基于STEM理念的通用技術學科融合教學

孫宇暄 張志剛 陳學民 肖逸

在高中通用技術學科中基于STEM理念進行課程創新與改革，強調多學科的交叉融合，強調順應高中學生的性格特點和學習特點，將教學理論與實踐相結合，具備跨學科性、趣味性、體驗性、情境性等多個特點，能有效地培養學生解決實際問題的能力，這也是通用技術學科創設的意義所在。

高中通用技術學科具有很強的應用性，STEM理念則是強調相關課程在教學中緊密相連，以整合的教學方式使學生了解并掌握通用技術的概念和技能，能夠解決實際生活中的問題。可以說，STEM理念是符合學科和學生特點的理念，促使教學方式更加新穎，學生易于接受。

通用技術學科和STEM理念的內涵

“通用”二字意味著并不深入但廣泛運用，通用技術學科旨在教授學生較為寬泛的、體現基礎性和通用性并與專業技術相區別的技術。通用技術學科的本質在于創造，學生需通過搜集相關信息，并通過設計、制作等一系列過程，利用技術思想和方法解決現實世界中的實際問題。

STEM理念是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）的簡稱，強調將四門相關的基礎工具和思想融為一體，幫助人們在尊重自然規律的基礎上，大方向上呈現工程概念，在細節處利用技術完善，并利用數學精準衡量與加工，最終解決實際問題。

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

基于STEM理念的通用技術學科融合教學

將STEM理念融入通用技術學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。

第一步，項目主題確定。

項目主題可由教師或學生設定，主題的選擇要緊扣教學內容，且要符合學生當前學習情況，難度適中，具有趣味性，這樣才能激發學生的學習動力。項目主題可以是多樣的，比如“變廢為寶、創意制作”“建筑設計”“建議機器人制作：仿生機械魚”“制作自動開關控制電路”“制作門鈴報警器”等，需要根據實際情況而定。教師首先創設情境，引入主題，然后生成項目，對較難的技術項目開展分組合作探究。如有必要，教師可以對學生精簡說明操作內容、簡要技術和基本步驟，讓學生的研究不至于沒有方向。

那么如何在其中體現STEM理念呢？探究要在尊重自然規律的情況下進行，且將其視為一次系統工程，學生需出具任務書、計劃書、計劃方案、技術簡介、預期結果等，在其中要體現技術性和數學性，精準制作、精準測量，將制作過程數字化，制作的作品以數字化技術表達。

第二步，項目設計與制作。

在有了某一項目主題之后，需要學生根據這一主題收集相關資料，學習其中的基本知識，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器或紅外感應器等，配合數據解碼軟件、音樂電路、報警電路、電源電路、集成電板等完成整體構建，最主要的是培養學生組裝電板及簡單焊接的技術，布局和材料都是可以直接采購的，基礎知識可以查閱資料學習。教師需引導學生按照門鈴報警器的功能要求，實現電路的整體連接，最終驗證使用無誤即可。

綜上所述，STEM理念具有跨學科性、趣味性、系統性、體驗性等特點，將STEM理念融入通用技術學科中，以具體的實踐項目為方向，夯實基礎，必然能促進學生的學習。

基金項目：本文系2019年度湖南省教育信息技術研究重點課題“信息技術與學科教學深度融合的設計、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；作者張志剛、陳學民、肖逸單位系湖南省長沙市周南中學）