STEM教育视角下的通用技术教学的实践研究

戴厚贵

摘要：随着STEM教育逐渐成为教育界的前瞻性话题，越来越多的教育工作者尝试将STEM教育引入到中小学学科教学之中。

本文结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型，并在教学实践中应用。这是一个克服传统教学方式缺陷的探索，为教育工作者提供了一种新的思路。

关键词：STEM  STEM理念  通用技术

引言

目前，在我国如何将STEM教育引入中小学学科教学已经成为教育界前瞻性的话题。探索STEM教育与通用技术课程融合的具体策略，创建以学习者为中心的教学新模式，是摆在通用技术教师面前的重要课题。

一、STEM教育视角下的通用技术教学实践的必要性

（一）国家政策的指引

STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践是时代对教育的要求，也是国家政策指引下学科教学的需要。2015年9月教育部就《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出建议，学校应探索与实践STEM教育等新教育模式。由此可见，STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践乃是大势所趋。

（二）通用技术的学科特点与需要

通用技术有着立足于实践，注重创新、高度综合的特点。通用技术学科的教育，不应仅局限于建立独立知识系统，而应该更多地提倡跨学科融合。在学习的方式方面，应该倡导通过团队合作解决问题，在真实的复杂情境下进行学习;在教育方面，应强调理论和实践的结合，引导学生把知识运用到实践中去;在资源的形式方面，应强调对资源的开放，有效地支持教育活动。在这一背景下，通用技术教育必须与STEM教育进行深度的融合。

二、构建STEM教育视角下的通用技术教学活动模型

笔者通过借鉴了经典的ADDIE教学设计的经验，结合多年的教学实践提出了一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型（以下简称教学活动模型）。具体教学活动模型见图1：

（一）前端分析

前端分析主要通过对STEM教育目标具体分析，对学习者自身情况和学习具体内容的分析，为更好开展教育学习实践活动工作奠定了坚实的理论基础。

（二）项目设计

项目设计的主要形式是以前端分析为基础，选择具有STEM教育性质的项目主题，需要利用多学科知识来解决项目的主题，同时设定难度适中、有吸引性的问题，在确定项目主题后，教师就需要对学习活动的任务进行划分并引导学生完成学习任务。

（三）资源设计

学生正确选择各种学习实践资源并用来组织进行各种学习实践活动，是学生学习一门课程必须经历的过程。因此，教师需要为每个学生精心设计课堂学习活动资源，供他们自由选择并进行分配，这一选择环节对整个课堂教学过程来说尤为重要。

（四）活动设计

活动设计包括了创设情境、制作解决方案、操作实践和分享交流四个主要的环节。在实施学习活动的过程中，以项目教学为主线，遵循STEM教育理念：讲科学、学技术、做工程、求艺术、究数学，探索STEM教学的高效性。

（五）评价设计

评价的重点应该是对一个学生的日常学习生活方式的整体评价，既要注重学生对学习内容的正确掌握，又要注重学生能力的综合训练，学习实践过程中的主动参与度。

三、STEM教育视角下通用技术教学活动的典型案例

以苏教版选修课程《电子控制技术》中的5.1节《开环电子控制系统的设计和应用》为例。实践结果表明，采用纸上谈兵的枯燥讲解方式，不如让学生亲自设计一款具体的产品，这样更能激发学生的积极性。通过项目教学法，学生不只了解STEM教育概念的基础，而且在潜移默化中理解STEM教育的意义，领会STEM教育的理念，做到了学以致用。在STEM教育的视角下，通用技术的教学活动模式是这样的：

（一）前端分析

学习者

掌握一定的电子控制技术相关理论，具有操作实践经验，但无设计实用电子控制系统的经历。

学习内容

学习开环电子控制系统和闭环电子控制系統相关知识;光控、声控和延时等电路原理;电子元件的作用和名称;焊接的方法。

STEM目标

科学（Science）：开环、闭环电子控制系统的科学辨识;电子元件的科学认识;电路原理的科学讲解。

技术（Technology）：设计电路;焊接电路;测试电路。

工程（Engineering）：触摸延时灯、智能衣柜灯、自动楼道灯三个工程项目的设计和制作。

数学（Mathematics）：电子器件的使用;电路各种参数的设定，关于时间的编程。

（二）项目设计

项目主题

主题：“智能电灯”——开环电子控制系统的设计和应用

1.智能小夜灯 2.智能衣柜灯 3.智能楼道灯

项目设计依据

1.贴近生活，激发学生兴趣。

2.多种选择，促进个性学习。

（三）资源设计

活动资源

1.互联网+辅助学习包（微课、课件、项目任务书、方框图演示动画）

2.演示教具（利用电子百拼搭建的声控电路、延时电路、光控电路教具）

3.活动器材（万用表、多种电子元器件库、面包板、焊接工具、直流电源等）

评价工具

1.学习成果评价。

2.课堂观察表。

（四）活动设计

创设情境

自编自制微课：“求助热线”

1.情境内容：“求助热线”接收到求助信息，为生活中需要电子控制系统的求助者解决难题。需要解决的问题分别：1）方便去卫生间的智能夜灯 2）智能衣柜灯 3）智能楼道灯。

2.项目选择：各位队长以抽签的形式抽取本团队的项目，并领取模型。

3.项目要求：各团队根据求助者的需求，分析模型的结构特点，正确地设计电路并尝试安装到模型上。

制作解决方案

——讲科学

（Science）

设计分析

1.对开环、闭环电子控制系统的科学识别。

2.对电路进行科学讲解：教师演示并讲解自制的三个控制电路教具。学生完成项目任务书上的补充电路图，教师对其指导和点评。

3.对电子元件的科学认识：进行我说我说游戏，一人描述电子功能，另一人猜名，10秒钟看哪组同学猜得多;利用flash软件绘制方框图，选择传感器、控制电路、输出等元器件图标，将其拖到正确的位置，完成智能小夜灯、衣框灯、楼道灯的方框图。

操作实践

——学技术

（Technology）

设计电路

1.在项目任务书上画电路图。

2.用语言描述功能和使用方法。

3.用电子百拼套材搭建设计电路。

4.将成果用手机拍照发到微信群。

做工程

（Engineering）建立工程

正确设计电路并尝试安装到模型上。

求艺术

焊接电路

1.焊接方法：播放自制微课。

2.找错误：从五个焊接视频中，各找一处错误。

3.焊接电路：检测电子元件、设计安装图、分工焊接电路。

究数学

（Mathematics）

测试电路

学会使用万用表对电路进行检测;

测试电路各种参数的设定对功能的影响;

延时时间控制。

分享交流

演示电路

展示电路并功能实现。

（五）评价设计

交流评价

八、自评他评

1.团队自评：各小组就小组合作、电路设计、电路焊接、功能实现四个方面自评。

2.求助者點评：求助者现场就学生设计点评。

结语

可见，基于STEM教育的视角，教师们打破章节的限制，采用项目教学法，将知识的概念融入设计项目中，突出STEM教育中知识的融合理念，运用多科的知识来解决通用技术的问题，做到STEM教育理念和普通技术的水乳交融。

因此，笔者提出了以通用技术为核心的STEM教学实践课程，结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型，并在教学实践中应用，为普通中小学教育工作者提供了一种新的思路。

参考文献：

[1]张教会.STEM教育视角下小学信息技术学习活动模型的设计[D].济南：山东师范大学，2019.6.

[2]摆玉龙，孙洪阳，贾金元.STEM教育理念下的电子科学项目教学研究[J].教育文化论坛，2018（5）：2123.