基于STEAM教育理念下汽车钣金基础课程教学设计
时间：2023-03-01 21:30:05 来源：千叶帆 本文已影响人
石 勇
(徐州开放大学，江苏 徐州 221000)
汽车钣金作为汽车维修保养的重要技术之一，又被称为“冷作”[1]，主要是对汽车车身进行修复，包括汽车车身拆解、车身钣金整形、焊接及装配调整等工作，让汽车重新恢复“原样”[2]，因此，加强汽车钣金相关专业技术人才的培养对于汽车行业的快速发展具有重要意义。STEAM教育理念倡导在课程教学过程中实现跨学科融合、项目式探究学习模式，利用相关衍生学科，如数学、工程、艺术及计算机等相关学科综合分析解决问题。《教育信息化十三五规划》中明确指出，要将STEAM教育理念作为教学活动指导，积极开展跨学科及项目探究式人才培养模式，提高学生学习能力、实践能力、探索能力及创新能力[3]。
汽车钣金基础课程是顺应汽车行业快速发展的重要基础学科之一，也是引领汽车维修人才培养模式的迫切需求。因此，本研究以汽车钣金基础课程为研究对象，将STEAM教育理念融入课程设计及人才培养模式中，探究如何构建基于汽车钣金基础课程的人才培养方案。
1.1 国外研究现状
国外相关教育学者在STEAM教育理念的基础理论研究、实践探索、课程设计及人才培养路径等多视角下，提倡以学生为教育活动中的探究者，以项目式教学激发学生的学习积极性，对国外相关学者在STEAM教育理念中的内涵、课程设计、教学模式等三个方面进行系统阐述。
Sanders教授认为，STEAM教育理念的本质是跨学科发展，在教学过程中，倡导学生借鉴多学科经验解决学习中遇到的复杂问题，从而对问题产生更加全面的见解与认知。Morrison等相关学者提出，在基于STEAM教育理念教学过程中，应该以更加全新、广泛的视角深入理解及解决某一学科中的复杂问题。在进行STEAM教育中，积极培养学生的动手能力，在必要时教师为学生提供引导性帮助，启发学生创新思考等思辨过程，提高学生独立思考能力、创新能力及判断能力[4]。
Well教授基于科学、技术及工程分析的基础上，提出STEAM教学模型。R.Berry教授提出了STEAM教学理念下5E教学模式，主要包括主导、参与、探究、创新、说明共5个学习阶段。后期，Burke教授在该教学模式的基础上，增加了“设计”教学过程，在教学活动中以学生为主导，教师起到引导作用，以项目探究式学习为教学理念，通过设计项目并实施教学，丰富教学活动与教学方法，提高学生的实践能力，增强学生在学习过程中的概念理解、技术掌握分析及解决问题的实际能力。
1.2 国内研究现状
国内关于STEAM教育理念下教学方法研究，在实践应用与基础探索过程中取得了长足的进展。在专业课程教育中提高学生解决实际问题的能力，并构建了项目探究式教学模式，将问题探究、思维训练、实践探索、创新能力及综合评价作为STEAM教育理念教学设计，又被统称为“5EX”教学模型。通过系统分析，国内关于STEAM教育理念就教学模式的研究开展了积极的研究，相关教育学者及专家正处于基于STEAM教育理念的实施路径与探索过程[5]。
2.1 相关概念分析
2.1.1 STEAM含义
STEAM是指科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Art)、数学(Mathematics)的综合发展。实现跨学科之间的知识融合与应用，在交叉学科实践中提高解决实际问题的能力。
首先是知识的融合运用，是指在教学活动中，通过跨学科丰富的理论知识与实践经验提高解决实际问题的能力，获得对问题的全面认知；
第二点是指系统创新与设计，是指在学习过程中，运用跨学科知识及创新能力，提高解决问题的思辨能力；
第三点是物化实践，是指对实际抽象问题进行具象表达，在学习过程中进行充分的探索与思考，提高学生的实践能力与动手能力；
