對(duì)在通用技術(shù)課上實(shí)施stem教育策略的研究

丁海 楊彩云

摘 要：隨著素質(zhì)教育的推進(jìn)，STEM教育和創(chuàng)客教育已經(jīng)成為教育的熱點(diǎn)。在通用技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)該結(jié)合通用技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)，推進(jìn)知識(shí)融合的STEM教育理念，讓學(xué)生在進(jìn)行通用技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，掌握科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系，從而提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。本文就通用技術(shù)教學(xué)和STEM教育理念的融合進(jìn)行探討，希望能給大家?guī)?lái)幫助。

關(guān)鍵詞：通用技術(shù);STEM教育;跨學(xué)科整合;實(shí)踐能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???? 文章編號(hào)：1992-7711（2019）04-007-2

《關(guān)于發(fā)展眾創(chuàng)空間推進(jìn)大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)意見(jiàn)》發(fā)布以來(lái)，“創(chuàng)客”開(kāi)始進(jìn)入大眾視野，如何推進(jìn)創(chuàng)客教育也成了教育關(guān)心的話題。在通用技術(shù)教育中，創(chuàng)客教育并不是讓學(xué)生一味的進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，不顧學(xué)業(yè)而進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，而是要滲透創(chuàng)客的核心品質(zhì)，通過(guò)通用技術(shù)知識(shí)與STEM教育理念的整合，提升學(xué)生的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，從而為社會(huì)輸出合格的高素質(zhì)人才。

一、展示通用技術(shù)實(shí)踐成果，激發(fā)學(xué)生參與興趣

學(xué)生的潛力是無(wú)限的，教師要結(jié)合通用技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，給學(xué)生展示最新的創(chuàng)新成果，激發(fā)學(xué)生的參與興趣，從而加深學(xué)生的印象，讓學(xué)生積極地思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)。在參觀學(xué)生創(chuàng)新成果展覽的時(shí)候，學(xué)生對(duì)青少年科技創(chuàng)新大賽充滿了期待，看著琳瑯滿目的創(chuàng)新作品，望著墻上掛滿的榮譽(yù)證書(shū)，學(xué)生各個(gè)興趣高漲，躍躍欲試。

教師結(jié)合通用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)趣味性情境，讓學(xué)生能夠切身感受到科技創(chuàng)造就在身邊，離學(xué)生很近，通過(guò)思考和努力，每個(gè)學(xué)生都能創(chuàng)造出優(yōu)秀的作品。同時(shí)教師給學(xué)生講解一些貼合學(xué)生生活實(shí)際和符合學(xué)生知識(shí)水平的創(chuàng)新案例，傳授學(xué)生的創(chuàng)新方法，讓學(xué)生充滿創(chuàng)作的激情。

二、參與體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)作能力

通用技術(shù)知識(shí)比較抽象，單憑理論的講解，學(xué)生很難將知識(shí)與實(shí)際作品聯(lián)系起來(lái)，更不要說(shuō)滲透工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)了。因此，在通用技術(shù)課上進(jìn)行STEM教育的實(shí)踐研究，要以學(xué)生的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)水平和認(rèn)知能力進(jìn)行開(kāi)展，這樣才更有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的參與積極性。下面選取學(xué)生熟悉且喜歡的電動(dòng)汽車(chē)的制作為例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主地設(shè)計(jì)和實(shí)踐操作，將抽象的通用技術(shù)知識(shí)融于實(shí)際的實(shí)踐課程中，不僅能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和思維能力，同時(shí)也能提高學(xué)生的跨學(xué)科研究能力，運(yùn)用各個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的分析和解決。下面以“自制電動(dòng)汽車(chē)”為例，對(duì)通用技術(shù)與stem教育結(jié)合進(jìn)行分析。

1.方案設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力

電動(dòng)玩具大家并不陌生，小時(shí)候都常常玩，看似簡(jiǎn)單的玩具汽車(chē)中卻滲透著各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，通過(guò)“自制電動(dòng)汽車(chē)”的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，可以讓學(xué)生將科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)等多方面的知識(shí)進(jìn)行融合，并運(yùn)用已有的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作，從而在設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和問(wèn)題解決的過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，并且還能實(shí)現(xiàn)知行合一的教育理念，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展。

“自制電動(dòng)汽車(chē)”中所涉及的STEM教育內(nèi)容如下：

STEM教育內(nèi)容

科學(xué)重力、動(dòng)力、力矩、受力平衡、電路、功率等概念。

技術(shù)運(yùn)用樂(lè)高模塊進(jìn)行小汽車(chē)的組裝，通過(guò)設(shè)計(jì)和操作，制作出外觀精美、結(jié)實(shí)內(nèi)用的汽車(chē)模型。并將電動(dòng)系統(tǒng)安裝到樂(lè)高汽車(chē)模型中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的功能。

工程在制作的過(guò)程中，學(xué)生要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，汽車(chē)的輪子和軸之間的力的傳遞，電動(dòng)機(jī)上力的傳輸，汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)、后退的實(shí)現(xiàn)等。

數(shù)學(xué)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行汽車(chē)受力、安裝角度、弧度、底盤(pán)承壓等各種數(shù)據(jù)的計(jì)算。

教師根據(jù)“電動(dòng)汽車(chē)”的要求，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐方案的設(shè)計(jì)，把其中涉及的各個(gè)學(xué)科的知識(shí)融會(huì)貫通，這樣才能將通用技術(shù)的教學(xué)價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。學(xué)生通過(guò)小組合作探究，互相協(xié)助和分工，通過(guò)已經(jīng)掌握的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，在實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)新性應(yīng)用，既是提高學(xué)生素養(yǎng)的有效方法，也是通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)學(xué)生知識(shí)掌握程度，提高學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新能力的有效途徑。

