浅谈STEM教育在通用技术教学中的应用

来源:用户上传      作者:李龙

　　一、有关STEM教育
　　STEM课程本身源于西方国家，是培养学生科学、技术、工程、数学等四个方面的教育，既有综合性，也有一定的融合性。但是STEM教育并不是单纯的地将这几个学科知识组合在一起，而是需要学生把涉及到的所有知识灵活综合起来解决问题，转化成系统认知的过程。
　　1.STEM教育具有实践性
　　在运用STEM教育实施教学活动时，教师一般会以实际问题的解决来引出活动，活动中也会有学生动手操作的部分。由此可见其体现了一定的实践性。与此同时，学生在寻求解决问题方法的过程中，通过动手实践获得了活动成果，而教师利用教学活动让学生更加深刻的体会到所学知识的实用性，激发学生学习的热情，理论联系实际，更有成就感。
　　2.STEM教学具有协作性
　　面对复杂多变的问题，需要进行有效的协作交流，这包括小组内部、师生之间的协作交流才能顺利解决问题。而通用技术教学中常用的教学方法就包括小组合作，培养学生协调能力、合作意识和团队精神。
　　二、STEM教育在通用技术教学中的实践意义
　　通用技术作为高中课程的一个必修科目，以其独特的学科特点，基于学生的亲身经历和直接感受，主张由做中学和在学中做，通过真实直接的实践活动来感受技术的魅力所在，从而锻炼学生各方面的能力，包括团队协作意识、创新能力和工程思维等。
　　通用技术学科是技术教育的基本组成，是推进素质教育的必然结果。在新的一轮教育改革中，通用技术学科的深化和推进是需要思考的问题之一。而STEM以其特有的方式，再加之通用技术课程设计上的精心构思，以自主交流、合作创新的方式，与各学科知识和谐统一的联系到一起，一定程度上促进了学生核心素养的发展。
　　三、STEM教育在通用技术教学中的实际应用
　　通用技术是一门比较综合的学科，它体现了各学科知识，超越了学科体系的一般范畴。我们结合STEM教育理念的特点，可将通用技术教学过程大致分为三个步骤。第一，理论联系生活。教师可将要学习的知识与实际生活相联系，创设出学生熟悉易于理解的情境来切入。学生基于生活中真实的情境和实际案例为切入点，发现问题解决问题，深刻体会知识服务生活。这里需要强调的是“因材施教”。由于我校面对的是全区十多所高中校的高二学生，学生水平不尽相同，所以更要求教师根据学生的不同，利用不同的情境来引出不同的探究活动。而单就通用技术而言，很多知识点与实际生活相联系都能给教师很多的发挥空间。第二，小组协作探究学习。这就要求学生以小组的形式进行合作探究，运用STEM教育中综合不同学科知识来解决问题，小组协作思维更加活跃，激发学生探究热情。小组合作的优势明显，在整个教学活动中教师可适当提出一些问题来引导学生，甚至制造一些“麻烦”使学生更加深入的完成探究活动。第三，教师帮助学生进行相关知识的建构。教师搭建学习平台，成为学生知识建构的促进者，不是一味地提供和灌输，而是关注学生获取知识的思维过程，促進学生主动完成知识的构建。
　　根据以上步骤的提出，我以江苏教育出版社《通用技术》（选修4）现代农业技术专题三的 “营养液配方”为例，设计出如下的教学过程。
　　首先，联系实际生活，创设出学生熟悉的情境来切入要学习的内容，这样可以激发学生的兴趣，调动积极性。比如，教室里的绿萝黄叶萎蔫，已知问题出在土壤肥力不足，请同学们设计出一个营养液配方，利用实验室的设备配制出适合的营养液肥，以解决教室绿萝萎蔫的问题。
　　其次，学生分组进行探究活动。本节内容是“营养液配方”，主要任务有营养液配方的确定、实验仪器的选用，实验具体操作，以及最终配制出合格的营养液来浇灌植物。学生分组进行探究活动，在学习课本知识之后可进行简单的资料搜集，大多数学生会对营养液配制有一定的了解，此时教师可以提出一个问题：选择一个适合绿萝的营养液配方。小组内讨论交流，根据书中常见绿叶植物的营养液配方，教师可进行指导并对各小组的阶段性结论进行优化和建议，让学生进一步讨论并完善，选择出适合绿萝的配方。这时教师可继续引导提出下一个问题：利用实验室现有的化学药品和设备能否完成该营养液的配制？高二学生对高中化学中溶液的配制和基本化学仪器的使用都比较熟悉，小组协作下基本都能顺利完成活动。在此步骤中， STEM教育中跨学科和协作学习尤为体现，教师的正面引导促进了活动的顺利完成。
　　最后，需要教师引导学生进行一定知识的建构，比如容量瓶、托盘天平的使用，化学药品的取用、溶解等等。试验完成后各组配制出的营养液由教师统一回收贴标签，对教室里的绿萝进行浇灌，观察绿萝后续长势，记录反馈结果，最终完成探究问题的解决。学生经过反复思考、探究的过程解决了实际问题以后，能够深刻领会知识服务于生活的实际意义，对相关知识的掌握和理解更加深入，甚至期待下一次的学习，达到了课堂教学的目的。
　　四、结论与展望
　　将STEM引入到通用技术课中来，是一个非常值得关注的新视角。STEM教育主张的就是让学生基于真实情景，利用多个学科知识解决实际问题的能力。在整个教学项目实施的过程中，教师抛出问题，学生能够主动的思考、多方面资料的搜集并分小组进行探究设计、积极协作解决问题;而教师作为促进者保持着对每个教学环节的调控，其评价方式和评价结果也更加多元化，更加强化评价和总结。
　　STEM教育与通用技术课程相融合不但能促使学生核心素养的形成，还能更好的开展教学活动使其达到课标要求，拓展课程改革的新思路。教师在通用技术教学中可以根据不同的教学内容尝试多种STEM项目，发挥STEM教育的优势，多探究、多思考、多实践。学生在项目实践中不断将各学科知识整合起来，达到对现有知识灵活运用的目的，既让学生在实践中走进生活，也是自我知识内化的过程。我们对于STEM教育的学习探索还处于初级阶段，需要客观的思考和实践，也需要更深入的探索和优化，以期达到更好的教学效果。而如何将通用技术课程与STEM教育更加融合，建立完善成熟的评价体系，还需要我们进一步的探索。
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