STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學探索

【摘 要】STEAM教育理念作為一種跨學科融合的教學模式，通過科學、技術、工程、藝術、數學的有機結合，有助于提升通用技術課程教學質量。STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學實踐可通過以下策略展開：建立跨學科的合作機制，提升教師綜合素養；設計自主探究的學習任務，激發學生創新潛能；培養項目設計與評估能力，提升教師教學效果；完善設備設施與技術支持，保障實踐教學條件。

【關鍵詞】STEAM理念 高中通用技術 項目教學

【中圖分類號】G40" " 【文獻標識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）24-53-04

STEAM是science（科學）、technology（技術）、engineering（工程）、art（藝術）、mathematics（數學）的組合。STEAM不是多學科的簡單疊加，而是把零散的知識串聯成有關聯的整體，并將其整合到一種教學模式中，重點關注實踐的過程，強調知識與能力并重。［1］STEAM教育理念具有跨學科性、情境性、實踐性、協作性、藝術性。STEAM理念的基本內涵和通用技術學科核心素養的要求有諸多一致之處［2］，在STEAM教育理念逐步深化的背景下，以項目為導向的教學實踐改革，是提升通用技術課程教學質量、滿足教育現代化需求的關鍵。這不僅關系到學生跨學科思維和實踐能力的全面發展，而且關系到學生在未來學習與職業生涯中技術應用與創新能力的實際提升，對于培養契合新時代需求的綜合型創新人才具有重要的現實意義。

一、STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學的意義

（一）提升學生的跨學科思維和綜合素養

STEAM理念驅動下的項目教學有助于促進學生跨學科思維的形成與綜合素養的提升。STEAM教育強調學科的融合，要求學生在解決實際問題的過程中，綜合運用來自不同學科的知識。學生通過采用跨學科的學習方式，不僅能夠在實踐中深化對學科知識的理解，而且還能夠培養跨領域的思維方式，逐步突破學科界限，從而提升綜合素養。此外，在STEAM理念驅動下的項目教學中，學生需要從多個學科的角度思考問題，整合不同學科的理論和方法，尋找最適合解決問題的路徑。學生通過跨學科的學習，可以發展更靈活、開放、多維的思維模式。這種跨學科的知識整合和思維訓練，能夠幫助學生更好地應對復雜的實際問題，培養學生的系統性思維和綜合分析能力。由此，學生不僅能夠在理論學習層面獲得更全面的知識，而且能夠在面對實際問題時具備更強的綜合解決能力。

（二）提升學生的創新思維和實踐能力

STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學有助于激發學生的創新思維和實踐能力。在STEAM教育中，學生通過參與項目式學習，應對現實世界中的復雜問題，不斷思考并調整自己的解決方案。這一過程可以極大地促進學生創新思維的培養，并幫助學生將抽象的學科知識轉化為具體的實踐能力。與此同時，項目式學習強調通過實踐活動來解決實際問題，這不僅能夠激發學生的創造力，而且能夠增強學生對技術的實際應用能力。學生在項目中需要進行反復實驗，修改、完善解決方案，這一過程要求學生不斷調整思路、探索新方法，從而提高創新能力。此外，項目式學習要求學生在實踐中積累經驗，鍛煉動手能力和技術應用能力，幫助學生在現實情境中應用學到的知識。STEAM教育通過實踐與創新相結合的方式，促使學生獲得知識和能力的全面發展，為學生未來的學習和職業生涯奠定堅實的能力基礎。

（三）培養學生的團隊合作能力與社會責任感

STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學有助于培養學生的團隊合作能力和社會責任感。在項目式學習中，學生要與團隊成員協作，共同解決問題。這樣的學習方式能夠有效培養學生的團隊合作精神，提升學生的溝通、協調能力。在合作中，學生需要學會聆聽他人的觀點、分享自己的意見，并在共同討論和實踐中達成一致，這個過程能夠增強其合作意識和集體主義精神。此外，STEAM項目往往涉及與社會實際需求密切相關的問題。學生在解決問題時，不僅要考慮技術的可行性，而且要關注社會的需求和倫理問題。這種實踐背景促使學生思考技術與社會之間的關系，有助于增強學生的社會責任感。學生不僅要考慮項目的技術實現，而且要關注項目實施后的社會影響，例如技術如何改善人類生活、如何促進社會可持續發展等問題。學生通過參與具有社會責任感的項目，能夠培養對社會問題的敏感性，逐步形成全球公民意識，認識到技術創新不僅是個人能力的體現，而且是對社會發展的貢獻。

