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摘要：面向应用型高校人才培养的目标定位，在技术生存视域下，引入STEM教育理念，分析其内涵与本质特征并构建具体的实施路径，包括教育政策与教育理念的更新、培养目标与培养方案的优化、教学模式与教学方法的转型、教师队伍与教学资源的建设以及循序渐进与层次发展的必然规律、满足需求与面向未来的最终结果，为我国应用型高校人才培养发展方向提供了新的思路。
关键词：技术生存；应用型高校；STEM教育；人才培养；实施路径
本文引用格式：蒋麒麟，等.技术生存视域下应用型高校STEM教育的实施路径[J].教育现代化,2020,7(47):1-4.
The Implementation Path of Stem Education in Applied Colleges and Universities from the Perspective of Technological Survival
JIANG Qi-lin 1,HAN Bing 2,HOU Jun-ming 3,LI Guang-rong 1
(1.Machinery College of Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu;2.Technology and Industry Division of Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu;3.Industrial Center of Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu)
Abstract:Oriented to the talent training goal of application-oriented university,the concept of STEM education is introduced from the perspective of technical survival,and its connotation and essential characteristics are analyzed.On these bases,some implementation paths are established on the teaching:update educational policies and concepts;optimize the training objectives and training programs;change teaching mode and teaching method;build up the teaching staff and teaching resources.In the process,we should follow the law of gradual and hierarchical development,and at the same time,we should meet the social needs and face the the long term future.This paper provides a new way of thinking for the development of talents training in application-oriented universities.
Key words:Technical survival;Application-oriented university;STEM education;Talent training;Implementation path
一 引言
近20年来，我国众多高校进行了合并、升格、更名和扩大规模，高等教育获得了持续快速发展。与此同时，随着我们对西方高等教育的清晰认识、对我国高校教学质量的密切关注、对高校内涵建设的理性回归，也随着我们实践与探索的不断深入，高校的建设者们，开始对自身的办学理念与发展方向进行了重新思考。2015年10月，教育部、财政部、国家发改委联合发文《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》，该意见明确了地方普通高校的办学思路，即：围绕服务区域经济和社会发展，培养应用型、技术技能型人才，增强学生就业和创业能力，加大产教融合和校企合作，全面提升高校创新驱动与发展的能力[1]。
