(shè)計(jì)

學(xué)生根據(jù)給出的應(yīng)用運(yùn)行參考界面，如圖3所示，自主完成APP界面的設(shè)計(jì)，包括組件的分析、界面?zhèn)€性化處理等。在此過程中，學(xué)生需要運(yùn)用美學(xué)知識(shí)完成任務(wù)，確保界面布局美觀合理，而圖片的使用處理也要求學(xué)生掌握一定的搜索及修圖技能。

階段二：邏輯設(shè)計(jì)

APP的邏輯設(shè)計(jì)即為其功能的開發(fā)。根據(jù)前面的任務(wù)分析及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，畫出程序流程圖，并完成相關(guān)的編程設(shè)計(jì)。此過程需要學(xué)生運(yùn)用編程知識(shí)，但僅限于邏輯分析，不需學(xué)生掌握相關(guān)語(yǔ)句的編寫。POST指令發(fā)送與返回時(shí)的時(shí)間間隔對(duì)控制的影響也需要學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)去分析解決。

階段三：連接測(cè)試

手機(jī)客戶端準(zhǔn)備好之后，就需要完成APP與云平臺(tái)的連接測(cè)試。在這一階段，學(xué)生首先需要運(yùn)用電工知識(shí)和技能完成硬件設(shè)備的接線;然后完成網(wǎng)關(guān)的腳本編寫，使云設(shè)備在線;最后通過手機(jī)APP發(fā)送指令，控制電燈的開關(guān)，完成任務(wù)的調(diào)試。學(xué)生兩人一組，一位同學(xué)進(jìn)行腳本編輯，另一位同學(xué)負(fù)責(zé)接線，各司其職，分工合作。如遇問題，組間討論解決。

4.2.4 ?評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

4.3 ?教學(xué)成效反思

融合STEAM教育理念的課堂，學(xué)生不再是被動(dòng)地接受教師所講的內(nèi)容，而是根據(jù)具體任務(wù)情景，綜合使用各方面知識(shí)技能去解決問題，包括搜索資源美化手機(jī)界面設(shè)計(jì)、尋求同伴幫助修改程序錯(cuò)誤、強(qiáng)化電路知識(shí)和電工操作技能，在此過程中獲得新知，鍛煉與人協(xié)作的能力。教師也更關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，不再單一評(píng)價(jià)學(xué)生是否掌握某項(xiàng)技能，而是從多維度（技術(shù)操作、邏輯思維、合作等能力）考量學(xué)生的發(fā)展。

5 ?結(jié) ?論

STEAM教育理念注重的是過程，中職課程中引入STEAM理念，并不是為了強(qiáng)化學(xué)生的某一項(xiàng)技能，讓學(xué)生考取各類證書，其重點(diǎn)是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)對(duì)崗位的全面認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上不斷追求創(chuàng)新。教師在設(shè)計(jì)課程時(shí)不必拘泥于要把S、T、E、A、M全部體現(xiàn)，始終貫徹學(xué)科融合、全方面培養(yǎng)的思想便是最好的應(yīng)用。

當(dāng)然，STEAM理念在中職課程中的應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，教師應(yīng)多借鑒中小學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，豐富中職課堂的教育內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生成為真正符合社會(huì)需求的大國(guó)工匠。

參考文獻(xiàn)：

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[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] 趙慧臣，陸曉婷.開展STEAM教育，提高學(xué)生創(chuàng)新能力——訪美國(guó)STEAM教育知名學(xué)者格雷特·亞克門教授 [J].開放教育研究，2016，22（5）：4-10.

[4] 葛平平，董水生，姜閥.信息化條件下“藍(lán)金領(lǐng)”人才培養(yǎng)途徑研究 [J].河北企業(yè)，2019（4）：126-127.

[5] 李祖亮，李洪圳.中職STEAM教育探索研究 [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（1）：197-198.

作者簡(jiǎn)介：魏文沖（1993.12-），女，漢族，廣東增城人，教師，碩士，研究方向：特殊教育、中職物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)。