二、STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學存在的問題

（一）跨學科整合難度大

高中教育體系中的學科邊界清晰，每個學科有著獨立的教學內容、知識體系、評價標準?？茖W、技術、工程、藝術、數學五個學科有各自的教學目標和方法，對于教師而言，如何在課堂上有效結合這些學科知識是一個巨大的挑戰。其一，學科之間的知識結構差異是整合難度大的主要原因。數學和物理等學科注重邏輯推理和理論分析，而技術和藝術則強調實踐應用和創新設計。將這些學科知識有機結合，能夠使學生在項目中整合應用所學知識，調動跨學科的知識儲備和學習能力。然而，當前大部分教師的專業背景僅限于自己所教學的學科，跨學科教學經驗較少，缺乏足夠的知識儲備和整合能力，難以引導學生進行有效的跨學科學習。其二，課程安排和時間限制是導致跨學科整合難度大的重要原因。高中課程通常按學科進行劃分，每門學科有固定的教學時間和內容，缺乏靈活的時間來進行跨學科項目教學。在這種情況下，教師往往難以進行有效的跨學科教學設計，項目式學習會受到課程設置的局限。

（二）部分學生自主學習意識較弱

部分學生自主學習意識較弱主要表現在兩個方面。一是依賴教師講解，缺乏獨立思考和主動探索的意識，缺少對知識本身的深度理解和對實際問題的主動探索。因此，當開展以項目為導向的STEAM教學時，這部分學生會感到不適應，缺乏自主學習的動力和信心。二是面對海量的資源往往感到困惑，不知道如何篩選出有價值的信息。雖然互聯網為學生提供了豐富的學習材料，但是信息化教學資源的普及帶來“信息過載”的問題。信息碎片化使得學生難以集中注意力，無法高效地自主學習，影響其在項目式學習中的表現。

（三）部分教師能力提升滯后

一些教師習慣于通過講授知識來完成教學，缺乏設計、組織、管理項目的經驗。項目式學習不僅涉及跨學科的知識整合，而且需要教師進行精心的項目設計、有效的時間管理，以及適時的指導和評估。然而，部分教師未接受過系統的項目設計培訓，缺乏在項目式教學中進行合理規劃、分配任務、把控進度等方面的能力。沒有足夠的實踐經驗和項目管理能力作支撐，教師在項目實施過程中便無法有效引導學生完成復雜的項目任務。此外，雖然近年來越來越多的教育培訓機構和學校開設STEAM相關的培訓，但是較多培訓活動局限于基礎理論的普及，缺乏深入的實操環節和實際教學案例的分享。許多教師在參加培訓后，沒有機會將學到的知識和技能轉化為實際的教學能力，導致在教學中無法應對STEAM項目實施中的實際問題。

（四）教學資源配置不足

在STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學中，教學資源的配置問題成為制約教育質量和效果的關鍵因素。STEAM教育的核心之一是通過動手實踐來激發學生的學習興趣和創新能力，而這一目標的實現離不開高質量的技術設施支持。例如在機器人制作或3D打印項目中，學生需要借助專門的硬件工具，如機器人套件、3D打印機、激光切割機等。然而，有的學校實驗室設備相對陳舊，更新速度緩慢，且數量不足，無法滿足大量學生的實際操作需求。一些學校甚至連基礎的計算機和編程設備都不具備，導致學生無法在項目中進行技術應用和創新設計。如果缺乏現代化的硬件設施，那么STEAM項目便無法發揮其應有的作用，學生的動手能力、團隊協作能力、問題解決能力也就無法得到有效提升。

