STEM教育教學理念下的高中《通用技術》教學設計

白秋桂

摘 要：時下流行STEM教育教學理念，恰逢浙江省新高考改革將技術納入選考科目之時，這對高中通用技術教育教學提出更高要求。作為高考科目新學科，通用技術的教科研成果相對較少，尤其是STEM教學理念下的教學設計研究更是幾乎空白。從一線教學實戰(zhàn)收集素材，直接面向學生找問題，從近幾年選考真題挖掘重難點并意在新課教學中尋求突破。以《工藝》章節(jié)為例，旨在為普通高中通用技術學科STEM理念下的教學設計拋磚引玉。

關鍵詞：工藝;STEM教育教學;通用技術;物化能力;金工操作

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）四門學科的統(tǒng)稱，但STEM教育不能簡單理解成四個學科的疊加。其是以提高受教育者的綜合分析能力，激發(fā)其創(chuàng)新的動力，提升其實踐能力為教育教學目標，培養(yǎng)適應時代全方位發(fā)展人才的教育理念。浙江省《通用技術》課程作為一門相對年輕，且與當代社會技術發(fā)展息息相關的學科，其學科自身特點，恰與STEM教育教學理念不謀而合，是實施該教育教學理念的最好平臺之一。

STEM教育旨在培養(yǎng)具有多學科知識與能力的復合型人才，近年來也是教育界的熱門話題，許多專家學者包括一線教師對此展開研究。本文筆者從STEM理念的四個領域素養(yǎng)即科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)出發(fā)，取材一線教學實戰(zhàn)經(jīng)歷，結合學生的理解水平，在實際操作中挖掘問題，從教師傳統(tǒng)講授教法中發(fā)現(xiàn)不足，并結合學科自身特點和近幾年省學選考真題考點來實施《工藝》章節(jié)的教學設計。

一、基于STEM教學理念的教材、學情與學選考分析

1.教材分析

本節(jié)《工藝》內容屬于蘇教版通用技術教材必修一第七章《模型或原型的制作》第二節(jié)。教學至此已近必修一尾聲，同時也正是方案設計過程進行到高潮的階段，學生正躍躍欲試，等著進實驗室一展拳腳。在本章第一節(jié)所學《模型》理論的基礎上，第二節(jié)工藝與第三節(jié)模型制作宜放在一起，準備足夠多的課時（3至4課時），讓學生在實驗室中將所學知識付諸實踐，充分認識金工工具及熟悉基本操作規(guī)范，培養(yǎng)將腦海中的設計做成實物的能力，即學科素養(yǎng)所要求的“物化能力”。教材的編寫遵循知識點之間一脈相承的原則，本節(jié)工藝的學習是對必修一前六章內容的實踐，同時學好工藝模型又能促進學生對前六章方案設計過程的理解，提高設計的能力，并為第八章以及必修二的學習打下堅實的基礎。

2.學情分析

我們所面對的高中生雖然有一定的生活閱歷，具備一定的動手操作能力，但是在金屬加工方面，基本是零基礎。面對零基礎學生的教學，就如在一張白紙上畫畫，起筆就特別重要。作品簡單，沒有美感不重要，但是一定要嚴格規(guī)范要求，保證每一步操作都是正確的，這才是最重要的。因此，本堂課將如何保證學生的正確規(guī)范操作定義為課堂重點及難點。實踐能力的提高無法通過紙上談兵的方式做到，學生必須要自己動手、操作、訓練，將自己腦海中的設計藍圖轉化成規(guī)范操作而得的可見實物。讓學生通過思考、制作，將自己的腦力成果“物化”，習得“技術”的學習方法，從而培養(yǎng)學生“具有終生進行技術學習”的能力。這是通用技術學科的課程目標，同時也是本教學設計貫徹始終的主線。

