張桂鳳

[摘? 要]高中通用技術(shù)教學(xué)中存在教學(xué)項(xiàng)目低水平重復(fù)、學(xué)生興趣不濃、解決問題的意識(shí)和設(shè)計(jì)思維不足、缺乏創(chuàng)新等問題。為改變這種情況，可基于STEM教育理念，立足本區(qū)、本校的資源與學(xué)科教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)原有通用技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施進(jìn)行融合與改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力以及應(yīng)用創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞]高中;STEM;通用技術(shù);教學(xué)設(shè)計(jì)

《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的教學(xué)建議中明確指出，要積極引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生的技術(shù)學(xué)習(xí)過程成為主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、不斷拓展能力、發(fā)展核心素養(yǎng)的過程。對(duì)海淀區(qū)69名通用技術(shù)教師的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有三分之一的教師對(duì)目前的教學(xué)項(xiàng)目不滿意，提出的問題主要包括：項(xiàng)目技術(shù)含量偏低、與高新技術(shù)的聯(lián)系不夠緊密、對(duì)設(shè)計(jì)思維的體現(xiàn)不足、不能解決真實(shí)問題、不能激發(fā)學(xué)生興趣、對(duì)教材知識(shí)的融合不夠深入等，涉及到項(xiàng)目的技術(shù)性、設(shè)計(jì)性、情境性、趣味性、知識(shí)性等諸多方面，而STEM教育的核心特征也恰好體現(xiàn)在這些方面。為此，基于教師的問題與需求，可以從STEM教育理念出發(fā)，對(duì)通用技術(shù)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

一、STEM教育的核心特征

STEM教育理念提倡將科學(xué)作為基礎(chǔ)知識(shí)體系，將技術(shù)作為有形存在于日常生活中觸手可及的工具，將數(shù)學(xué)作為無形內(nèi)化于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中的思維方法，在以科學(xué)為基礎(chǔ)、技術(shù)和數(shù)學(xué)為輔助的情況下，井然有序地開展工程實(shí)踐活動(dòng)。在活動(dòng)中，學(xué)習(xí)者習(xí)得跨越學(xué)科界限的知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)探究能力、問題解決能力與協(xié)作能力等。

STEM教育具有如下核心特征。一是跨學(xué)科，強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等不同學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決問題;二是趣味性，問題和活動(dòng)的設(shè)計(jì)要能激發(fā)學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī);三是體驗(yàn)性，學(xué)生要?jiǎng)邮?、?dòng)腦，充分參與學(xué)習(xí)過程;四是情境性，把知識(shí)還原于豐富的生活，通過解決生活中有挑戰(zhàn)性的問題完成教學(xué);五是協(xié)作性，在團(tuán)隊(duì)協(xié)同中相互幫助與啟發(fā)，進(jìn)行群體性知識(shí)建構(gòu);六是設(shè)計(jì)性，通過設(shè)計(jì)促進(jìn)知識(shí)的融合與遷移運(yùn)用，通過作品外化學(xué)習(xí)結(jié)果、外顯習(xí)得的知識(shí)和能力;七是人文性（包括藝術(shù)性），在自然科學(xué)教學(xué)中增加學(xué)習(xí)者對(duì)人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的關(guān)注與重視;八是實(shí)證性，基于證據(jù)驗(yàn)證假設(shè)、發(fā)現(xiàn)并得出解決問題的方案;九是技術(shù)增強(qiáng)性，培養(yǎng)學(xué)生善于運(yùn)用技術(shù)解決問題的能力，增強(qiáng)個(gè)人駕馭復(fù)雜信息、進(jìn)行復(fù)雜建模與計(jì)算的能力，從而支持深度學(xué)習(xí)的發(fā)生[1]。

基于STEM的通用技術(shù)項(xiàng)目教學(xué)是指立足通用技術(shù)學(xué)科，保持自己的特性和課程重點(diǎn)，運(yùn)用跨學(xué)科意識(shí)和觀念解決真實(shí)問題和需求的學(xué)習(xí)。STEM理念是優(yōu)化通用技術(shù)課程教學(xué)的一個(gè)良好視角和方式。本文所指的通用技術(shù)STEM項(xiàng)目并非要完全涵蓋科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等，項(xiàng)目的側(cè)重點(diǎn)不同，所跨學(xué)科必然不同，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施中，涉及兩個(gè)學(xué)科及以上即可視為跨學(xué)科的教學(xué)嘗試。