三、STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學策略

（一）建立跨學科的合作機制，提升教師綜合素養

首先，STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學需要構建跨學科的合作機制，以提升教師的綜合素養和跨學科整合能力。對此，可從四個方面著手。第一，學校管理者應搭建教師跨學科合作的平臺，推動教師之間開展深度交流。第二，學校領導層可以組織跨學科教研活動，為教師提供定期交流的機會。第三，學?？梢酝ㄟ^成立STEAM教育工作坊，邀請各學科教師共同設計教學項目，討論跨學科知識點的融合方式。第四，學?？梢园才趴鐚W科教研活動主題，例如“如何將數學建模融入技術設計”“如何利用藝術提升工程項目的創新性”等，使教師明確跨學科協作的具體方向。在這些活動中，教師可以分享各自的教學經驗、資源、策略，從而在集體協作中提升對跨學科教學的理解和掌控能力。

其次，要為教師提供系統性的跨學科培訓，以解決教師跨學科知識儲備不足的問題。教育行政部門可以組織跨學科教學的專題培訓，為教師提供理論和實踐指導；還可以通過模擬跨學科項目的形式，讓教師在實踐中學習如何有效設計和指導STEAM教學項目。培訓機構可以邀請STEAM教育專家和跨學科教學的優秀實踐者分享經驗，幫助教師掌握跨學科知識整合的方法和教學策略；還可以通過案例式培訓向教師展示如何在項目中融合多學科知識，幫助教師理解跨學科教學設計的基本流程。

最后，可組織教師合作開發跨學科教學資源，以提高教學設計的整體性和實用性。學?？梢詾榻處熖峁┵Y源開發的時間和技術支持，幫助教師將跨學科的教學設計轉化為可操作的教學資源；還可以組織跨學科資源的整合工作，將不同學科的內容編制為STEAM項目教學的案例庫，供其他教師參考和使用。例如學校可以開發“智能交通系統設計”或“節能建筑建?！钡瓤鐚W科教學案例，幫助教師快速上手STEAM項目教學。

（二）設計自主探究的學習任務，激發學生創新潛能

針對一些學生自主學習意識較弱的問題，教師可以通過精心設計任務、合理分配資源、過程性指導，幫助學生建立主動探索的學習模式。其一，教師要以現實問題為導向設計學習任務，以此激發學生的探索興趣和學習動力。教師在設計任務時，應圍繞STEAM理念的跨學科整合特點，選擇具有挑戰性和開放性的問題作為任務主題。例如教師可以設置涵蓋科學原理、技術手段、工程設計、藝術表達、數學計算的綜合項目，將學科知識融入實際問題的解決過程中。教師通過問題導向的任務設計，可以幫助學生認識到學科知識與現實生活的聯系，從而激發學生的學習興趣，促使學生主動投入探究過程。

其二，教師要明確任務目標和評價標準，為學生提供清晰的任務框架。自主探究學習任務需要學生在開放的情境中自由探索，教師需設定具體的學習目標，引導學生的探究方向。例如教師可以將任務分解為若干階段性目標，如問題分析、方案設計、實驗驗證、成果展示，幫助學生逐步完成復雜任務。與此同時，教師應為學生提供明確的評價標準，確保學生在完成任務時能夠有針對性地進行反思和改進。通過目標和標準的明確化，教師可以為學生自主探究提供清晰的指引，減少學生在探究過程中的迷茫，提高任務完成效率。

其三，教師要為學生提供豐富的資源支持和工具指導，幫助學生解決“信息過載”的困擾。在信息化教學資源高度普及的環境中，學生面對大量的學習材料容易感到迷茫。教師可以篩選并提供高質量的學習資源，包括專業文獻、視頻教程、在線實驗工具，幫助學生集中精力解決任務中的關鍵問題。此外，教師還可以指導學生高效利用數字化工具和平臺，例如使用數據分析軟件進行實驗數據處理，或通過虛擬實驗室完成復雜的技術操作。這些資源支持和工具指導能夠幫助學生更高效地進行自主探究，避免在信息碎片化的學習過程中分散注意力。