二 应用型高校的概念及其定位
有学者将我国应用型高校的概念界定为：产生于我国高等教育大众化发展的过程中，以推动创新和服务地方为宗旨，以培养地方需要的技术应用型人才、以研发地方需要的应用型成果为目标，以本科教学为主体、适度发展研究生教育，全面建立新型教学研究模式、组织制度形式、资源配置方式的现代高等学校[2]；还有学者认为：应用型高校是在我国社会主义现代化建设进程中产业转型升级和产业技术进步的产物，它以满足实体经济发展需求为目标，立足现代职业教育体系，直接融入区域产业发展、服务国家技术技能创新，是将职业技术教育、高等教育和继续教育融为一体的新的高校类型[3]。
作为我国高等教育的重要组成部分，应用型高校主要培养学生面向实际工作现场、解决具体技术问题的能力。高等学校一般具备三个基本功能：人才培养、科学研究和社会服务，这其中，应用型高校应体现出“应用型”的特征，即在人才培养方面，以培养一线的设计、制造、服务和管理等领域的应用型人才为目标，为一线工程师提供源源不断的、合格的后备军；在科学研究方面，注重开展与区域和行业发展紧密相连的应用型技术研究，将教学与科研两者相互融合、相互支撑；在社会服务方面，强调解决当地经济建设和社会发展中的具体现实问题，强调为所在区域的经济社会发展服务。因此，应用型高校的发展，应以地方和行业需求为导向，以学科专业为基石，以培养人才的职业能力、提升人才的职业素养为核心目标。
三 技术与技术生存
“技术”一词所对应的英文单词是“technology”，具有技艺、手艺、工艺等内涵。它可以指有形的人工制品和作品，也可以指工匠无形的技能和技巧。在我国，“技术”一词最早起源于汉代历史学家司马迁的《史记·货殖列传》：“医方诸食技术之人，焦神极能，为重糈也。”世界知识产权组织（WIPO）对技术的定义是：“技术是为制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务。”法国科学家德尼·狄德罗主编的《科学、美术与工艺百科全书》中对技术的定义是：“技术是为了某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。”通过定义我们可以看出，技术具有三个特点：目的性、社会性、多元性。所谓目的性，是指任何技术的产生均具有明确的目的，目的自始至终贯穿于技术活动的整个过程；所谓社会性，是指技术的全面实施需要通过社会协作来完成，同时受到社会多种条件的制约；所谓多元性，是指技术既可表现为无形的方法、工艺、规则等软件，也可以表现为有形的设备、工具、机器等硬件。回顾人类的生存历史会发现，人类的生存方式经历了从自然生存到技术生存两种方式。自然生存是指人在与世界相处时主要采取自然的方式，自然资源和人自身的自然能力在生存方式中起着决定性作用。例如，原始人以捕捞、狩猎为主要衣食来源，封建社会农民以农产品种植、畜牧业养殖为主要谋生手段。
自然生存的局限性和人的需求的不断增长，促使人类从自然生存转向技术生存。从石器时代人类学会打磨石块制作刀具、发现并利用火，到今天的数字化、信息化、网络化，“技术”作为人在对自然进行改造的行为过程中，创造和掌握的各种方法、规则和器具的总和，是人的主观意志驾驭客观自然的物化方式，清晰表明了人对自然的能动关系。人们正是在连续不断的技术活动中改造了客观世界，才体现出生命的意义和价值。“技术生存”是对人们把握世界方式的本质性的变革，是对人与自然相处、人与社会相处方式的一种超越[4]。
值得一提的是：我国若干典型应用型高校，如南京工程学院、东莞理工学院、长春工业大学等校名的英文翻译中，均有“technology”一词。
四 STEM教育的内涵
STEM是来自于科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个英文单词的首字母，最早由美国国家科学基金会提出。目前STEM教育没有一个公认的定义，每个国家或组织都有不同的理解。
