中等职业教育公共基础课程整合路径：从STEM教育视角

徐益龙 郑光永 于洪波

摘 要：随着互联网和人工智能技术应用的日渐普及，未来社会就业岗位正发生着深刻的变化，中职学校需及时调整课程内容与教学模式才可以满足社会对人才的需求。文章从STEM教育视角出发，在分析STEM课程整合模式的基础上，提出了中职学校公共基础课程的四种整合路径：整合工程的教学、整合技术的教学、整合科学的教学、整合专业的教学，以期为同行提供参考。

关键词：STEM;公共基础课;课程整合;中职教育

中图分类号：G712          文獻标志码：A          文章编号：1673-8454（2019）20-0020-04

一、引言

随着互联网技术与人工智能技术的飞速发展，在可预见的未来，单调重复性和危险的工作都可能被机器智能取代[1]，互联网和人工智能时代对于从业个体的素养提出了更高的要求，这种社会发展趋势将深刻影响着我国未来的就业形式和中职学校人才的培养方式。

当前职业教育依旧侧重于培养学生的专业、职业技能以及工具操作的能力，但在未来社会，人的核心能力不只是对知识和技能的掌握，更是解决问题的能力和持续发展的能力。因此，学校课程和教学的过程应该由掌握知识和技能的过程转变为问题解决的过程，问题的解决不但需要知识和技能，还需要沟通能力、评判能力、反思能力、行动能力等，这些能力是中职学生核心素养的重要组成部分，也是中职学生持续发展的基础，而这些能力的培养需要改革当前中职教育的公共基础课程。

中等职业教育的公共基础课主要有语文、数学、外语、计算机基础、体育与健康、物理、化学等课程，这些课程为学生的全面发展奠定基础，由于职业学校的特点，公共基础课程在职业学校或者处于不受重视的边缘地带，或者是纯粹用来升学教育，如果对公共基础课进行改造，使之更有利于培养学生面向未来的能力，有效路径之一为STEM教育理念下课程的整合，目标可指向学生的核心素养。

二、STEM教育与核心素养

1986年，美国国家科学基金会（NSF）发布的《本科的科学、数学和工程教育》被认为是美国STEM教育的开端。1996年，美国国家科学院的国家研究委员会（NRC）发布了《从分析到行动：科学、数学、工程和技术的本科生教育》，提出未来STEM行动指南，建议将关注的重点转移至中小学阶段。美国州长协会在2011年12月又针对STEM教育行动发布了《制定科学、技术、工程和数学教育议程：州级行动之更新》，指出STEM教育需面向全体学生，非STEM专业领域的学生通过STEM学习，可以培养其批判性思维和正确认识解决一个问题所需要的步骤。2015年美国国会通过《STEM教育法（2015年）》，正式确立STEM教育在中小学教育中的法律地位。

2016年6月，我国教育部发布《教育信息化“十三五”规划》已明确提出“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力”，这标志着STEM教育正式进入我国中小学课程。

目前学术界对STEM教育主要呈现出两个特点：①STEM是一种课程整合的方法，即认为STEM教育的核心是跨学科整合，当前大多数学者均认同课程整合取向，即认为STEM教育是以工程为线索，以科学和数学为基础，以技术为工具，通过整合型课程来完成知识的传授和人才的培养。②随着社会的发展，尤其是互联网和人工智能技术的不断创新，传统的基于工业化时代的学科式人才培养模式已经无法满足社会对人才的需要，STEM已经发展成为一种新时代背景下的教育理念，认为人的培养目标不再是知识的掌握，而是指向人的核心素养。

核心素养是学生全面持续发展的关键能力，之前中职学校曾有核心技能和职业核心素养等提法，核心素养不只是包含知识和技能，还包含更高层次的能力，如创新能力、批判性思考能力、沟通与合作的能力，也包含价值观和态度、社会责任等。

