STEAM教育模式在大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中的應(yīng)用

楊立剛，孫桂菊，王曉英，金 輝

（東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009）

高校的重要任務(wù)之一是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，為此很多高校已經(jīng)開展了大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，提高提出問題和解決問題能力。大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效形式和重要環(huán)節(jié)，針對高校實(shí)踐教育環(huán)節(jié)薄弱的現(xiàn)狀，通過學(xué)生自主實(shí)踐方式，使其掌握從事科研創(chuàng)新活動(dòng)所需的基本方法和能力，提高創(chuàng)新能力。本文主要探討STEAM教育模式在大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中的應(yīng)用意義及實(shí)施途徑。

1 STEAM教育模式與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

STEAM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）、藝術(shù)（Arts）教育的簡稱。STEAM教育模式是5層金字塔式教育框架，最底層是具體課程水平，第四層是具體學(xué)科水平，第三層是多學(xué)科水平（在該層中把藝術(shù)滲透到其他學(xué)科中），第二層是跨學(xué)科的綜合水平，最高層是終身教育和通識教育水平[1]。STEAM教育的核心是創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，是融合多學(xué)科的概念、原理及研究方法等以解決真實(shí)世界復(fù)雜問題的綜合性教育，旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)造性解決問題能力和團(tuán)隊(duì)合作能力[2]。STEAM教育與傳統(tǒng)以教師為主的高度結(jié)構(gòu)化的灌輸式教育不同，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為核心、以探究式學(xué)習(xí)為主、以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向，重視學(xué)習(xí)過程和研究方法[3]。所以STEAM教育具有跨學(xué)科知識整合、“做中學(xué)”、基于項(xiàng)目與解決實(shí)際問題、探究式、真實(shí)情景、多元主體共同參與等特點(diǎn)[4]。STEAM教育理念注重實(shí)踐和過程，特別是創(chuàng)新和創(chuàng)造能力培養(yǎng)[5]。

2 STEAM教育是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力的有效方式

STEAM教育主要圍繞解決真實(shí)問題、多學(xué)科整合及技能培養(yǎng)進(jìn)行[6]，以解決真實(shí)問題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)不同的問題靈活運(yùn)用多學(xué)科知識，從不同學(xué)科角度創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)解決問題的新方案。這種多學(xué)科融合的方式使學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，滿足學(xué)生的認(rèn)知需要，進(jìn)一步加深了對多學(xué)科知識的理解。STEAM教育由于要解決基于情景的真實(shí)問題，特別注重學(xué)科知識與實(shí)際問題之間的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)、學(xué)中做”。解決問題的方法蘊(yùn)含在各學(xué)科知識中，學(xué)生需要充分運(yùn)用多學(xué)科知識，從多角度分析問題，找到有效的解決方法。另外，在尋找解決真實(shí)問題方案的過程中，不同學(xué)科知識和思維模式不斷交流碰撞，學(xué)科異質(zhì)性成為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，學(xué)生通過融會(huì)貫通完成各學(xué)科知識與技能的內(nèi)化過程，培養(yǎng)跨學(xué)科綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力[7]。

3 大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目是實(shí)施STEAM教育的有效平臺

如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是高校面臨的一個(gè)重要課題。大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的實(shí)施為提高學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)提供了一個(gè)有效的平臺，其本質(zhì)是讓學(xué)生融通研究和學(xué)習(xí)，在科研實(shí)踐中學(xué)習(xí)，研究的過程就是學(xué)習(xí)的過程[8]?？茖W(xué)問題是科學(xué)研究的起點(diǎn)，也是科學(xué)研究的核心和關(guān)鍵。STEAM教育中需要解決的問題往往來自生活和實(shí)踐，這些問題一般比較復(fù)雜，同時(shí)覆蓋多學(xué)科領(lǐng)域。將這些問題融入科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中，把多學(xué)科知識和要解決的實(shí)際問題聯(lián)系起來，所以大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目在STEAM教育中起著重要和核心作用。

4 以大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目為載體，以解決問題為目標(biāo)，探索STEAM教育的實(shí)施途徑

STEAM教育應(yīng)用于大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目中，是以解決真實(shí)問題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，而真實(shí)問題是復(fù)雜的，涉及多學(xué)科知識。以解決真實(shí)問題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生可以嘗試采用不同的方法制訂多種解決問題的方案，并通過實(shí)踐加強(qiáng)對學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，同時(shí)提高自主創(chuàng)新能力。這就要求項(xiàng)目選題來源于生活（生產(chǎn)）及社會(huì)實(shí)踐，貼近真實(shí)情景，具有創(chuàng)新性、探索性及可行性。項(xiàng)目選題可以面向教師的科研課題，面向?qū)W科前沿?zé)狳c(diǎn)和難題，面向企事業(yè)單位生產(chǎn)實(shí)際，也可以面向課程教學(xué)等。高?？蓢L試開設(shè)融科研理論、科研方法和科研實(shí)踐于一體的跨學(xué)科綜合課程，通過設(shè)置真實(shí)問題情景，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，并運(yùn)用創(chuàng)新思維分析問題，主動(dòng)探索解決問題的方法，把科研訓(xùn)練與課程教學(xué)相結(jié)合，整合不同學(xué)科知識，提高運(yùn)用多學(xué)科知識解決問題能力[9]。高校還可以與企事業(yè)單位合作開設(shè)課程，引入企業(yè)成功的案例和解決方案，豐富學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目內(nèi)容。

大學(xué)生課外研學(xué)項(xiàng)目多以團(tuán)隊(duì)合作形式完成，與STEAM教育理念切合，在基于STEAM教育理念以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向的大學(xué)生課外研學(xué)過程中，往往需要組建跨學(xué)科的學(xué)生及教師團(tuán)隊(duì)，甚至要與企事業(yè)單位協(xié)作，通過學(xué)科交叉路徑研究課題，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通交流能力和團(tuán)隊(duì)管理能力[10]。因此，要鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨年級組建項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，突破學(xué)科間的壁壘，發(fā)揮所有成員的優(yōu)勢，學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識和思維方法，提高創(chuàng)新思維能力，學(xué)會(huì)從多學(xué)科角度出發(fā)解決真實(shí)情景中的復(fù)雜問題。專業(yè)及學(xué)科異質(zhì)性、年級異質(zhì)性有利于提升創(chuàng)新績效，活躍團(tuán)隊(duì)氛圍[11]。

STEAM教育還強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、人文藝術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等藝術(shù)素養(yǎng)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用，藝術(shù)與科學(xué)的融合有利于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識[6]。很多著名科學(xué)家具有很高的藝術(shù)素養(yǎng)，藝術(shù)素養(yǎng)包括語言、音樂、美術(shù)等，可以提高學(xué)生的審美能力和形象思維能力，培養(yǎng)想象力、創(chuàng)新能力[12]。因此，在將STEAM教育融入大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目過程中，要注意藝術(shù)素養(yǎng)在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。在大學(xué)生研學(xué)活動(dòng)中融入藝術(shù)性元素，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生參與的積極性。藝術(shù)素養(yǎng)對大學(xué)生創(chuàng)新思維、想象力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著潛移默化的作用，有助于在研學(xué)過程中對大學(xué)生進(jìn)行思政教育，使其樹立正確的人生觀和價(jià)值觀[1]。

5 結(jié)語

為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力，可依托大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目平臺，借鑒STEAM教育理念，加強(qiáng)創(chuàng)新類課程建設(shè)，構(gòu)建基于以真實(shí)問題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)的大學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練平臺，以培養(yǎng)具有跨學(xué)科創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新型人才。