二、基于STEM 理念設(shè)計(jì)通用技術(shù)教學(xué)

基于STEM理念設(shè)計(jì)通用技術(shù)教學(xué)的思路，是在現(xiàn)有通用技術(shù)項(xiàng)目教學(xué)的基礎(chǔ)上，選取適合跨學(xué)科整合的內(nèi)容，借鑒STEM理念，在教學(xué)設(shè)計(jì)中突出工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。

1.如何選取STEM 課程內(nèi)容

以高中通用技術(shù)學(xué)科必修課程為例?！都夹g(shù)與設(shè)計(jì)1》強(qiáng)調(diào)“大項(xiàng)目”，從明確項(xiàng)目要求、收集和處理信息、構(gòu)思設(shè)計(jì)方案、繪制草圖及下料圖、制作原型或模型、測試優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)方案等方面呈現(xiàn)了完整的項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作流程，多以項(xiàng)目教學(xué)的形式開展;《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》強(qiáng)調(diào)“大概念”，包含結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等內(nèi)容，每一個(gè)大概念均能圍繞技術(shù)核心素養(yǎng)分化出若干知識(shí)鏈接點(diǎn)，可促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、觀念的聯(lián)系，從而改變思考問題的角度：既能針對(duì)一個(gè)大概念，也能圍繞一個(gè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目對(duì)幾個(gè)大概念進(jìn)行知識(shí)體系的分解。在這些內(nèi)容中可選擇最具創(chuàng)造性的部分進(jìn)行STEM拓展（見表1）。

2.如何融合STEM教育理念

在STEM視野下，立足通用技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀融合學(xué)科教學(xué)的途徑有兩種，一是基于現(xiàn)有項(xiàng)目式教學(xué)的轉(zhuǎn)化，二是基于STEM理念研發(fā)新的項(xiàng)目。融合的目的是進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)。

高中通用技術(shù)的常規(guī)項(xiàng)目教學(xué)和STEM項(xiàng)目教學(xué)不同（見表2）。如果立足原有項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行融合優(yōu)化，就要在原有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上圍繞跨學(xué)科、情境性、實(shí)證性、全人發(fā)展等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究與融合設(shè)計(jì)。以“定位小車的設(shè)計(jì)與制作”為例，該項(xiàng)目本身在實(shí)證方面設(shè)計(jì)得較好，因此在跨學(xué)科、情境性、全人發(fā)展等方面進(jìn)行了重點(diǎn)優(yōu)化（見表3）。

基于STEM理念研發(fā)新項(xiàng)目可遵循以下思路：將真實(shí)問題或需求凝練成STEM主題，在通用技術(shù)學(xué)科大項(xiàng)目、大概念的引領(lǐng)下，選擇重點(diǎn)，將其分解成STEM教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，完成結(jié)果評(píng)價(jià)[2]。研發(fā)強(qiáng)調(diào)提出核心問題——核心活動(dòng)，學(xué)生參與的課程將以問題或項(xiàng)目為主線展開（見圖1）。

3. 如何設(shè)計(jì)STEM課程實(shí)施

設(shè)計(jì)實(shí)施STEM課程，可參考以下建議。一是從學(xué)習(xí)者出發(fā)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的原則。二是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容明確項(xiàng)目的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐創(chuàng)新的特點(diǎn);三是根據(jù) STEM 理念和學(xué)情分析（所知所能、應(yīng)知應(yīng)會(huì)、能知能會(huì)），以小組分工、合作探究、工程管理的形式組織項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目管理中的時(shí)間、質(zhì)量和成本要素;四是強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)、開放的活動(dòng)過程和多元的活動(dòng)結(jié)果。STEM理念在教學(xué)中應(yīng)表現(xiàn)為明確的目標(biāo)、動(dòng)態(tài)的過程、開放的結(jié)果（見圖2）。