一般认为，STEM教育可以追溯到1986年美国国家科学研究委员会（NRC）发表的《本科的科学、数学和工程教育》报告。二十年后的2006年，《美国竞争力计划》提出：在知识经济时代，培养具有STEM素养的人才是具有全球竞争力的关键举措。不久前，美国又发表了《STEM 2026》报告，对STEM教育未来十年的发展作出了新的规划。除美国以外，英国在2002年就已经把与STEM教育相关的目标、愿景和政策正式写入政府报告，2017年1月政府又发表了绿皮书《建立我们的工业战略》，以促进数学教育的发展和解决STEM技能短缺的问题。德国2008年制定了《德累斯顿决议》，将MINT（德语的STEM）教育列为教育发展的重要目标。芬兰早在上世纪90年代就出台了LUMA（芬兰语的STEM）计划[5]。
概括来说，STEM教育的主旨思想是：科学通过理论与实验来理解自然世界；技术源自于工程设计，并将工程理念融入其中；工程以科学和数学为基础来设计制造产品；数学通过计算、证明和推理，分析阐释事物之间的关系模式。跟传统学科对学生整体思维的禁锢有所不同，STEM教育侧重于引入实践性、全局性较强的跨学科整合性理念，将多类学科知识交叉融合、形成有机整体，以培养学生的宏观性思维与创造性能力。从本质上说，STEM教育是一种跨学科整合的教育、在做中学的教育、创新意识的教育、基于项目与问题的教育、依托工具与资源的教育、真实情境下的探究教育以及多元主体共同参与的教育[6]。
五 我国应用型高校STEM教育的实施路径
我国还处于STEM教育改革的起步阶段，全面开展STEM教育还需要政府和教育管理部门的长期布局，需要来自学校、学术组织和民间力量的共同推动，在吸取和借鉴他国经验的基础上，厘清STEM教育的内涵、特点、框架和方法，探寻适合我国国情的教育发展之路。
（一）教育政策与教育理念的更新是STEM教育实施的有效前提
2015年，教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中首次提出：“要探索STEM教育、创客教育等新的教育模式”。2016年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》中进一步要求：“有条件的地区要积极探索信息技术在众创空间、STEM教育、创客教育等新的教育模式中的应用。”2017年6月，中国教育科学研究院成立了STEM教育研究中心。2018年5月15日，“中国STEM教育2029行动计划”在北京正式启动，来自科技部、中国科学院、中国教育科学研究院、教育部综合改革司等机构的代表共同出席启动仪式。
跟国家和教育管理部门对STEM教育的大力推进相适应，包括我们的学校、企业、科研机构、教师、家长、学生在内的全社会的教育理念，应随之共同更新升级。
比如，在当谈到科学与技术的关系时，很多人往往将科学放在技术的前面，认为科学代表了“理论”或“纯粹”的知识、才是真正的知识，而技术则必须立足于科学的基础之上，仅仅是是对理论知识的应用。对此，我们应该在STEM教育中重新思考：一方面，从事科学活动以及这些活动所依赖的体制和制度，本身也是“工作”，即技术的一种形式；另一方面，技术作为一种目的性行为，是科学知识产生的必要前提，没有这个前提，科学是难以产生的，所以从认识论上我们可以说，技术优先于科学。同时，从技术活动入手，我们既可以获取技术知识，又可以更加深刻地理解科学知识。
因此，STEM教育可以看作是一种工程技术驱动的教育模式，这种模式与传统的以科学知识为驱动的教育模式，存在很大的不同，它的出发点或本质是“解决问题”，这一点，非常符合“技术生存论”的观点，并且跟我国应用型高校的人才培养目标高度契合。
（二）培养目标与培养方案的优化是STEM教育实施的坚实基础
培养目标即是指学校对人才具体的培养要求。它是在国家的总体教育方针指导下，各级各类学校依据实际情况而制定的预期人才培养标准，它的确立对一所学校的人才培养具有方向性的意义--不仅体现出国家教育方针中所指明的总体发展方向、满足教育主管部门对人才培养规定的根本性要求，同时也为课程目标的确立提供了相应的参考、为教学目标的定位和教学过程的实施指明了方向。
培养方案是学校为落实政府关于人才培养目标，组织教师开展教学活动、安排各种教学任务的规范性文件，它是实施人才培养和开展质量评价的基本依据。
应用型高校在实施STEM教育过程中，应对培养目标与培养方案进行优化，优化过程中注意以下几个方面：第一、关于培养目标，要以培养社会需要的应用型人才为出发点，重点突出“学以致用”的教育思想，切实将理论知识本位转变到技术能力本位上来；第二、关于专业设置，要以区域、行业、企业和市场需求为导向，紧扣专业的针对性和应用性；第三、关于教学模式，要以职业能力为基础，加强技能素质教育，更多地采用提升学生动手能力和解决实际问题能力的教学方法；第四、关于培养途径，要大力加强产学研和校企合作教育，针对行业和企业的不同需求，结合高校、企业、学生三方共同利益需求，稳步推进产学研合作教育的长期高效运行。