在2000年3月欧盟推出的里斯本战略（Lisbon Strategy）中，明确提出核心素养（Key competences）概念，即欧盟未来教育改革以发展学生核心素养为中心。2003年OECD（Organization for Economic Co-operation and Development，经济合作与发展组织）出版研究报告《核心素养促进成功的生活和健全的社会》，提出核心素养对未来生活的重要性。同时期美国的伯尼·特里林（Bernie Trilling）和查尔斯·菲德尔（Charles  Fadel）提出美国学生的21世纪核心技能[2][3];2016年9月，北京师范大学林崇德教授团队发布《中国学生发展核心素养》报告，核心素养体系包括文化基础、自主发展、社会参与三个维度，以及人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当和实践创新六大素养[4]。世界各国纷纷将教育目标指向核心素养，说明全球教育正发生着深刻的变化。

公共基础课程的改革目标，与STEM教育的目标是契合的。STEM教育认为：过程比结论重要，让学生知道“是什么”的同时更重视让学生体验“为什么”;思维比技能重要，通过技能的训练，最终目标是培养学生的科学思维;问题解决能力比正确答案重要，通过课程之间的整合，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

在信息爆炸和知识过载的今天，在万物互联和人工智能方兴未艾的形势下，职业院校学生所具有的技能有被人工智能机器所替代的风险，当前中职学校应以培养学生的核心素养为目标。核心素养作为一种高阶素养，应该具有为人类独有且不易被机器替代等特征，这些素养超越一般学科知识和技能训练，是跨学科和综合性的，所以学生核心素养的培养离不开跨学科整合[5]，STEM教育正是跨学科整合的最佳途径。

三、STEM教育理念下的公共基础课程的整合路径

在STEM教育理念下，具体整合的模式却有不同的视角，从应用的模式来看，SETM教育可以分成验证、探究、制造和创造几种类型;从课程整合的取向来看，分为学科知识取向、生活经验取向、学习者中心取向;从课程的教学方式来看，可以分为基于问题、基于设计和基于项目的学习;从课程整合目的、组织方式和内容分布来看，课程整合可分为应用延伸型、设计即探究型、工程框架型三类。

不同的课程整合视角所涉及的内容是互相交叉的，并不存在绝对的界限，都是为了更好地进行STEM课程整合。STEM课程教学模式也非常丰富，如有基于建构主义的以项目和问题为立足点的项目教学模式、基于思维型教学的CDIO有效课程教学模式、基于文化—历史活动理论下的项目式STEM教学模式、基于6E设计型学习模式等。

在职业教育的公共基础课程整合方面，本研究认为在中职学校可行的公共基础课程的整合路径主要有整合工程、整合技术、整合科学、整合专业四种路径。

1.整合工程的教学

CDIO工程教育近年来在职业院校中影响广泛，CDIO即通过构思 （Conceive）、设计 （Design）、实现 （Implement）、运行 （Operate），以产品真实的研发生命周期为载体来培养工程人才。CDIO提供了一个能力大纲和12条愿景，学校可围绕能力目标来制定人才培养方案、课程设计、教学内容、教学方式等，可以通过12条愿景来帮助检验CDIO教育实施的情况。

在STEM教育理念中，STEM教育与之前的STS（Science，Technology， Society，即科学、技术、社会）和MST（Mathmatic，Science，Technology，即数学、科学、技术）课程整合相比，最大的不同是整合了工程。美国发布的《下一代科学标准》在反思以往整合的基础上，将工程列入框架，强调整合的同时认为工程和技术是以往课程整合较为忽视的一部分，而这也是以往课程整合达不到目的的原因之一。

CDIO整合工程的教学课堂主要载体是基于项目的学习（Project-Based Learning，简称PBL）。建构主义认为，学生是通过在学习共同体中构建个人的人工制品并共享它们来进行学习的，基于项目的学习是一种基于建构理论的情景化学习方式，只有通过真实的项目，让学生在项目中进行认知建构、交流沟通、协作、反思等，才能提升对学习的理解，进行深度的学习，并最终提升个人的核心素养。

