STEM理念融入高中通用技術(shù)課程的實(shí)踐與探索

許建明

[摘? ?要]高中通用技術(shù)課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、綜合度高、兼顧工程與系統(tǒng)思想的特點(diǎn)，是發(fā)展STEM教育的良好平臺(tái)?？蓞⒖糞TEM教育的6E模型，將其運(yùn)用于通用技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合科學(xué)探究思維和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]STEM;通用技術(shù);融合;高中;核心素養(yǎng)

近年來(lái)，以跨學(xué)科整合為核心，通過(guò)問(wèn)題學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)以及工程設(shè)計(jì)等方式[1]提升學(xué)生綜合素養(yǎng)的STEM教育模式備受中小學(xué)校青睞。 在STEM教育本土化進(jìn)程中，開(kāi)發(fā)STEM課程是落實(shí)STEM教育、培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的關(guān)鍵。高中新課程改革中新增的通用技術(shù)課程與STEM教育的體驗(yàn)性、設(shè)計(jì)性、綜合性等觀點(diǎn)不謀而合。在此，將探尋基于STEM教育的通用技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)模式。

一、STEM教育與高中通用技術(shù)課程融合

的可行性

1.STEM教育本土化應(yīng)順應(yīng)新課改的發(fā)展趨勢(shì)

高中新課程改革的方向提出：從必修到選修，提供基于個(gè)性的教育;從書本到實(shí)踐，提供基于生活的教育;從分科到綜合，提供基于項(xiàng)目的教育;從邊緣到核心，強(qiáng)化體育和藝術(shù)教育[2]。為此，我國(guó)的STEM教育應(yīng)根植于基礎(chǔ)教育課程，在現(xiàn)有模式上，改進(jìn)教學(xué)形式，豐富課程內(nèi)容，革新教育理念，順應(yīng)新課程改革的發(fā)展趨勢(shì)，助力實(shí)現(xiàn)我國(guó)中長(zhǎng)期教育改革的發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育。

2.通用技術(shù)是融合STEM教育的良好載體

高中通用技術(shù)課程是一門以提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)為主旨，以設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)、操作學(xué)習(xí)為主要特征的普通高中學(xué)生必修的課程[3]。它強(qiáng)調(diào)各學(xué)科、各領(lǐng)域知識(shí)的聯(lián)系和綜合運(yùn)用，具有高度的綜合性;通過(guò)工程化思想進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作與評(píng)價(jià)，是對(duì)學(xué)科體系的超越;它還包含道德、環(huán)保、藝術(shù)等因素，體現(xiàn)出一定的人文特征。而STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合，注重實(shí)踐過(guò)程與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，旨在培養(yǎng)學(xué)生的思維、探究、協(xié)作、設(shè)計(jì)能力。由此可見(jiàn)，二者有很多相通之處。以通用技術(shù)課程為載體發(fā)展本土STEM教育，有利于開(kāi)展基于問(wèn)題或項(xiàng)目的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為構(gòu)建滿足學(xué)生多樣化發(fā)展需求的通用技術(shù)課程體系指明了方向。

二、STEM教育的6E模式

2014年，美國(guó)國(guó)際技術(shù)與工程教育學(xué)會(huì)（ITEEA）提出的6E模型是近年來(lái)備受推崇的課程設(shè)計(jì)模式[4]。該模式結(jié)合了“科學(xué)探究”思維和“工程設(shè)計(jì)”實(shí)踐，讓學(xué)生在“需要知道”和“需要做”的螺旋上升過(guò)程中感知和洞察真實(shí)情景中的問(wèn)題，利用跨學(xué)科的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，是落實(shí)STEM教育整合性理念的有效課程設(shè)計(jì)模式（見(jiàn)圖1）。

三、應(yīng)用6E模型的高中通用技術(shù)課程案例分析

1.教學(xué)設(shè)計(jì)分析

本案例以蘇教版《電子控制技術(shù)》第三章“電子控制系統(tǒng)的信號(hào)處理”為基礎(chǔ)，以具有一定挑戰(zhàn)性和趣味性的“簡(jiǎn)易電子密碼鎖設(shè)計(jì)”為項(xiàng)目載體，符合高二學(xué)生的認(rèn)知水平。學(xué)生在已有知識(shí)技能的基礎(chǔ)上可以探究出不同設(shè)計(jì)方案，這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心、培養(yǎng)其項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理能力具有一定的促進(jìn)作用。同時(shí)，此項(xiàng)目涉及知識(shí)點(diǎn)較多，既有邏輯電路的理解和運(yùn)用，又包含了繼電器、Multisim電路仿真、開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可以打破章節(jié)順序，把不同章節(jié)的知識(shí)融入項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。

2.融合教學(xué)目標(biāo)

在確定項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要綜合考慮教材給出的單元目標(biāo)、學(xué)科核心素養(yǎng)、STEM教育理念，在知識(shí)、技能、情感方面進(jìn)行融合。表1是以通用技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)[3]為指標(biāo)，根據(jù)上述方法確定的整個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.優(yōu)化教學(xué)過(guò)程

教學(xué)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是教和學(xué)相結(jié)合與統(tǒng)一的活動(dòng)[7]，它是一條主線，將課程資源、項(xiàng)目載體、教學(xué)策略等“串”起來(lái)，最終達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。為此，“簡(jiǎn)易電子密碼鎖設(shè)計(jì)”項(xiàng)目可分為8個(gè)課時(shí)實(shí)施。教師首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣與動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)他們通過(guò)合作學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)計(jì)算、系統(tǒng)分析、技術(shù)知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用，設(shè)計(jì)工程方案并制作模型。接著，將任務(wù)難度升級(jí)，學(xué)生通過(guò)知識(shí)和技能的遷移，深化對(duì)工程設(shè)計(jì)的理解。最后師生對(duì)項(xiàng)目過(guò)程和模型作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反思，這一過(guò)程將鍛煉學(xué)生自我分析與評(píng)價(jià)的能力。圖2列出了本項(xiàng)目涉及的STEM學(xué)科知識(shí)地圖，表2是依據(jù)6E模型設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程。

總之，在融入STEM教育理念的通用技術(shù)教學(xué)中，需要打破教材框架對(duì)知識(shí)進(jìn)行重組，堅(jiān)持因地制宜、自主開(kāi)發(fā)的原則設(shè)計(jì)項(xiàng)目。當(dāng)然這也對(duì)教師的專業(yè)能力與跨學(xué)科整合理念提出了要求，促使他們通過(guò)自主學(xué)習(xí)和相關(guān)培訓(xùn)不斷提升自己的能力。此外，課前結(jié)合學(xué)習(xí)性評(píng)價(jià)[8]與通用技術(shù)課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)價(jià)模式，對(duì)于監(jiān)控、指導(dǎo)和促進(jìn)高效學(xué)習(xí)亦有重要影響。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯? ?郭向和）