STEAM教育理念下的中職電子專業(yè)課教學(xué)研究

閆紅英

摘要：傳統(tǒng)的中專電子技能教學(xué)實(shí)訓(xùn)缺少對(duì)學(xué)生的個(gè)性開發(fā)，扼殺了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。而STEAM教學(xué)理念充分將多學(xué)科的知識(shí)與技能整合在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，注重過程實(shí)踐，以真實(shí)問題為向?qū)В寣W(xué)生動(dòng)手完成自己感興趣且和他們生活相關(guān)的項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與能力并重，注重知識(shí)的跨學(xué)科遷移，有助于學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)操作，充分實(shí)現(xiàn)做中學(xué)。

關(guān)鍵詞： STEAM教育理念;電子專業(yè)課教學(xué);實(shí)踐研究

迄今為止，我已經(jīng)在職業(yè)學(xué)校工作了19年。近幾年，我一直從事電子技能教學(xué)工作，主要是購(gòu)買成品實(shí)訓(xùn)套件帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行組裝，完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。最近，在學(xué)習(xí)了STEAM教學(xué)理念后，我才發(fā)現(xiàn)以前的實(shí)訓(xùn)有著太多的缺憾。

多年來，我上課所用的技能實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品主要以現(xiàn)成套件為主，從專門的商家那里定制，安裝流程、實(shí)現(xiàn)功能都是固定的，學(xué)生跟著我如法炮制，他們只能被動(dòng)地接受產(chǎn)品而不能創(chuàng)造性地去增加功能或者改變形狀。這種實(shí)訓(xùn)雖然涵蓋了基本的知識(shí)和技能，但卻缺少對(duì)學(xué)生的個(gè)性開發(fā)，激發(fā)不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在這種單純的模仿形式下，雖然多數(shù)學(xué)生能完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，但是其想象力和創(chuàng)造力卻被扼殺了。況且，實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品經(jīng)學(xué)生組裝成功以后，穩(wěn)定性和安全性較差，和市場(chǎng)上的成品相比毫無競(jìng)爭(zhēng)力，時(shí)間一長(zhǎng)，這些學(xué)生作品就成了廢品，這不能不說是一大遺憾。而STEAM理念下的實(shí)訓(xùn)教學(xué)則可以解決以上的種種問題。

STEAM教育理念源于美國(guó)政府上世紀(jì)80年代提出的教育倡議，其目的是為了加強(qiáng)美國(guó)K12關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學(xué)的教育。STEAM的原身是STEM理念，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的首字母縮寫組合。美國(guó)的教育部門提出STEM理念，旨在實(shí)現(xiàn)孩子在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和提高，培養(yǎng)孩子的綜合素養(yǎng)，從而提升其全球競(jìng)爭(zhēng)力。后來，理念中加入了Arts，也就是藝術(shù)，變得更加全面。STEAM并不是將五門課程的知識(shí)簡(jiǎn)單地進(jìn)行疊加，而是將多學(xué)科內(nèi)容交叉融合，形成有機(jī)整體，倡導(dǎo)問題解決驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科教育。

本文基于STEAM理念下的校本課程中制作發(fā)光頭環(huán)的項(xiàng)目課例，總結(jié)如何將STEAM教育理念融入課堂的實(shí)踐教學(xué)之中。

一、激趣導(dǎo)學(xué)

發(fā)光頭環(huán)對(duì)于女性來說是一個(gè)可愛的飾品。此項(xiàng)目可以使學(xué)生靈活運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升他們的綜合能力。整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行基于小組合作模式，教師進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生在合作中體驗(yàn)“設(shè)計(jì)——制作——反饋——應(yīng)用”的過程。

二、成本核算

任務(wù)下達(dá)后，每組呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案不同，不同形狀的單層頭環(huán)、雙層頭環(huán)乃至多層頭環(huán)應(yīng)有盡有。我引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)估算發(fā)光頭環(huán)總共該用多少料，包括用多少個(gè)泡沫彩花、多少個(gè)發(fā)光二極管、鐵絲長(zhǎng)度、紐扣電池、電池盒等。這么做的目的是核算出每個(gè)發(fā)光頭環(huán)的大致成本，讓學(xué)生學(xué)會(huì)把數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到日常的生活中。

三、構(gòu)思設(shè)計(jì)

構(gòu)思設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過自行在網(wǎng)上查找發(fā)光頭環(huán)的資料，自行構(gòu)思頭環(huán)的外觀及內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，在紙上完成初步的設(shè)計(jì)模型。在設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生需要解決電源供電電路、二極管發(fā)光電路的布局、泡沫花的疏密及顏色搭配等細(xì)節(jié)問題。學(xué)生不負(fù)我所托，設(shè)計(jì)出的發(fā)光頭環(huán)有圓形、心形、U形、W形，并且有單層、雙層及多層。之后，我指導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)圖的構(gòu)思，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論。在動(dòng)手設(shè)計(jì)之前，我從電路設(shè)計(jì)科學(xué)上的合理性、藝術(shù)上的布局美觀性、數(shù)學(xué)上用料的節(jié)約性、科學(xué)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的穩(wěn)定性等幾個(gè)方面來引導(dǎo)學(xué)生探討、交流設(shè)計(jì)思路，讓頭環(huán)兼具實(shí)用性和藝術(shù)性。從單純地理解書面知識(shí)點(diǎn)，到掌握解決實(shí)際問題的方法，再到即將親自動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生就自己腦海中的作品雛形進(jìn)行相互交流，在這一過程中，他們的工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)思維和藝術(shù)素養(yǎng)在不知不覺中得到提升。

四、制作過程

真正的實(shí)戰(zhàn)開始了。學(xué)生先觀看制作過程的微視頻，之后，在我的引導(dǎo)下以自己的設(shè)計(jì)圖為抓手，運(yùn)用電路知識(shí)畫出簡(jiǎn)易的發(fā)光二極管電路。隨后，學(xué)生自主選擇元器件，先用萬用表檢測(cè)發(fā)光二極管、按鈕開關(guān)的好壞，之后制作相關(guān)的控制電路，看控制頭環(huán)的亮滅是否方便，最后運(yùn)用電工膠布加固好電源電路。從實(shí)際效果來看，絕大多數(shù)學(xué)生都能夠根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙做出二極管發(fā)光電路，使發(fā)光二極管亮起來，且實(shí)現(xiàn)了多種循環(huán)效果。最讓我欣喜的是，電路出了故障，他們能夠自行排除。此外，他們?cè)趧?dòng)手的過程中再次進(jìn)行自由創(chuàng)意，隨時(shí)動(dòng)手修改圖紙，在遵循“一朵泡沫花旁邊點(diǎn)綴一只發(fā)光二極管”這一基本原則的情況下，根據(jù)自己的喜好布置發(fā)光二極管的布局和泡沫花的顏色搭配及疏密情況。最后一個(gè)環(huán)節(jié)是發(fā)光頭環(huán)的實(shí)體制作。這個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)以前的工作來說是小case。學(xué)生只要將發(fā)光二極管電路及泡沫花組合在一起，運(yùn)用工程技術(shù)及強(qiáng)力膠固定好花環(huán)，達(dá)到結(jié)實(shí)牢固的效果即可。縱觀整個(gè)制作過程，學(xué)生自主分工合作，在完成任務(wù)的過程中不斷探索解決生成性問題，直到順利完成整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。教師在小組制作過程中及時(shí)解決學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作過程中的疑問，指引學(xué)生在方案實(shí)施階段安全使用相關(guān)工具，高質(zhì)量地完成項(xiàng)目制作。

課后，學(xué)生將自己設(shè)計(jì)制作的發(fā)光頭環(huán)帶回家里送給媽媽。從媽媽處反饋回課堂的信息來看，學(xué)生們的作品基本得到了認(rèn)可和肯定。但稍稍有一點(diǎn)小瑕疵，比如泡沫花顏色過于單調(diào)或鮮艷、布局稍稍有些不合理。針對(duì)瑕疵，學(xué)生們就再做修改，直到媽媽滿意為止。

本次教學(xué)過程，我以生活中的實(shí)際問題為抓手，在解決問題的過程中引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，通過工程實(shí)踐實(shí)現(xiàn)情境性問題的解決。在真實(shí)情境中真學(xué)真做，培養(yǎng)了學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師也能對(duì)生成的問題及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，和學(xué)生共同優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

以往，職業(yè)教育所具備的功能更多的是“應(yīng)用與傳承”，但在STEAM理念下，“設(shè)計(jì)與創(chuàng)新”毫無疑問成為了職業(yè)教育的主旋律。通過運(yùn)用STEAM理念，我將學(xué)科知識(shí)與已有生活經(jīng)驗(yàn)有效整合，讓學(xué)生體驗(yàn)了觀察、設(shè)計(jì)、探究、實(shí)踐、完善的過程，激發(fā)了學(xué)生的想象力、創(chuàng)造興趣，使學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中有真實(shí)、成功的體驗(yàn)。同時(shí)，STEAM理念也使學(xué)生的創(chuàng)意有了變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的可能，激發(fā)了學(xué)生DIY的興趣和熱情，使學(xué)習(xí)過程更加生動(dòng)有趣。學(xué)生自主地把多門知識(shí)進(jìn)行融合，開發(fā)了其潛在的知識(shí)遷移能力，實(shí)現(xiàn)了學(xué)科之間的無縫對(duì)接，有效生成了技能，為其后續(xù)的學(xué)習(xí)開辟了新的空間。STEAM理念下的教學(xué)使學(xué)生成為有思想、有創(chuàng)造力的設(shè)計(jì)者與思考者，將學(xué)生從“教育的消費(fèi)者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖逃膭?chuàng)造者”。

作為職業(yè)學(xué)校的老師，只要我們能夠給學(xué)生提供解決真實(shí)問題的課堂情境，將STEAM理念應(yīng)用到日常的教學(xué)之中，就會(huì)有效地提升其跨學(xué)科的思維能力、創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力和解決問題的綜合能力，達(dá)到事半功倍的效果。

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（責(zé)任編輯：李曉杰）