淺談STEM教育在通用技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

李龍

一、有關(guān)STEM教育

STEM課程本身源于西方國(guó)家，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等四個(gè)方面的教育，既有綜合性，也有一定的融合性。但是STEM教育并不是單純的地將這幾個(gè)學(xué)科知識(shí)組合在一起，而是需要學(xué)生把涉及到的所有知識(shí)靈活綜合起來解決問題，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)認(rèn)知的過程。

1.STEM教育具有實(shí)踐性

在運(yùn)用STEM教育實(shí)施教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師一般會(huì)以實(shí)際問題的解決來引出活動(dòng)，活動(dòng)中也會(huì)有學(xué)生動(dòng)手操作的部分。由此可見其體現(xiàn)了一定的實(shí)踐性。與此同時(shí)，學(xué)生在尋求解決問題方法的過程中，通過動(dòng)手實(shí)踐獲得了活動(dòng)成果，而教師利用教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生更加深刻的體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，理論聯(lián)系實(shí)際，更有成就感。

2.STEM教學(xué)具有協(xié)作性

面對(duì)復(fù)雜多變的問題，需要進(jìn)行有效的協(xié)作交流，這包括小組內(nèi)部、師生之間的協(xié)作交流才能順利解決問題。而通用技術(shù)教學(xué)中常用的教學(xué)方法就包括小組合作，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)調(diào)能力、合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。

二、STEM教育在通用技術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐意義

通用技術(shù)作為高中課程的一個(gè)必修科目，以其獨(dú)特的學(xué)科特點(diǎn)，基于學(xué)生的親身經(jīng)歷和直接感受，主張由做中學(xué)和在學(xué)中做，通過真實(shí)直接的實(shí)踐活動(dòng)來感受技術(shù)的魅力所在，從而鍛煉學(xué)生各方面的能力，包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、創(chuàng)新能力和工程思維等。

通用技術(shù)學(xué)科是技術(shù)教育的基本組成，是推進(jìn)素質(zhì)教育的必然結(jié)果。在新的一輪教育改革中，通用技術(shù)學(xué)科的深化和推進(jìn)是需要思考的問題之一。而STEM以其特有的方式，再加之通用技術(shù)課程設(shè)計(jì)上的精心構(gòu)思，以自主交流、合作創(chuàng)新的方式，與各學(xué)科知識(shí)和諧統(tǒng)一的聯(lián)系到一起，一定程度上促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、STEM教育在通用技術(shù)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用

通用技術(shù)是一門比較綜合的學(xué)科，它體現(xiàn)了各學(xué)科知識(shí)，超越了學(xué)科體系的一般范疇。我們結(jié)合STEM教育理念的特點(diǎn)，可將通用技術(shù)教學(xué)過程大致分為三個(gè)步驟。第一，理論聯(lián)系生活。教師可將要學(xué)習(xí)的知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)出學(xué)生熟悉易于理解的情境來切入。學(xué)生基于生活中真實(shí)的情境和實(shí)際案例為切入點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，深刻體會(huì)知識(shí)服務(wù)生活。這里需要強(qiáng)調(diào)的是“因材施教”。由于我校面對(duì)的是全區(qū)十多所高中校的高二學(xué)生，學(xué)生水平不盡相同，所以更要求教師根據(jù)學(xué)生的不同，利用不同的情境來引出不同的探究活動(dòng)。而單就通用技術(shù)而言，很多知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際生活相聯(lián)系都能給教師很多的發(fā)揮空間。第二，小組協(xié)作探究學(xué)習(xí)。這就要求學(xué)生以小組的形式進(jìn)行合作探究，運(yùn)用STEM教育中綜合不同學(xué)科知識(shí)來解決問題，小組協(xié)作思維更加活躍，激發(fā)學(xué)生探究熱情。小組合作的優(yōu)勢(shì)明顯，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中教師可適當(dāng)提出一些問題來引導(dǎo)學(xué)生，甚至制造一些“麻煩”使學(xué)生更加深入的完成探究活動(dòng)。第三，教師幫助學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的建構(gòu)。教師搭建學(xué)習(xí)平臺(tái)，成為學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的促進(jìn)者，不是一味地提供和灌輸，而是關(guān)注學(xué)生獲取知識(shí)的思維過程，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)完成知識(shí)的構(gòu)建。

根據(jù)以上步驟的提出，我以江蘇教育出版社《通用技術(shù)》（選修4）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)專題三的 “營(yíng)養(yǎng)液配方”為例，設(shè)計(jì)出如下的教學(xué)過程。