第四点是指文化体验与认同，在实际学习中，基于STEAM教育理念更好地理解科技生产对社会发展及个人能力提升产生巨大帮助；
最后是态度与责任，提高学生在学习过程中的严谨态度与务实能力，在进行学习过程中，利用理性思维做出合理判断与发展。
2.1.2 项目教学法
项目主要是由内容、活动、情景和成果四个基本因素构成的，通过学生的自主探索、开放生成设计，根据课程标准，将选择的教学主题分解为多个子项目，学生在教师引领下，协作完成整个项目的一种教学方法。
2.2 理论基础
2.2.1 STEAM教育理念
STEAM教育理念是指在专业教学过程中不再进行单独知识的学习，而是与其它学科进行融会贯通，整合发展。主要内容如图1所示。
图1 STEAM学科之间的关系示意图
2.2.2 项目设计理论
在教学活动中的“项目设计理论”最早是由教育学家杜威提出，在进行项目设计过程中，不是单线设计流程，主要包括问题的分析、设计、实施过程、综合评价及课后完善等。在进行专业课程设计中，在达到教学目标的同时，又保证学生综合能力的提升与学生个性发展。
STEAM教育理念本质为在教学活动中为学生创造情景化的实际项目或课题，引导学生融合多学科知识进行方案设计，提高学生解决实际问题的能力，因此，在汽车钣金基础课程设计过程中应强调项目执行条件、主题内容与多学科知识之间的融合，保证学生在活动体验中提高自身能力，获得相应的经验，增强学生对多学科知识的迁移能力。
3.1 前期准备阶段
在课程项目启动前，教师根据课程设计的教学目标、学生自身发展特征及跨学科知识制定教学项目。教学目标是检验学生完成学习目标的方式与依据；
学生自身发展特征主要是为了设计满足学生认知水平与发展能力的参考条件，保证学生在探索中顺利完成教学项目；
跨学科知识是指在项目设计过程中，将项目设计的内容与科学、技术、工程、艺术及数学等知识点进行融合，项目设计过程可以覆盖各个知识点。
3.2 项目设计阶段
项目设计阶段主要包括教学资源设计、教学活动过程设计及教学评价与反思3个阶段。
1)教学资源的设计。教学资源是保证教学活动开展的前提与基础条件，主要包括学习过程中需要应用的设备、器材及相关工具等，主要根据学校发展的软硬件设施进行选择。
2)教学活动过程设计。主要是指基于STEAM理念的立足点，通过系统任务与教学环节的设计，为学生创建真实的学习场景，设立核心问题，驱动学生在特定知识背景下完成教学任务，达到教学目标。
3)教学评价与反思。主要是对项目实施结束后的总结性评价，保证教学效率与效果，及时对教学活动中的问题进行反思，主要包括课题完成情况、小组合作情况、学生个体行为评价、个体评价、互相评价等多方面反馈。
基于STEAM教育理念下汽车钣金基础课程实施依据“5E”教学模式进行，主要项目教学任务点包括学生参与、小组探究、解释、知识迁移与评价反思5个环节，对汽车钣金基础课程中“汽车钣金非接触测量规范关键技术”进行项目设计，共设置为2个课时(表1)。
表1 “汽车钣金非接触测量规范关键技术”项目实施流程
汽车钣金是一个汽车修理的技术手段，是汽车维修技术中的基础学科。STEAM教育理念倡导在课程教学过程中实现跨学科融合、项目式探究学习模式，利用相关衍生学科，如数学、工程、艺术及计算机等相关学科综合分析解决问题。因此，以汽车钣金基础课程教学为研究对象，将STEAM教育理念(跨学科整合及项目式教育模式)融入课程教育及人才培养中，并以汽车钣金非接触测量规范关键技术研究为例进行课程设计，为学校及相关教师提供新的教学思路与方法经验，完善高等院校中汽车钣金基础课程设计内容，同时也为今后汽车钣金教学改革中学校及教师提供改革路径与实施策略。
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