基于STEM理念的高中通用技術校本課程設計與實踐研究

周映文

摘要：高中通用技術課程作為培養學生科學思維和創新技術能力的課程，隨著我國對教育事業的深化發展與改革創新，對高中通用技術課程的教學也提出了更加明確的要求。面對高速發展的社會形態，只有從高中階段就加強對學生科學知識和基本技術的普及，才有助于學生養成良好的思維習慣，對學生未來的高校教育和就業工作奠定扎實基礎。傳統的高中通用技術存在著內容老舊、應用性不強等問題，影響了學生進行相關課程的積極主動性。基于現有的高中通用技術課程，通過引入STEM教育理念，圍繞高中通用技術校本課程的設計與實踐進行了具體研究，希望能夠對優化高中通用技術課程內容、落實國家教育改革理念起到一定作用。

關鍵詞：STEM理念；高中教學；通用技術；校本課程；設計實踐

中圖分類號：G632.0文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）09-0083

教育工作直接關系到我國的長遠發展，影響了我國建設中國特色社會主義事業的實踐成果。在2016年，國務院發布了《全民科學素質行動計劃綱要實施方案（2016～2020年）》的具體文件，明確提出要將科學創新和技術實踐內容作為高中階段的教學基本內容之一，完善高中教學機制，在傳統教育模式的基礎上進一步深化教學改革工作，以學生的綜合素質培養為基本，全面推進學生的創新實踐能力培養[1]。高中通用技術作為高中階段幫助學生了解基本科學知識、提高學生科學素養的基礎學科，將STEM教育理念與高中通用技術課程教學進行融合，有助于高中通用技術課程安排更加符合當前教育理念和社會需求，只有引導學生參與到科學研究的教學過程中，才能全方位提高學生的科學素養和實踐創新能力。

一、STEM教育理念下開設高中通用技術校本課程的實踐意義

STEM教育理念起源于美國，STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科的英文首字母縮寫；在運用STEM教育理念進行教學工作時，主要注重的是對學生以下四個方面的培養：一是科學素養，即運用科學知識理解生活中的事物規律并掌握相關的科學內涵；二是技術素養，主要是指學生靈活運用相關技術進行科學創作的能力；三是工程素養，即運用相關技術進行工程項目的整體設計與開發的過程；四是數學素養，即學生能夠在學習過程中善于觀察相關數學知識、運用數學知識解決工程設計過程中問題的相關能力。在運用STEM教育理念進行高中通用技術校本課程設計過程中，不能單純將相關學科進行簡單疊加，而應該將多學科知識內容融入通用技術教學中。多學科領域知識的全面普及教育，能夠在教學中有效鍛煉學生的創新能力和實踐能力，契合當前的教育理念[2]。

普通高中通用技術作為一門實踐性、動手性極強的基礎學科，更加強調通過教學課程幫助學生養成良好的科學思維能力、實踐動手能力等，通用技術注重知行合一，力求通過教學增強學生對相關技術的理解與應用。在傳統的高中教學中，由于學生面臨高考升學壓力，繁重的教學任務導致面對非高考課程的通用技術，使得很多學生和家長缺乏足夠的重視和興趣，導致這門課程的教學情況不容樂觀[3]。為了能夠進一步提高高中通用技術的教學效果，引導學生積極參與到教學工作中，達到基本教學目標，需要相關教育工作者進行深入研究。在我國新課改的教育發展形勢下，國家鼓勵高中學校結合學校的實際發展情況，開設校本課程，充分激發學生的學習興趣，豐富學生的校園生活。在這種趨勢下，筆者結合多年教學經驗，設計開發了基于STEM教學理念的高中通用技術校本課程——《創意臺燈設計》，希望能夠通過校本課程改變當前高中通用技術教學困境，培養學生具備基本的STEM相關能力。

在基于STEM教育理念的高中通用技術《創意臺燈設計》校本課程設計中，更加強調對學生創新思維、圖樣表達能力和物化能力的培養，希望能夠通過這門課程幫助學生更好地了解相關科學素養知識，引導學生建立正確的科學思維，幫助其養成運用所學知識解決生活中遇到的問題的能力，進而更加符合當前新課程標準對高中通用技術的教學要求。

二、基于STEM理念的《創意臺燈設計》校本課程設計

1.校本課程教學目標設計

筆者在進行《創意臺燈設計》這門校本課程設計的過程中，先要明確課程的教學目標。首先，通過開設課程，幫助學生掌握高中通用技術相關的基本知識，比如，在臺燈設計的過程中，學生需要掌握關于電路、涉及材料特性的基本知識，以及進行臺燈設計的相關工具的使用方法；其次，引導學生熟練掌握臺燈設計與開發的完整流程，能夠合理銜接設計與制作的各個環節，實現臺燈制作的課程目標；再次，通過校本課程，充分發揮學生的自主學習能力，通過讓學生自主創作設計來培養學生的創新設計能力和圖樣表達能力，培養學生的動手能力和實踐能力，幫助學生建立科學嚴謹的邏輯思維；最后，通過開設《創意臺燈設計》校本課程，培養學生具備基本的合作交流能力，使學生能夠通過小組合作的方法，不斷創新相關技術，全面提高學生的創新思維能力。