首先，聯(lián)系實(shí)際生活，創(chuàng)設(shè)出學(xué)生熟悉的情境來切入要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，這樣可以激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)積極性。比如，教室里的綠蘿黃葉萎蔫，已知問題出在土壤肥力不足，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液配方，利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備配制出適合的營(yíng)養(yǎng)液肥，以解決教室綠蘿萎蔫的問題。

其次，學(xué)生分組進(jìn)行探究活動(dòng)。本節(jié)內(nèi)容是“營(yíng)養(yǎng)液配方”，主要任務(wù)有營(yíng)養(yǎng)液配方的確定、實(shí)驗(yàn)儀器的選用，實(shí)驗(yàn)具體操作，以及最終配制出合格的營(yíng)養(yǎng)液來澆灌植物。學(xué)生分組進(jìn)行探究活動(dòng)，在學(xué)習(xí)課本知識(shí)之后可進(jìn)行簡(jiǎn)單的資料搜集，大多數(shù)學(xué)生會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液配制有一定的了解，此時(shí)教師可以提出一個(gè)問題：選擇一個(gè)適合綠蘿的營(yíng)養(yǎng)液配方。小組內(nèi)討論交流，根據(jù)書中常見綠葉植物的營(yíng)養(yǎng)液配方，教師可進(jìn)行指導(dǎo)并對(duì)各小組的階段性結(jié)論進(jìn)行優(yōu)化和建議，讓學(xué)生進(jìn)一步討論并完善，選擇出適合綠蘿的配方。這時(shí)教師可繼續(xù)引導(dǎo)提出下一個(gè)問題：利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的化學(xué)藥品和設(shè)備能否完成該營(yíng)養(yǎng)液的配制？高二學(xué)生對(duì)高中化學(xué)中溶液的配制和基本化學(xué)儀器的使用都比較熟悉，小組協(xié)作下基本都能順利完成活動(dòng)。在此步驟中， STEM教育中跨學(xué)科和協(xié)作學(xué)習(xí)尤為體現(xiàn)，教師的正面引導(dǎo)促進(jìn)了活動(dòng)的順利完成。

最后，需要教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一定知識(shí)的建構(gòu)，比如容量瓶、托盤天平的使用，化學(xué)藥品的取用、溶解等等。試驗(yàn)完成后各組配制出的營(yíng)養(yǎng)液由教師統(tǒng)一回收貼標(biāo)簽，對(duì)教室里的綠蘿進(jìn)行澆灌，觀察綠蘿后續(xù)長(zhǎng)勢(shì)，記錄反饋結(jié)果，最終完成探究問題的解決。學(xué)生經(jīng)過反復(fù)思考、探究的過程解決了實(shí)際問題以后，能夠深刻領(lǐng)會(huì)知識(shí)服務(wù)于生活的實(shí)際意義，對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握和理解更加深入，甚至期待下一次的學(xué)習(xí)，達(dá)到了課堂教學(xué)的目的。

四、結(jié)論與展望

將STEM引入到通用技術(shù)課中來，是一個(gè)非常值得關(guān)注的新視角。STEM教育主張的就是讓學(xué)生基于真實(shí)情景，利用多個(gè)學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在整個(gè)教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施的過程中，教師拋出問題，學(xué)生能夠主動(dòng)的思考、多方面資料的搜集并分小組進(jìn)行探究設(shè)計(jì)、積極協(xié)作解決問題;而教師作為促進(jìn)者保持著對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)控，其評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)結(jié)果也更加多元化，更加強(qiáng)化評(píng)價(jià)和總結(jié)。

STEM教育與通用技術(shù)課程相融合不但能促使學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，還能更好的開展教學(xué)活動(dòng)使其達(dá)到課標(biāo)要求，拓展課程改革的新思路。教師在通用技術(shù)教學(xué)中可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容嘗試多種STEM項(xiàng)目，發(fā)揮STEM教育的優(yōu)勢(shì)，多探究、多思考、多實(shí)踐。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中不斷將各學(xué)科知識(shí)整合起來，達(dá)到對(duì)現(xiàn)有知識(shí)靈活運(yùn)用的目的，既讓學(xué)生在實(shí)踐中走進(jìn)生活，也是自我知識(shí)內(nèi)化的過程。我們對(duì)于STEM教育的學(xué)習(xí)探索還處于初級(jí)階段，需要客觀的思考和實(shí)踐，也需要更深入的探索和優(yōu)化，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。而如何將通用技術(shù)課程與STEM教育更加融合，建立完善成熟的評(píng)價(jià)體系，還需要我們進(jìn)一步的探索。