基于项目学习的主要步骤有：①创设情境，并设置一个驱动问题或驱动任务;②学生进行分组，对驱动问题和任务展开讨论，探究问题的解决或任务的完成方法，并撰写计划书;③學生根据讨论结果参与协助性的活动，实践解决问题的途径和方法，在探究过程中学习和应用学科知识;④教师和技术给学生提供脚手架，支持学生完成项目任务;⑤学生完成任务，撰写结论和分析报告，将成果进行分享，教师给学生提供反思的支持。 基于项目的学习因为设定了真实的情景，对大部分学生来说能够进行激励。因为他们参与到真实的实践中而产生价值，增强了学生的学习动机，促进其对知识内容的习得，有助于学生对知识结构的理解。在一些公共基础课程中，教师可以使用基于整合工程的教学作为框架。

2.整合技术的教学

埃德尔森（Edelson）认为在教学中应用技术是因为技术与科学有内在的一致性，能够动态、交互地呈现信息并为改变“讲授-接受”教学模式提供了广阔的空间。信息时代在公共基础课程教育中需注重技术与课程的整合，尤其是信息技术在课程教学中发挥着重要的作用。技术整合教育包含以下几个方面：

（1）教学辅助工具。在公共基础课程教育方面，以数学为例，应用最广泛的数学学习工具有几何画板、Geogebra等软件。几何画板是适用于数学、平面几何、物理的矢量分析、作图的动态几何工具。这些软件尤其是几何画板已经在中国应用多年，教学辅助的有效性已经得到了教师和学生的广泛认可，也被众多研究文献所证明[6]。

（2）学习管理系统（Learning Management System，简称LMS）。LMS是可以将学生整个学习过程数据化和智能化的学习辅助系统。作为学习中重要的脚手架，LMS系统在学习过程中主动（通过传感器）和被动（通过测验和调查）地收集数据，为学生提供反思的工具和资源，而反思正是建构主义思想中有效学习的重要特征。

LMS系统存放着带层级的知识树，知识树由教师分析整个数学知识体系而生成。在教学的过程中，教师可以通过LMS系统自带的测试平台和调查平台记录学生对具体知识点的掌握情况，这些知识点对应着知识树，这样教师就可以及时掌握学生的学习状况并进行学习诊断。LMS系统还可以根据学生数据进行智能学习诊断，并根据情况进行学习课程的推送。另外，正是由于信息技术系统的介入，使得对学生的过程性评价成为了可能，过程性评价可以避免以往的结果性评价缺点，其承认个人的独特学习情况，强调个人学习的发展和进步，使得每一名学生都可以成为学习的胜利者。

（3）混合式教学。混合式教学是线上和线下教学相结合的一种教学模式，其支持翻转课堂，可基于微课和LMS信息平台，将数字化教学和传统课堂教学优势互补。教师可以将教学资源，如微课、课件、作业等上传到平台中，在平台上进行备课、教学、答疑、布置和批改作业等;学生可以在混合式平台在线学习微课、讨论、做作业、提问等，通过自我控制学习进度，反复观看教学视频达到精熟学习。实践证明，微课和LMS等信息化平台结合的混合式教学可以得到更好的教学效果，更有利于学生学习[7]。

3.整合科学的教学

马克思认为“一种科学只有成功地运用数学的时候，才能达到真正完善的地步”，康德也说过“在任何特定的理论中，只有其中包含数学的部分，才是真正的科学”，从这个意义上来说，数学是科学之母，科学离不开数学，数学则通过科学发展进一步证实自身的力量，他们的结合是天然的。

在2015年的PISA测试中，包括我国经济发达地区北京、上海、江苏、广东在内的中国学生联合体，与2012年相比成绩大幅下滑，如图1所示。

据研究，各类素养排名的降低与学生的科学素养不足有关，因为新的PISA试题侧重考查学生在海量的信息流和飞速发展的当下，能够“像科学家那样思考”的能力。在PISA调查中，将来期望进入科学相关行业从业的中国学生比例只有16.8%，而 OECD国家的均值是24.5%[8]，这一结果不容乐观。