（三）教学模式与教学方法的转型是STEM教育实施的重要核心
教学模式即是在一定教学理论或教学思想的指导下，在教学实践中形成的、相对稳定的教学活动的结构和方式。教学方法是教师为了实现教学目标、完成教学任务，在教学过程中所运用的具体的方式与手段，比如讲授、讨论、合作等。教学方法服务于教学模式。
STEM教育的本质是通过各种教学活动的开展，使学生在吸收与内化课程内容的基础上，时而独立、时而协作，完成面向现场的工程项目或解决生产一线中面临的技术问题。在实施STEM教学过程中，不断训练、培养、提高学生的创新意识与职业素养。因此，教学模式与教学方法的适当选择和运用，将直接影响STEM教育的成效。我国教师常用的自始至终“讲授”的教学模式，过于强调知识本位，对学生自身体验与技能培养的效果不佳。
根据对教学模式涵义的理解，我们可以总结出STEM教学模式的一般过程：在“做中学”理论、项目化理论、建构主义理论等STEM教育理论指导下，以学生为教学中心，突出问题的应用性和情境性，基于工程项目的学习，通过小组协作探究来解决实际问题，通过设计稳定高效的STEM课堂教学活动程序，辅助以相应的支撑手段与条件，最终完成对学生的综合化评价。
STEM教学模式不拘泥于一种，可以多样化，教师既可以采用基于项目的教学模式（Project-based Model）、亲自体验的教学模式（Hands-on Model）或基于问题的教学模式（Problem-based Model），也可以采用信息技术与STEM教育深度融合的翻转课堂教学模式（Flipped Classroom Model）。
（四）教师队伍与教学资源的建设是STEM教育实施的有力保障
应用型高校师资力量的主要来源是研究型大学或科研院所，其研究生、特别是博士研究生的培养，通常是以学术创新为导向。他们在科研工作方面有着丰富的经验，理论研究水平较高，但在生产实践经验和应用型人才培养能力方面有所欠缺，入职后部分教师并未达到应用型高校教师应具备的专业实践能力要求。部分应用型高校教师虽具有一定的企业工作经历，但因缺乏系统的STEM教育专业训练，尚不能将个人实践经验有效融入教学之中，缺乏引导学生从思想上和行动上向应用型人才培养目标发展的能力。
应用型高校在发展过程中常常要新设专业和增加招生人数，同时还面临着诸如“学士/硕士学位授予权评审”、“本科教学工作合格评估”等考核工作，加上师资队伍方面存在人数不足、结构不合理等问题，教师在教学和纵向课题方面往往投入较多的精力，而很多学校对教师绩效考核的指标往往侧重于课题与论文发表数量，教师的实践教学和服务社会的能力并未得到重视。学校对在专业实践方面具有特长的教师缺乏有效的激励措施，在薪酬待遇和职称评定方面并无明显兼顾。
为了更好地保障STEM教育在应用型高校的有效实施，在师资队伍建设方面，教师自身、学校领导、人事部门和政府机构应共同关注和参与。各级部门和个人应根据发展现状，创新发展模式，积极探索出一套适合我国应用型高校师资队伍建设的思路和举措，保障应用型人才的培养质量。
与此同时，建设优质的教学资源和典型教学案例，亦是STEM教育得以实施的重要一环。当前，我国应用型高校STEM教育的课程资源非常匮乏，成功的教学案例更是少之又少。因此，面向学校和学生实际，以具体的工程项目为基础，开发出具有综合性、连贯性和实用性的特色课程资源并大力推广，是应用型高校的管理者和STEM教育工作者需要认真思考的问题。
（五）层次发展与循序渐进是STEM教育实施的必然规律
根据美国STEM教育的经验，从教育表现形态上，可将STEM教育划分为四个层次：资讯型科普教育、嵌入式课程、项目型课程、整合性学科[7]。第一层次是基于泛科技资源的基础科普教育，主要通过媒体来传播科技资讯，学生获得的STEM知识的来源主要是分布式的社会化信息资源，如电视、网络、博物馆、科技馆、自媒体、书刊杂志等。第二层次是嵌入式课程，以知识型课程为基础，嵌入一定的问题、学习项目及其技术工具，培养学生跨学科思维与工程设计思维。第三层次是项目型课程，设计接近于真实工程技术问题的项目，包括定义问题、设计方案、构建模型、测试验证、反馈修改等环节，重点培养学生发现问题和解决问题的能力。第四层次是整合性学科，这是STEM教育得以充分发展的重要目标和愿景。长久以来的专业分科依据知识的门类来设置课程，表现出孤立、割裂的缺点，整合性学科是将STEM教育作为一个专门的学科来进行规划和设计，有完整的学科建设思路、课程标准、教学目标、系列教材、实践案例、明确的职业发展路径，这需要完善的教育生态和社会环境来支持。