3.浙江省近幾年學選考考點分析

工藝操作要領及流程是學選考選擇題必考考點，在歷年真題卷中規(guī)律性地分布在選擇題第五題到第七題之間。在非選擇題中出現(xiàn)在14題的有兩次，分別是2017年4月份和2017年11月份，考查裝配流程及金工工具、標準件的選擇，而14題的分值是6分。另外，在第15題設計題中該知識點也是不可忽略的，且此知識點掌握程度又與設計題草圖繪制有直接的關系。即本節(jié)課在學選考中直接涉及的考分至少有4～6分，多的時候可以達到10分以上，占所有考分的10%～20%，是必修一最重要的考點。故筆者以為，本節(jié)《工藝》課是通用技術學科新課教學的重中之重。新課教學保證學生在實驗室操練中所習得的技術規(guī)范，可以在考試中直接獲得優(yōu)勝。以下表格將2015年10月份至2019年4月份的八次學選考真題所涉及該部分考點進行羅列。

二、基于STEM教育教學理念的《工藝》教學設計

1.基于STEM教育理念的教學目標設計

教學目標的制定是教學設計展開的依據(jù)，也是貫穿整個教學過程的主線。本文中，筆者從STEM理念四個方面素養(yǎng)來進行本課的教學目標設計，并以此作為教學的主導貫穿始終。

2.重難點突破

（1）重要步驟操作要領展示

對大部分學生而言，工藝操作是零基礎。課堂上，教師在引導學生認識金工工具的基礎上，用大量直觀的視頻、圖片素材以及現(xiàn)場示范的方式，加強規(guī)范操作引導，充分發(fā)揮模仿教學法的作用，并在操作中注重動作的能見度和清晰度，保證每位學生在一開始就有正確、安全、規(guī)范的意識，學會規(guī)范使用工具。

（2）學生分小組設計并制作作品

學生作品匯總

材料：考慮加工制作難度，本次分組實驗材料選擇用3mm的鋁板。

工具：劃針、鋼直尺、角尺、劃規(guī)、樣沖各25把;轉盤式臺虎鉗25臺，調節(jié)式手鋸架（QB-1108-91）50件;齊頭扁銼、半圓銼、三角銼各25把;臺鉆3臺;常用的手用圓板牙及配套的圓板牙架、手用絲錐及絲錐扳手各5套;金工砂紙若干。

分組模式：為了讓每位學生都能積極參與制作過程，有足夠多的時間動手學習規(guī)范操作，本課堂實驗分兩人一組。

鋁板相對容易加工，學生在加工過程中體會了其他學科上所欠缺的愉悅感和成就感。大部分同學都經(jīng)歷了劃線、鋸割、銼削、鉆孔和表面處理等基本的工藝，習得了正確規(guī)范操作的方法。仔細觀察學生的作品，我們會發(fā)現(xiàn)制作比較粗糙，作品中也或多或少暴露了操作過程中出現(xiàn)的問題。針對操作中遇到的問題及解決方案，在下一個環(huán)節(jié)中，將挑選兩件最能體現(xiàn)操作問題的作品，把講臺交給學生，讓其他學生找瑕疵，讓制作者講述其在操作過程中所遇到的問題和解決方法并總結啟發(fā)。

（3）學生展示并分析自己的作品及操作過程中遇到的問題

（4）常見問題匯總及解決方案

在兩組學生重點表述之后，筆者再將問題進行總結反饋，使每位學生都能結合自己的操作找到問題所在，習得解決方法。

三、教學拓展與反思

通用技術學科特點明確，與其他學科相比，更注重生活實踐體驗，這點與STEM教育教學理念不謀而合。學生在課堂中操練中所習得的技能，不會隨著時間而遺忘，STEM素養(yǎng)的提升也會在教師精心的教學設計中實現(xiàn)。本教學設計將知識重難點與考題直接結合，讓學生在操作中習得知識與技能，既有能力素養(yǎng)的提升，同時也足以應對學選考重難點，將時下熱門的STEM教育教學理念與一線教學緊密結合。做一個手中有教法、心中有學生的一線教師，真正做到使學生學有所得、學有所成，為將來成為社會之棟梁打好堅實基礎。

編輯 高 瓊