相较于普通高中教育阶段的学生，中职学生的科学素养现状更令人担忧。由于中职阶段已不再开设科学以及物理、化学、生物等学科课程，所以在公共基础课的教学中应更注重整合科学、物理等内容，在学校选修课中开设创客等课程并嵌入数学知识，确保中职学生的科学素养同步提升，以整合科学的教学为学生固基。

4.整合专业的教学

职业教育的公共基础课程需要与专业课程整合，即在基础课程中体现专业，在专业课中融入基础课程内容。中职教育是 “以促进就业为导向”的教育，所以职业教育中的公共基础课程教育，需要支持学生的专业发展。脱离专业的公共基础课程学习既不符合中职学生的特点，也不符合职业教育的要求。由于专业之间的异质性，所以在数学与专业课程的整合过程中，主要有以下几种模式：

（1）大公共基礎课模式。即在公共基础课程中整合专业知识，这种模式的优点是操作起来比较简单，只需在原有课程规定的内容上整合专业知识即可，是最基本的整合方式。缺点是课程与专业整合生硬，融合不充分，如今很多中职学校公共基础课程的专业整合大部分是采用该模式。

（2）大专业课模式。该模式下不安排专门的公共基础课程，这些课程的教学在专业课程内开展，优点是公共基础课可以和专业整合的比较紧密，但这种模式要求在制定人才培养方案时，就全盘考虑各类公共基础课程知识在各专业课程内的分布，操作起来有较大的难度，还可能导致公共基础课程内容在不同专业课中重复学习，不利于学生系统性公共基础知识的形成。该模式适合一些与专业课结合比较紧密的公共基础课的学习。

（3）混合模式。该模式试图保留大公共基础课和大专业课的优点，并克服其缺点。在学校仍然开设专门的公共基础课程，教学内容主要以国家课标基础内容为主，与专业相关的内容在专业课程内由专业教师和基础课教师共同负责。这种模式既保证了公共基础课程内容的教学，又考虑到与专业的整合，是较为适合中职学校的一种整合模式，但这种模式需要在培养方案中全盘考虑整合的细节，对教师的素质也提出了更高的要求。

四、结论

在中职学校中基于STEM教育理念，通过整合科学、工程、技术和专业四种途径开展教学，是未来中职公共基础课程改革的发展方向之一，但具体的整合依然存在诸多困难。在教育政策领域，基于结果的升学评测方式是教改的主要阻力之一;在课程教学领域，开展基于项目的教学对教师提出了更高的要求，教师需有更全面的教学素养、学科素养和技能素养;在技术支持方面，则依赖于计算机、互联网、物联网和人工智能等在教育领域更深层次的应用。由于不是简单的整合就能达到目标，具体的课程整合实践经验还有待进一步丰富。

参考文献：

[1]姜志坚，赵兴民，卢德生.人工智能背景下职业教育发展的策略[J].中国职业技术教育，2017（30）：54-59.

[2]褚宏启.核心素养的概念与本质[J].华东师范大学学报（教育科学版），2016（1）：6-8.

[3]滕珺.21世纪核心素养：国际认知及本土反思[J].教师教育学报，2016（2）：103-110.

[4]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[J].教育科学论坛，2016（20）：24.

[5]陈向阳.核心素养的职教表达与可能路径[J].当代职业教育，2018（1）：18-21.

[6]赵生初，杜薇薇，卢秀敏.《几何画板》在初中数学教学中的实践与探索[J].中国电化教育，2012（3）：104-107.

[7]缪启军.“互联网+”背景下会计课程混合教学模式探索——基于蓝墨云班课平台的实践[J].财会月刊，2017（33）：78-83.

[8]PISA Results in Focus[EB/OL].https：//www.oecd.org/pisa/pisa-2015-results-in-focus.pdf.

（编辑：李晓萍）