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(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，將教學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合，具備跨學(xué)科性、趣味性、體驗(yàn)性、情境性等多個(gè)特點(diǎn)，能有效地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)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(shí)際生活中的問(wèn)題。可以說(shuō)，STEM理念是符合學(xué)科和學(xué)生特點(diǎn)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(guò)搜集相關(guān)信息，并通過(guò)設(shè)計(jì)、制作等一系列過(guò)程，利用技術(shù)思想和方法解決現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問(wèn)題。

STEM理念是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡(jiǎn)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?cè)谧鹬刈匀灰?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(shí)際問(wèn)題。

STEM理念具有跨學(xué)科性、趣味性、體驗(yàn)性、情境性等多個(gè)特點(diǎn)，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(shí)際問(wèn)題，其符合通用技術(shù)學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)及高中學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。

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(guò)程如圖1所示，下文將圍繞兩大步驟解釋其中的多個(gè)性質(zhì)。

第一步，項(xiàng)目主題確定。

項(xiàng)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(dòng)力。項(xiàng)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(jì)”“建議機(jī)器人制作：仿生機(jī)械魚”“制作自動(dòng)開關(guān)控制電路”“制作門鈴報(bào)警器”等，需要根據(jù)實(shí)際情況而定。教師首先創(chuàng)設(shè)情境，引入主題，然后生成項(xiàng)目，對(duì)較難的技術(shù)項(xiàng)目開展分組合作探究。如有必要，教師可以對(duì)學(xué)生精簡(jiǎn)說(shuō)明操作內(nèi)容、簡(jiǎn)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(jì)劃書、計(jì)劃方案、技術(shù)簡(jiǎn)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(cè)量，將制作過(guò)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(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作。

在有了某一項(xiàng)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(shí)，并初步制訂完成計(jì)劃，這個(gè)過(guò)程是自主或合作鉆研探究的過(guò)程，能有效鍛煉學(xué)生的實(shí)際解決問(wèn)題能力。例如，以“制作門鈴報(bào)警器”為項(xiàng)目，因?yàn)檎n程的“通用性”，該設(shè)計(jì)并不涉及過(guò)于深入的電子芯片知識(shí)，只是在市面上購(gòu)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(lè)電路、報(bào)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(jiǎn)單焊接的技術(shù)，布局和材料都是可以直接采購(gòu)的，基礎(chǔ)知識(shí)可以查閱資料學(xué)習(xí)。教師需引導(dǎo)學(xué)生按照門鈴報(bào)警器的功能要求，實(shí)現(xiàn)電路的整體連接，最終驗(yàn)證使用無(wú)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(yàn)性等特點(diǎn)，將STEM理念融入通用技術(shù)學(xué)科中，以具體的實(shí)踐項(xiàng)目為方向，夯實(shí)基礎(chǔ)，必然能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

基金項(xiàng)目：本文系2019年度湖南省教育信息技術(shù)研究重點(diǎn)課題“信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)價(jià)研究”（HNETR19007）的階段性成果

（作者孫宇暄單位系湖南省長(zhǎng)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(zhǎng)沙市周南中學(xué)）