項(xiàng)目從真實(shí)生活中提煉主題，從真實(shí)情境出發(fā)，用技術(shù)解決真實(shí)問題，形成真實(shí)的有使用價(jià)值的物品，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體和中心，在做中學(xué)、學(xué)中做，注重教師在教與學(xué)過程中的引導(dǎo)和學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中的協(xié)同共創(chuàng)，在建構(gòu)主義與創(chuàng)新理念的綜合驅(qū)動(dòng)下形成符合學(xué)生認(rèn)知水平、認(rèn)知過程的學(xué)習(xí)進(jìn)程和評(píng)價(jià)過程。評(píng)價(jià)是學(xué)習(xí)過程中的一種高級(jí)思維過程（包括收集信息、整合信息、運(yùn)用規(guī)則、做出判斷）;評(píng)價(jià)也是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過程（包括對(duì)原有認(rèn)知的動(dòng)態(tài)調(diào)整、順應(yīng)、同化）;評(píng)價(jià)更是一種表現(xiàn)、發(fā)展的學(xué)習(xí)過程。在整個(gè)項(xiàng)目中，評(píng)價(jià)將貫穿始終，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”三維一體，共同提高課堂教學(xué)效果。同時(shí)融合了STEM理念，做到項(xiàng)目主題確定階段的目標(biāo)方向明確，項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作階段的創(chuàng)作過程動(dòng)態(tài)完善，項(xiàng)目評(píng)價(jià)優(yōu)化階段形成開放多元的結(jié)果。

三、如何實(shí)施STEM項(xiàng)目教學(xué)

STEM理念提倡多學(xué)科整合，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科之間的聯(lián)系，重視學(xué)習(xí)者探究實(shí)踐的過程，注重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新實(shí)踐能力。如果說STEM課程是“以工程為主線”的項(xiàng)目教學(xué)，那么基于STEM理念的教學(xué)應(yīng)該在課堂上看到基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和問題的解決，應(yīng)該能看到教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)造性解決問題的過程。如表4列舉的三個(gè)STEM項(xiàng)目的例子。

1.問題設(shè)計(jì)

STEM課程的問題設(shè)計(jì)需要理清核心問題、驅(qū)動(dòng)問題、子問題。其中核心問題是指整個(gè)STEM項(xiàng)目要解決的關(guān)鍵問題，驅(qū)動(dòng)問題是指課堂教學(xué)中的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，子問題是指為完成驅(qū)動(dòng)問題而下行分解的小問題。如“仿生機(jī)械魚”項(xiàng)目（見表5），隨著子問題的解決，驅(qū)動(dòng)問題也相應(yīng)解決。教學(xué)活動(dòng)要圍繞問題而設(shè)計(jì)，要考慮問題間的邏輯關(guān)系、為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的針對(duì)性、啟發(fā)學(xué)生思維的趣味性、開放性等，問題設(shè)計(jì)直接影響到課堂思維碰撞的熱點(diǎn)和輻射面。

2.落實(shí)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是一種基本判斷，評(píng)價(jià)目的是改進(jìn)學(xué)習(xí)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。評(píng)價(jià)本身包含著學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)的過程，也是一個(gè)學(xué)會(huì)改進(jìn)的過程。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自評(píng)和互評(píng)可促進(jìn)學(xué)生自我監(jiān)控和自我調(diào)節(jié)能力的發(fā)展，也是培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的良好方式。評(píng)價(jià)必須嵌入學(xué)習(xí)活動(dòng)，指向行為改進(jìn)，并一定跟任務(wù)相連，任務(wù)怎么做，評(píng)價(jià)就怎么評(píng)，不僅要評(píng)，還要說明為什么這樣評(píng)，以促進(jìn)學(xué)生反思。如“新能源小車”項(xiàng)目對(duì)評(píng)價(jià)做了整體規(guī)劃，將具體評(píng)價(jià)落在特定的內(nèi)容和觀察點(diǎn)上（見圖3），這種做法在STEM項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)踐中很值得借鑒。

四、小結(jié)

通用技術(shù)學(xué)科的教學(xué)應(yīng)借鑒STEM教育跨學(xué)科培養(yǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新、全人發(fā)展的理念，以工程為主線，完善和開發(fā)STEM教學(xué)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者主動(dòng)構(gòu)建，打造關(guān)注創(chuàng)新、注重工程規(guī)范與實(shí)踐、注重合作與分享的通用技術(shù)新型課堂，豐富技術(shù)課程的教學(xué)方式，提高課堂教學(xué)效果。這不僅對(duì)現(xiàn)有課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式有一定的創(chuàng)新，更是對(duì)通用技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的拓展與豐富，也是STEM理念在學(xué)科教育中的有益嘗試。

參考文獻(xiàn)

[1]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（8）：13-22.

[2]趙月.STEM理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].保定：河北大學(xué)，2018.

（責(zé)任編輯? 郭向和）