基于STEM理念的通用技術(shù)學(xué)科融合教學(xué)

孫宇暄 張志剛 陳學(xué)民 肖逸

在高中通用技術(shù)學(xué)科中基于STEM理念進(jìn)行課程創(chuàng)新與改革，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，強(qiáng)調(diào)順應(yīng)高中學(xué)生的性格特點和學(xué)習(xí)特點，將教學(xué)理論與實踐相結(jié)合，具備跨學(xué)科性、趣味性、體驗性、情境性等多個特點，能有效地培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，這也是通用技術(shù)學(xué)科創(chuàng)設(shè)的意義所在。

高中通用技術(shù)學(xué)科具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，STEM理念則是強(qiáng)調(diào)相關(guān)課程在教學(xué)中緊密相連，以整合的教學(xué)方式使學(xué)生了解并掌握通用技術(shù)的概念和技能，能夠解決實際生活中的問題。可以說，STEM理念是符合學(xué)科和學(xué)生特點的理念，促使教學(xué)方式更加新穎，學(xué)生易于接受。

通用技術(shù)學(xué)科和STEM理念的內(nèi)涵

“通用”二字意味著并不深入但廣泛運(yùn)用，通用技術(shù)學(xué)科旨在教授學(xué)生較為寬泛的、體現(xiàn)基礎(chǔ)性和通用性并與專業(yè)技術(shù)相區(qū)別的技術(shù)。通用技術(shù)學(xué)科的本質(zhì)在于創(chuàng)造，學(xué)生需通過搜集相關(guān)信息，并通過設(shè)計、制作等一系列過程，利用技術(shù)思想和方法解決現(xiàn)實世界中的實際問題。

STEM理念是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡稱，強(qiáng)調(diào)將四門相關(guān)的基礎(chǔ)工具和思想融為一體，幫助人們在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，大方向上呈現(xiàn)工程概念，在細(xì)節(jié)處利用技術(shù)完善，并利用數(shù)學(xué)精準(zhǔn)衡量與加工，最終解決實際問題。

STEM理念具有跨學(xué)科性、趣味性、體驗性、情境性等多個特點，它能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生展開自主探索并利用技術(shù)解決生活中的實際問題，其符合通用技術(shù)學(xué)科的教學(xué)特點及高中學(xué)生的學(xué)習(xí)特點。

基于STEM理念的通用技術(shù)學(xué)科融合教學(xué)

將STEM理念融入通用技術(shù)學(xué)科中的具體過程如圖1所示，下文將圍繞兩大步驟解釋其中的多個性質(zhì)。

第一步，項目主題確定。

項目主題可由教師或?qū)W生設(shè)定，主題的選擇要緊扣教學(xué)內(nèi)容，且要符合學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)情況，難度適中，具有趣味性，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。項目主題可以是多樣的，比如“變廢為寶、創(chuàng)意制作”“建筑設(shè)計”“建議機(jī)器人制作：仿生機(jī)械魚”“制作自動開關(guān)控制電路”“制作門鈴報警器”等，需要根據(jù)實際情況而定。教師首先創(chuàng)設(shè)情境，引入主題，然后生成項目，對較難的技術(shù)項目開展分組合作探究。如有必要，教師可以對學(xué)生精簡說明操作內(nèi)容、簡要技術(shù)和基本步驟，讓學(xué)生的研究不至于沒有方向。

那么如何在其中體現(xiàn)STEM理念呢？探究要在尊重自然規(guī)律的情況下進(jìn)行，且將其視為一次系統(tǒng)工程，學(xué)生需出具任務(wù)書、計劃書、計劃方案、技術(shù)簡介、預(yù)期結(jié)果等，在其中要體現(xiàn)技術(shù)性和數(shù)學(xué)性，精準(zhǔn)制作、精準(zhǔn)測量，將制作過程數(shù)字化，制作的作品以數(shù)字化技術(shù)表達(dá)。

第二步，項目設(shè)計與制作。

在有了某一項目主題之后，需要學(xué)生根據(jù)這一主題收集相關(guān)資料，學(xué)習(xí)其中的基本知識，并初步制訂完成計劃，這個過程是自主或合作鉆研探究的過程，能有效鍛煉學(xué)生的實際解決問題能力。例如，以“制作門鈴報警器”為項目，因為課程的“通用性”，該設(shè)計并不涉及過于深入的電子芯片知識，只是在市面上購買壓力感應(yīng)器或紅外感應(yīng)器等，配合數(shù)據(jù)解碼軟件、音樂電路、報警電路、電源電路、集成電板等完成整體構(gòu)建，最主要的是培養(yǎng)學(xué)生組裝電板及簡單焊接的技術(shù)，布局和材料都是可以直接采購的，基礎(chǔ)知識可以查閱資料學(xué)習(xí)。教師需引導(dǎo)學(xué)生按照門鈴報警器的功能要求，實現(xiàn)電路的整體連接，最終驗證使用無誤即可。

綜上所述，STEM理念具有跨學(xué)科性、趣味性、系統(tǒng)性、體驗性等特點，將STEM理念融入通用技術(shù)學(xué)科中，以具體的實踐項目為方向，夯實基礎(chǔ)，必然能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

基金項目：本文系2019年度湖南省教育信息技術(shù)研究重點課題“信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的設(shè)計、實施與評價研究”（HNETR19007）的階段性成果

（作者孫宇暄單位系湖南省長郡斑馬湖中學(xué)；作者張志剛、陳學(xué)民、肖逸單位系湖南省長沙市周南中學(xué)）