2.實(shí)際操作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力

學(xué)生在完成設(shè)計(jì)以后，需要根據(jù)方案進(jìn)行材料的選取、實(shí)際的操作，并根據(jù)實(shí)際的效果進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和改進(jìn)。在實(shí)踐的環(huán)節(jié)，教師也要參與到學(xué)生的操作當(dāng)中，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)撥和指導(dǎo)，讓學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行分析和解決，在問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決過(guò)程中，學(xué)生會(huì)感受到知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，理解知識(shí)的本質(zhì)，從而不斷提升學(xué)生的實(shí)踐能力，幫助學(xué)生更好的完成通用技術(shù)創(chuàng)新作品。

3.成果展示，升華學(xué)生的stem意識(shí)

各個(gè)小組將自己的實(shí)踐創(chuàng)新成果進(jìn)行展示，并給其他學(xué)生講解其中的科學(xué)原理，分析制作過(guò)程，展現(xiàn)作品功能。這樣，在學(xué)生互相展示作品的階段，學(xué)生不僅能對(duì)自己做的作品更加的了解，同時(shí)也能看到更多的思路和方法，豐富教學(xué)資源，為學(xué)生的stem教育提供更多的素材，這就為學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新提供了新的思路。同時(shí)，在學(xué)生互相展示的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，互相將自己對(duì)作品的看法說(shuō)出來(lái)，對(duì)于其中存在的不足和問(wèn)題進(jìn)行討論，并尋求改進(jìn)的方法，這樣，學(xué)生收獲的不僅僅是知識(shí)，更重要的是實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在實(shí)踐中體會(huì)到通用技術(shù)的實(shí)際價(jià)值，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，讓學(xué)生更加積極主動(dòng)地參與到通用技術(shù)的stem教育中。

到目前為止我校的通用技術(shù)課設(shè)計(jì)制作已成系列：pvc材料diy作品、自制服裝、小書(shū)包系列，剪紙系列、相框系列、筆筒系列、書(shū)架系列、便攜式小板凳系列、便攜式臺(tái)燈、簡(jiǎn)易機(jī)器人搭建、自制水火箭、變廢為寶系列、激光雕刻書(shū)畫(huà)作品系列、廢舊泡沫切割系列等等，得到了到校參觀省市領(lǐng)導(dǎo)的一致好評(píng)。

三、開(kāi)展比賽活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作熱情

學(xué)生具有很強(qiáng)的好奇心和創(chuàng)新意識(shí)，這就要求教師要定期的組織學(xué)生開(kāi)展一些有關(guān)通用技術(shù)和stem教育的創(chuàng)新比賽活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，激發(fā)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)作熱情。因此，教師要通過(guò)具體的例子，讓學(xué)生能夠注意觀察生活，感悟生活，在生活中收集豐富的素材，通過(guò)自己的獨(dú)立思考和同學(xué)之間的探究進(jìn)行各種趣味性創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)。這樣，不僅能讓學(xué)生感受到生活中的科學(xué)道理，體會(huì)到成功的喜悅，同樣也能鼓舞學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)生的好奇心理，從而進(jìn)行深入的創(chuàng)作參與。

在一次主題為“關(guān)注學(xué)生發(fā)展，提高技術(shù)素養(yǎng)”的通用技術(shù)作品創(chuàng)新活動(dòng)中，學(xué)校學(xué)生踴躍的參加，通過(guò)自主設(shè)計(jì)制作，或是小組合作制作的形式，完成了多幅的優(yōu)秀作品。其中，一個(gè)以廢舊塑料紙板做的變形金剛獲得了一等獎(jiǎng)，該作品是由四名學(xué)生共同完成，一名學(xué)生負(fù)責(zé)圖紙的設(shè)計(jì)，并運(yùn)用信息技術(shù)將各個(gè)模型的比例和參數(shù)標(biāo)注出來(lái)，通過(guò)三維模型體現(xiàn)出各個(gè)部件的大小和形狀，一個(gè)學(xué)生在生活中收集各種廢舊塑料包裝盒和紙板，剩下的兩名學(xué)生一個(gè)負(fù)責(zé)零件的加工，一個(gè)進(jìn)行組裝和測(cè)試，經(jīng)過(guò)學(xué)生的測(cè)試、挑選和染色，一個(gè)活靈活現(xiàn)的變形金剛完成了，作品不僅造型優(yōu)美，而且還能在機(jī)器人和汽車(chē)之間進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)化。學(xué)生看著同學(xué)成功的作品，更加堅(jiān)定自己創(chuàng)新的信心，在此后的比賽中，學(xué)生的作品一代比一代精致。在實(shí)際的競(jìng)賽活動(dòng)中，學(xué)生不僅僅收獲了知識(shí)，更重要的是懂得了合作與分享，這樣學(xué)生的思路才會(huì)越來(lái)越開(kāi)闊，經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越豐富，不斷地提升自身的創(chuàng)新能力，有效地將stem教育落實(shí)到教學(xué)實(shí)處。

總之，學(xué)無(wú)止境，學(xué)生的思維和創(chuàng)新是隨著知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不斷發(fā)展的，在新課程改革的背景下，教師更應(yīng)該給學(xué)生提供實(shí)踐和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)與平臺(tái)，遵循學(xué)生的想法，讓學(xué)生將自己的想法變成現(xiàn)實(shí)。通過(guò)通用技術(shù)課上實(shí)施stem教育的策略，幫助學(xué)生將知識(shí)與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，這樣才能激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)力，讓學(xué)生大膽地在實(shí)踐中進(jìn)行思考和創(chuàng)造，發(fā)揮學(xué)生的主體性，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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