STEAM理念下航空创客课程开发与实践

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  摘要:对《民航概论》进行科普创客教育课程设计,并结合中国民航大学部分CDIO项目的成果进行实验和实践课程开发,建立一套融合STEAM理念的理论加实践的民航创客课程资源,满足民航创客教育需求。
  关键词:STEAM教育;学科融合;民航概论;创新
  1  STEAM创客教育发展背景
  1.1  传统课程发展过程中存在的弊端
  1.1.1  课程体系与内容枯燥
  目前的课程体系创新点较少,其课程的重点依旧在如何更好的完成考试内容,如何取得更优秀的成绩来设计课程。课程内容无法得到足够实践。
  1.1.2  培养学生能力单一
  很多学生对接触的事物了解仅局限于“是什么”而不知道“为什么”,缺乏对于生活中遇到的基本事物和现象的了解,独立思考与创新的能力较弱,独自解决问题的能力无法得到有效培养。
  1.1.3  学生参与度不足
  教师传授课本内容是基本方式,学生只能被动接受,很少经过思考与讨论,没有足够摸索与探究的过程,因此课堂上的互动机会比较少,学生参与度不高有时引起学习兴趣并不高涨,没有真正融入课堂,成为主角。
  1.2  STEAM創客教育的发展
  1.2.1  STEAM与创客教育
  STEAM及将科学,技术,工程,艺术,数学相结合的教育模式,将原本分散的学科形成一个整体,主张跨学科交流与合作,培养综合性人才;而创客教育是基于学生兴趣,以项目学习为方式,通过数字化工具,实现创新研究与发现的培养模式。
  1.2.2  国内外发展情况
  国外针对于该教学模式的发展正如火如荼,成立的STEAM中小学,培养学生跨学科交流解决问题。针对一些简单的物理化学现象,通过实验的方式让学生亲自体验与感受,进而加深理解。通过机械和工程制作实现动手能力和团队协作等能力的培养。
  国内引进STEAM理念后,素质教育得到重视。目前社会中出现很多素质培训班大多基于此,以物理现象,电池电路,化学现象,手工操作等方式,培养学生探究科学的精神与兴趣。虽未打开局面,但逐渐被越来越多的国人所了解。
  1.2.3 STEAM创客教育的意义
  大理论的穹顶下,素质教育的缺失是令人可惜的地方,开展STEAM的素质教育,让学生在初始就认识到知识的多面性,动手能力与动脑能力相结合,才是教育的真正意义。
  2.发展民航创客教育的实践意义
  2.1国家政策的背景支持
  《国家教育事业“十三五”规划》,提出要深化本科教育教学改革,强化高校创新体系建设,深化全方位协同创新。开展跨学校、跨学科、跨领域跨国界的协同创新。推行以学生为中心的启发式、合作式、参与式和研讨式学习,加强个性化培养。《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》提出:“要有效利用信息技术推进‘众创空间’建设,探索STEAM 教育、创客教育等新的教育模式,使学生具有较强的信息意识与创新意识”。
  2.2民航业背景与课程特色
  航空业是典型的国际化、跨学科、综合化应用领域,具有开展创客教育的基本要素和行业背景。航空业作为朝阳行业近几年发展十分迅速,随着科学与技术的进步,民航也成为越来越多国人出行的选择方式,而飞机与飞行也成为人们生活中比较熟悉的事物。而航空业本身则兼具跨学科特性,飞机的生产安全运行及保障包含多个团队的交流协作,与之相关延伸出来的科学知识更是数不胜数。
  首先,航空业具有高科技含量与创新性的特点,创客教学能够培养学生创新精神;第二,航空业运行复杂、参与人员众多、保障环节关键,培养学生合作精神;第三,航空业综合化强,涉及人文地理、工程力学、工商管理等学科,具有跨学科的特点;第四,实践性强,方便融入动手实践教学;最后,国际化显著,国内发展与国际接轨,且处在追赶超越阶段。
  《民航概论》是国家级精品视频公开课和校极精品资源共享建设课程,有一定建设基础和受众。目前,民航知识除了在民航院校进行学习,社会上并没有一套完整的分阶的课程体系,所以我们开发的航空创客课程具有很强的独有性。学校的电子信息工程专业开展的CDIO项目符合STEAM教育理念,校内各大创基地具有一些适合大众接受的项目,具有一定的实践课程基础,可以培养学生的实践动手能力和工程理念。
  3.基于STEAM理念的民航创客课程开发
  基于STEAM创客教育理论,我们在中国民航大学校内成立了STEAM创客俱乐部。我们将STEAM教育理念落实于专业,引入航空及其相关专业教育资源,构建以《民航概论》为主线的综合交叉知识体系,构建一个跨校、跨学科、跨年龄的创客交流平台,寓教于乐,挖掘潜能,立体化推广民航科普知识,开发创客课程资源,提高民航服务作用和社会声誉。
  在团队初步成立后,我们对STEAM和创客理论以及国内外的发展情况做了了解,进行了一些理论研究。STEAM理念重在培养学生的创造力和综合能力,其中动手能力,工程理念,沟通交流,团队合作等尤为重要。在进行课程设计时,带着STEAM理念研读《民航概论》,着重加入讨论环节和动手环节,此外,在实践后,不断改进课程内容,力求在普及民航知识的同时,最大程度激发学习者兴趣,并且与实际生活相关联,确切实际解决生活中遇到的疑问和困惑。在设计完成完整课程包之后,近期我们挑选了飞机的组成部分,机场特种车辆,登机流程等课程着重加工完善设计成为精品课程,重新编排包括喷绘设计图案、面包板设计电路、泡沫和木头组装飞机等课程设计为手工课,基于气动原理、空中浩劫纪录片、国内外电影集锦等为视频讲解课。
  3.1团队结构与分工
  为开发出跨学科的课程,项目组成立了跨学科的专业团队,分为如下几个部门:课程部、技术部、宣传部、科研部,各部门职能如下: