STEM理念融入高中通用技術課程的實踐與探索

許建明

[摘? ?要]高中通用技術課程具有實踐性強、綜合度高、兼顧工程與系統思想的特點，是發展STEM教育的良好平臺。可參考STEM教育的6E模型，將其運用于通用技術課程的教學設計，結合科學探究思維和工程設計實踐，引導學生運用跨學科知識解決實際問題，發展學科核心素養。

[關鍵詞]STEM;通用技術;融合;高中;核心素養

近年來，以跨學科整合為核心，通過問題學習、項目學習以及工程設計等方式[1]提升學生綜合素養的STEM教育模式備受中小學校青睞。 在STEM教育本土化進程中，開發STEM課程是落實STEM教育、培養學生跨學科素養的關鍵。高中新課程改革中新增的通用技術課程與STEM教育的體驗性、設計性、綜合性等觀點不謀而合。在此，將探尋基于STEM教育的通用技術課程教學設計模式。

一、STEM教育與高中通用技術課程融合

的可行性

1.STEM教育本土化應順應新課改的發展趨勢

高中新課程改革的方向提出：從必修到選修，提供基于個性的教育;從書本到實踐，提供基于生活的教育;從分科到綜合，提供基于項目的教育;從邊緣到核心，強化體育和藝術教育[2]。為此，我國的STEM教育應根植于基礎教育課程，在現有模式上，改進教學形式，豐富課程內容，革新教育理念，順應新課程改革的發展趨勢，助力實現我國中長期教育改革的發展目標，實現素質教育。

2.通用技術是融合STEM教育的良好載體

高中通用技術課程是一門以提高學生技術素養為主旨，以設計學習、操作學習為主要特征的普通高中學生必修的課程[3]。它強調各學科、各領域知識的聯系和綜合運用，具有高度的綜合性;通過工程化思想進行產品的設計、制作與評價，是對學科體系的超越;它還包含道德、環保、藝術等因素，體現出一定的人文特征。而STEM教育強調跨學科整合，注重實踐過程與解決實際問題的能力，旨在培養學生的思維、探究、協作、設計能力。由此可見，二者有很多相通之處。以通用技術課程為載體發展本土STEM教育，有利于開展基于問題或項目的教學，培養學生利用知識解決實際問題的能力，為構建滿足學生多樣化發展需求的通用技術課程體系指明了方向。

二、STEM教育的6E模式

2014年，美國國際技術與工程教育學會（ITEEA）提出的6E模型是近年來備受推崇的課程設計模式[4]。該模式結合了“科學探究”思維和“工程設計”實踐，讓學生在“需要知道”和“需要做”的螺旋上升過程中感知和洞察真實情景中的問題，利用跨學科的知識解決實際問題，是落實STEM教育整合性理念的有效課程設計模式（見圖1）。

三、應用6E模型的高中通用技術課程案例分析

1.教學設計分析

本案例以蘇教版《電子控制技術》第三章“電子控制系統的信號處理”為基礎，以具有一定挑戰性和趣味性的“簡易電子密碼鎖設計”為項目載體，符合高二學生的認知水平。學生在已有知識技能的基礎上可以探究出不同設計方案，這對于增強學生學習的信心、培養其項目設計管理能力具有一定的促進作用。同時，此項目涉及知識點較多，既有邏輯電路的理解和運用，又包含了繼電器、Multisim電路仿真、開環電子控制系統設計等，在項目實施過程中可以打破章節順序，把不同章節的知識融入項目，以實現“做中學”。

2.融合教學目標

在確定項目教學目標時，要綜合考慮教材給出的單元目標、學科核心素養、STEM教育理念，在知識、技能、情感方面進行融合。表1是以通用技術學科素養[3]為指標，根據上述方法確定的整個項目的學習目標。

3.優化教學過程

教學過程實質上是教和學相結合與統一的活動[7]，它是一條主線，將課程資源、項目載體、教學策略等“串”起來，最終達成教學目標。為此，“簡易電子密碼鎖設計”項目可分為8個課時實施。教師首先要創設真實問題情境，激發學生的興趣與動機，引導他們通過合作學習、數學計算、系統分析、技術知識和技能的綜合運用，設計工程方案并制作模型。接著，將任務難度升級，學生通過知識和技能的遷移，深化對工程設計的理解。最后師生對項目過程和模型作品進行評價，對出現的問題進行反思，這一過程將鍛煉學生自我分析與評價的能力。圖2列出了本項目涉及的STEM學科知識地圖，表2是依據6E模型設計的教學過程。

總之，在融入STEM教育理念的通用技術教學中，需要打破教材框架對知識進行重組，堅持因地制宜、自主開發的原則設計項目。當然這也對教師的專業能力與跨學科整合理念提出了要求，促使他們通過自主學習和相關培訓不斷提升自己的能力。此外，課前結合學習性評價[8]與通用技術課程的特點設計項目評價模式，對于監控、指導和促進高效學習亦有重要影響。

參考文獻

[1]傅騫，劉鵬飛.從驗證到創造——中小學STEM教育應用模式研究[J].中國電化教育，2016（4）：71-78.

[2]張志勇.普通高中課程教學改革新方向[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/e9ca0c3b 7f21af45b307e87101f69e314332fab1.html.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]謝麗，李春密.物理課程融入STEM教育理念的研究與實踐[J].物理教師，2017（4）：3-4.

[5]顧建軍.設計與技術1[M].江蘇：江蘇教育出版社，2009.

[6]秦換魚.STEM教育與高中通用技術課程的融合研究[J].中國現代教育裝備，2019（10）：66-69.

[7]李秉德.教學論[M].北京：人民教育出版社，1991.

[8]沈藝，郭琪琦，張海銀.STEM課程的評價領域及學習性評價策略[J].中小學教師培訓，2019（4）：46-50.

（責任編輯? ?郭向和）