2.校本課程教學內容設計

《創意臺燈設計》課程涵蓋了現代創意臺燈賞析、創意臺燈設計、創意臺燈制作、作品展示交流、總結評價與提升五部分內容，按照臺燈設計的邏輯過程，將先進技術理念貫穿到科學知識學習中，將圖紙設計、結構分析、流程與設計、材料選取、相關零件設計制作、電子控制系統的設計、模型與原型的制作、作品交流評價等高中通用技術課程教學內容融入校本課程教學，以一種更加吸引學生興趣的方法，引導學生在實踐中完成相關知識的學習，更加貼近實際生活，同時也融入了新課標背景下對高中通用技術的教學規劃與目標。

三、基于STEM理念的《創意臺燈設計》校本課程教學實踐

1.校本課程中的科學素養培養實踐

在進行《創意臺燈設計》的高中通用技術課程教學時，筆者將科學素養培養融入教學的各個環節，加強了學生對科學素養的理解與掌握。首先在現代創意臺燈賞析階段，通過引導學生對創意臺燈作品進行科學賞析與評價，引導學生發現作品突出的科學知識，而不是單純分析作品的美感；其次在臺燈設計階段，教師引導學生注意臺燈設計的科學性和實用性，進而有效提高了學生的科學素養；最后在臺燈制作階段，考慮到學生的設計方案可能在制作中存在不合理的情況，教師設計了小組作品展示解說環節，通過小組展示圖紙，對各設計部分的功能及目的解說，通過討論讓各小組之間取長補短，并通過點評來充分指導學生利用科學知識進一步完善臺燈設計方案的合理性。通過這種整個過程的課程教學，培養學生的工程思維、圖樣表達能力及技術意識。

2.校本課程中的技術素養培養實踐

在進行《創意臺燈設計》課程教學時，考慮到新課標對高中通用技術的教學要求，筆者將技術素養培養融入校本課程的教學內容中，培養學生具備良好的實踐動手能力。首先，教師帶領學生一同學習了電路基本知識和臺燈結構設計知識，使得學生具備了一定的技術意識；其次，在臺燈制作階段，教師采用小組式教學方法，安排學生以小組為單位進行合作創作，通過這種合作交流的方法，能夠引導學生自主參與到設計制作的過程中，進而加深學生對相關技術的理解，全面提高學生的技術素養。

3.校本課程中的工程素養培養實踐

工程素養更加重視學生在進行設計與制作學習中統籌整個過程的工程思維能力，為了幫助學生具備基本的工程素養，筆者在進行《創意臺燈設計》的課程教學中，形成了“自主思考—小組研究—班級評價”的教學方案。首先，在臺燈設計的初期教學階段，教師對臺燈設計提出了關于美觀、實用、安全、創新等方面的要求，安排學生通過自主思考，不斷充實自己的臺燈設計方案。教師可以采取隨機點名的方法，通過班級交流的模式，及時了解學生的設計理念，并提出相應的改進策略，完善學生的設計方案。其次，在臺燈制作的教學階段，教師鼓勵班級學生通過自由結組進行集體制作，在這一過程中，能夠為學生的工程制作營造輕松的氛圍，有利于學生全身心投入到臺燈的制作過程中。最后，教師開展了班級臺燈作品展示與評價活動，通過投票的方法，評選出最具創意和安全實用性的臺燈作品。通過這種全新的教學方案，能夠充分發揮學生的自主學習能力，培養學生具備合格的工程素養。

4.校本課程中的數學素養培養實踐

為了培養學生養成運用數學方法解決生活問題的習慣，筆者將數學素養培養融入校本課程教學的各個環節。首先，在進行臺燈作品賞析階段，教師采用視頻動畫的方法，幫助學生從各個角度對作品進行分析，幫助學生養成數形結合的思維習慣；其次，在進行臺燈設計時，教師鼓勵學生將設計內容通過草圖的方法展示出來；最后，在高中通用技術課程教學中，三視圖作為課程的重點、難點，學生的學習效果一直不甚明顯。為了改變這一現狀，教師在課堂上與學生一同完成臺燈三視圖的繪畫工作，幫助學生了解基本的尺寸規范，進而提高學生對三視圖的理解和基本的數學素養。

四、結束語

以《創意臺燈設計》為例，基于STEM理念的高中通用技術校本課程設計與實踐研究，有效地全面提高了高中通用技術課程的教學效果，學生設計的作品參加省市比賽也獲得了很好的成績，學生對于通用技術課程的興趣和積極性都得到了很大程度的提升。

綜上所述，筆者基于STEM教育理念，進行了通用技術校本課程的設計與實踐，系統分析了校本課程的設計內容和教學實踐過程，希望能夠對優化高中通用技術教學內容提供相應借鑒。

參考文獻：

[1]易曉敏.基于STEAM的高中通用技術項目教學實踐[J].科技風，2020（11）：93.

[2]徐瀚云.試論STEM教育與通用技術課程融合[J].課程教育研究，2019（26）：19-20.

[3]金榮.新課改背景下高中通用技術課程的教學現狀及解決策略[J].基礎教育論壇，2019（35）：33-34.

（作者單位：廣東省廣州市增城區高級中學511300）