（三）培養項目設計與評估能力，提升教師教學效果

STEAM教育以實踐導向、跨學科整合和問題解決為核心，項目設計是這一教學模式的關鍵環節，而科學的評估則是保障教學目標實現的核心手段。一方面，學校要為教師提供項目設計工具和資源支持，幫助教師提升項目設計效率。教師在設計STEAM項目時，往往面臨時間有限、資源不足的困境，因此高效的工具支持顯得尤為重要。例如學校可以為教師引入專門的項目管理軟件和設計模板，這些工具能夠幫助教師更快地完成項目規劃和任務分配。同時，學?？梢越M織教學資源開發團隊，整合各學科的教學素材，為教師提供可借鑒的跨學科項目案例和教學資源庫。通過采取這些措施，教師在項目設計中可以減少重復工作，將更多精力集中于創新性教學設計，從而提升項目設計質量。

另一方面，學校要強化教師的評估能力培訓，幫助教師構建科學、多維度的評估體系。STEAM項目的教學評估不同于傳統課堂的單一性評估模式，需要兼顧學生的跨學科知識應用能力、創新能力、團隊協作能力、實踐操作能力。多維度評估對教師的評估設計和執行能力提出新的挑戰。學校可以通過舉辦專題評估培訓，幫助教師掌握形成性評估和終結性評估的基本方法。例如教師需要學習通過觀察學生的參與情況來評估其合作能力，通過分析學生的設計方案和實驗數據來評估其知識應用能力。此外，教師還需要掌握使用評價量規的方法，通過明確的評價標準對學生的項目成果進行客觀、公正的評價。

（四）完善設備設施與技術支持，保障實踐教學條件

為保障STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學條件，學校需要從設備更新、資源共享、技術支持、組建團隊等方面入手，系統性地完善設備設施和技術支持。

首先，學校應加快設備更新與配置，優先采購與STEAM項目教學相關的現代化設施。學校管理者要根據教學需求，為實驗室配備如3D打印機、激光切割機、機器人套件、編程設備等符合STEAM教學特點的硬件工具。同時，學校需優化實驗室空間布局，打造綜合性創客空間，將科學實驗、技術應用、工程設計、藝術創作融為一體，使學生能夠在一個多功能環境中完成跨學科項目。

其次，學校要建立資源共享和整合機制，以提高設備設施的使用效率。學校可以設置在線預約系統，合理分配實驗設備的使用時段，避免資源浪費。對于區域內的教育機構，學?？梢源俪蓞^域STEAM資源共享聯盟，實現設備、技術、實踐經驗的共建共享。此外，學校還可以開發數字化教學資源庫，提供在線實驗模擬、項目設計模板、技術操作指南，供師生查閱和應用。

再次，學校要加強信息技術支持，利用數字化平臺拓展實踐教學的可能性。學?？梢砸胩摂M實驗室和在線協作平臺，讓學生通過虛擬環境完成復雜的實驗操作和團隊協作。針對數據分析與編程需求，學?？梢詾閷W生提供現代化的軟件工具，例如數據處理軟件、建模工具、編程平臺。同時，學校應為教師提供系統化的數字工具培訓，確保其能夠熟練運用技術支持教學。

最后，學校還要組建專業技術支持團隊，為設備設施的運行與維護提供保障。技術支持團隊需要負責硬件設備的日常維護、技術故障的快速排除、操作技能的指導培訓。同時，技術團隊可以組建設備操作和項目設計的工作坊，幫助教師和學生熟悉現代化設備的應用，降低使用門檻，確保教學活動的順利開展。

STEAM理念驅動下的高中通用技術項目教學，以其跨學科融合與實踐創新的特性，為學生提供全面提升綜合素養的廣闊平臺，有效推動教學模式的改革與優化，不僅能夠提升學生的創新能力和實踐能力，而且能夠滿足新時代對跨領域復合型人才的培養需求。

【參考文獻】

［1］章盛智．基于STEAM教育理念的高中通用技術教學模式探索［J］．教育界（基礎教育），2019（2）：20-21．

［2］李文靜．基于STEAM理念的通用技術項目化教學研究［D］．聊城：聊城大學，2021：22．