STEM教育四个层次的形态变化，表现出“内容”和“环境”两个维度上的变化和差异：STEM教学内容维度，体现了从科技资源、单学科到跨学科、交叉学科的变化；STEM教学环境维度，体现了从媒体传播、技术工具到学习平台、教育生态的演变。此外，随着STEM教育的深入推进，其不仅整合科学、数学、工程、技术等学科，还可衍生并进一步整合艺术、历史、哲学、语言、社会学等其它学科。从资讯型科普教育到整合性学科教育共四个层次的循序渐进不断发展，直至构建全新的、全社会STEM教育生态，是STEM教育实施的必然规律。
（六）满足需求与面向未来是STEM教育实施的最终结果
横观英国、德国、澳大利亚等西方国家，都提出“以需求为导向”的应用型高校人才培养模式。英国倡导“以市场需求为导向，满足相关利益者的需要”，即首先要满足企业与行业的职业需求，其次要满足学生能力提升的需求，还要满足政府和社会经济发展的需求；德国的应用型高校非常重视“行业的人才需求”和“学生的学习需求”，以这两个利益群体的需求为基点，行业充分参与到STEM教育的人才培养工作中来；澳大利亚的STEM教育将功能定位为“满足企业、个人和社区的需要”[8]。STEM教育不仅仅是为了培养科学、技术、工程等方面的人才，同时也是让受教育者具有STEM素养，能够适应未来社会的发展，能够自如应对科技带来的生产和生活的变化。作为世界应用型高等教育的重要组成部分，同样，我国应用型高校人才培养应以需求为导向，必须致力于满足经济社会发展的需要，满足行业、企业和区域发展的需要，满足学生就业和终身发展的需要。不难看出：“需求导向”包含了学生的就业、能力和发展等若干内容，应成为应用型高校人才培养的主旨思想。
哈佛大学教育研究生院资深教授戴维·珀金斯（David Perkins）在其2015年的著作《为未知而教，为未来而学》中写到：“知识必须能够在某些场合实际应用，才值得学习。在今天这个复杂多变的世界中，我们应努力培养孩子的好奇心、启发智慧、增强他们的自主性和责任感，引导他们积极、广泛、有远见地追寻有意义的学习。[9]”
六结语
近年来，STEM教育在全球教育领域得到广泛地开展，也是未来教育中，人才培养模式的新趋势。STEM教育对我国的义务教育有所渗透，但在高等教育、特别是应用型高校的教学过程中，涉及STEM教育的文献或案例并不多见。
当前，我们处在一个技术高度变革的时代，从互联网、物联网、人工智能到大数据，所有这一切，不仅改变了我们的生活方式，也改变了我们的生产方式，特别是对于未来的就业和产业发展所需要的人才，提出了新的要求。从国际经验中我们可以看出，STEM教育作为培养学生探究能力、批判思维能力以及人际沟通能力的载体，具有非常好的效果。因此，在这个时代背景下开展STEM教育非常重要，其教育理念与教学模式，为我国应用型高校的改革与发展，提供了新的思路。
参考文献
[1]关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A03/moe_1892/moe_630/201511/t20151113_218942.html,2015-10-23.
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[3]应用技术大学(学院)联盟.地方本科院校转型发展实践与政策研究报告[R].地方高校转型发展研究中心,2013.
[4]李曾.技术生存背景下大学生信仰教育研究[D].武汉理工大学,2014.
[5]王素.《2017年中国STEM教育白皮书》解读[J].现代教育,2017(14):4-7.
[6]范文翔,张一春.STEAM教育:发展、内涵与可能路径[J].现代教育技术,2018(03):99-105.
[7]祝智庭,雷云鹤.STEM教育的国策分析与实践模式[J].课程与教学,2018(01):75-85.
[8]霍振霞.我国应用型本科人才培养模式研究[D].河南大学,2012.
[9]David Perkins.Future Wise:Educating Our Children for a Changing[M].杭州:浙江人民出版社,2015.
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