STEM教育與高中通用技術融合教學研究

夏生虎

摘要：高中通用技術課程，以其立足實踐、注重創造、高度綜合的特點，為STEM教育為發展提供了一個良好的實踐平臺。在高中通用技術的教學中，教師應該積極整合學科特點，結合STEM教育理念，讓學生在學習課本知識的過程中，深入理解科學、技術、工程、數學之間的關聯，進而提升自己的實踐能力和創新能力，提高學科核心素養。

關鍵詞：通用技術;STEM教育;核心素養;融合

一、STEM理念及其特征

STEM教育理念是當前國際上頗有影響力的教育思想之一，這一理念強調科學（Science）、技術（Technolog））、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四個領域的交叉融合與運用。在STEM教育中，科學素養是重點，是為學生將來進一步從事科學研究打基礎的;技術素養和工程素養則是在實際的社會分工中普遍體現的，它以明顯的應用特點為科學研究提供工具和思路;數學素養是STEM教育的基礎，技術設計、工程論證、科學推理和建模都需要數學作為基礎。STEM教育是一種通過融合科學、技術、工程和數學等學科的相關理念、原理和方法，以培養學生在上述學科領域和多學科交叉領域中的設計能力、合作能力、綜合實踐能力、問題解決能力和創新能力為目標的教育。

二、STEM理念與通用技術融合研究

1.注重學生主體勝，培養學生技術應用思想。新課改實施后，教育教學應更加地注重學生主體性的發揮，通用技術的課堂教學不再是單純地給學生進行學科知識的灌輸，更應該是引導學生進行知識的。探究和發現，讓學生能夠體驗技術知識的生成過程，發現通用技術知識背后的技術思想，掌握本質規律。因此，技術教師教學不只是簡單地完成教學任務，更多的時候應該引導學生發掘知識中蘊含的豐富的技術思想，從而培養學生的技術素養。

選修1《電子控制技術》課程中電子控制系統的設計及其應用有許多內容設計到學生動手設計電路，在教學中利用現有的教學資源積極組織學生參與設計生活中遇到的一些問題。通過設計課學生不僅對電器元件、電路的設計有了深刻的認識，更能夠促使學生利用器材自主探索、動手實踐、合作交流。發揮了學生的主觀能動性，使學生的學習過程成為在教師引導下的有目的創造過程，同時在學習中培養學生的合作精神，有利于學生的人際交往能力的培養。

2.融入科學，培養學生創新設計素養。技術與科學雖然兩個不同的概念，但兩者又是相輔相成的，互為基礎和前提，在通用技術教材中就有許多科學的素材，教師可以根據技術學科知識的特點，在教學中融入科學知識，將科學與技術有機的融合，提升學生的科學素養。

3.融入工程，培養學生的工程素養。工程問題和通用技術知識聯系緊密，很多工程的技術圖樣、模擬、推演和預算以及試驗都需要用到技術學科知識。教師可以從具體的工程中進行取材，引導學生運用學科知識進行工程問題的分析和解決。在培養學生技術應用能力的同時，促進學生工程素養的提升。

【案例】結構與受力教學

如下圖，塔吊是建筑工地卜常用的起重設備。為方便制造和運輸，塔身由一塊塊“標準節”連接而成。請回答下列問題：

師：標準節的四個側面均有一根斜桿。施工過程中，斜桿的主要受力形式有哪些？

生：受壓、受彎曲

師：構件的種類很多，按截面形狀不同，可分為線形、平板形、L形（角鋼）、工字形等，標準節上的斜桿應采用哪種截面形狀的構件？請說明理由.

生：采用角鋼，既能抗壓也能抗彎曲而且結構簡單，加工方便。

師：要想提高標準節的強度，可采用哪些措施？

生：標準節橫截面加粗，連接對角線等。

4.融入數學，培養學生邏輯推理和建模能力

STEM教育理念下的通用技術課程的課堂教學要進一步體現出綜合性，在教學過程中要能夠系統地融合科學、技術、工程和數學領域的知識和技能。使學生在整體中獲得對技術的深入理解，并能從對通用技術的深入理解延伸到對學科的理解和綜合運用。在此理念引導下的教學內容要在原有教材基礎上進行重新組合設計。“三視圖的繪制”“草圖的設計”“電子控制技術”都是典型的交叉學科，教學中要適當地引導學生把數學、物理、美術、計算機等知識與通用技術課程結合起來，進一步加深對技術綜合性的理解。同時，結合《普通高中通用技術課程標準》（2017年版）以大項目帶動小案例的方式開展教學，可以有效地將STEM教育理念融入通用技術課程，以小組合作、探究學習的教學方式開展教學，課程的內容在融合了技術內容的基礎上可以進一步融合工程與數學的部分，并更多地考慮實踐性的內容，進而體現知識之間的聯系性，也給學生提供更多的機會應用所學知識。

三、結語

技術來源于社會與生活，事實上，通用技術的教學資源是無限的，這就需要我們通用技術教師去發現、開發、挖掘和利用。但也并不是所有知識點都適合采用STEM的形式開展教學，因此在實施通用技術STEM課程的過程中要堅持因地制宜、自主開發的原則，最大限度地進行兩者的整合，最大化地融合多門課程，依據科學、技術、工程和數學等標準解決不同的挑戰，設計有助于培養學生問題解決能力的綜合性主題，從而優化STEM教育項目，潛移默化地發展S TEM教育。

參考文獻

[1]蔡春馳.融合教育課程：內涵、緣由及策略[J].教育發展研究，2012（10）：79-82.

[2]顧建軍.技術與設計1[M].南京：江蘇教育出版社，2005.

[3]傅鋼善.STEM教育：基于真實問題情境的跨學科式教育[J].中國電化教育，2017（4）：67-74.

[4]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2018（4）：13-22.

本文系浙江省紹興市2020年市級教改規劃課題《基于高中通用技術選修課教學中滲透STEM教育的實踐與研究》（項目編號：2020-SJG20316）的階段性成果）