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STEM教育与高中通用技术融合教学研究

2020-08-23夏生虎

速读·下旬 2020年2期
关键词:STEM教育通用技术核心素养

夏生虎

摘要:高中通用技术课程,以其立足实践、注重创造、高度综合的特点,为STEM教育为发展提供了一个良好的实践平台。在高中通用技术的教学中,教师应该积极整合学科特点,结合STEM教育理念,让学生在学习课本知识的过程中,深入理解科学、技术、工程、数学之间的关联,进而提升自己的实践能力和创新能力,提高学科核心素养。

关键词:通用技术;STEM教育;核心素养;融合

一、STEM理念及其特征

STEM教育理念是当前国际上颇有影响力的教育思想之一,这一理念强调科学(Science)、技术(Technolog))、工程(Engineering)、数学(Mathematics)四个领域的交叉融合与运用。在STEM教育中,科学素养是重点,是为学生将来进一步从事科学研究打基础的;技术素养和工程素养则是在实际的社会分工中普遍体现的,它以明显的应用特点为科学研究提供工具和思路;数学素养是STEM教育的基础,技术设计、工程论证、科学推理和建模都需要数学作为基础。STEM教育是一种通过融合科学、技术、工程和数学等学科的相关理念、原理和方法,以培养学生在上述学科领域和多学科交叉领域中的设计能力、合作能力、综合实践能力、问题解决能力和创新能力为目标的教育。

二、STEM理念与通用技术融合研究

1.注重学生主体胜,培养学生技术应用思想。新课改实施后,教育教学应更加地注重学生主体性的发挥,通用技术的课堂教学不再是单纯地给学生进行学科知识的灌输,更应该是引导学生进行知识的。探究和发现,让学生能够体验技术知识的生成过程,发现通用技术知识背后的技术思想,掌握本质规律。因此,技术教师教学不只是简单地完成教学任务,更多的时候应该引导学生发掘知识中蕴含的丰富的技术思想,从而培养学生的技术素养。

选修1《电子控制技术》课程中电子控制系统的设计及其应用有许多内容设计到学生动手设计电路,在教学中利用现有的教学资源积极组织学生参与设计生活中遇到的一些问题。通过设计课学生不仅对电器元件、电路的设计有了深刻的认识,更能够促使学生利用器材自主探索、动手实践、合作交流。发挥了学生的主观能动性,使学生的学习过程成为在教师引导下的有目的创造过程,同时在学习中培养学生的合作精神,有利于学生的人际交往能力的培养。

2.融入科学,培养学生创新设计素养。技术与科学虽然两个不同的概念,但两者又是相辅相成的,互为基础和前提,在通用技术教材中就有许多科学的素材,教师可以根据技术学科知识的特点,在教学中融入科学知识,将科学与技术有机的融合,提升学生的科学素养。

3.融入工程,培养学生的工程素养。工程问题和通用技术知识联系紧密,很多工程的技术图样、模拟、推演和预算以及试验都需要用到技术学科知识。教师可以从具体的工程中进行取材,引导学生运用学科知识进行工程问题的分析和解决。在培养学生技术应用能力的同时,促进学生工程素养的提升。

【案例】结构与受力教学

如下图,塔吊是建筑工地卜常用的起重设备。为方便制造和运输,塔身由一块块“标准节”连接而成。请回答下列问题:

师:标准节的四个侧面均有一根斜杆。施工过程中,斜杆的主要受力形式有哪些?

生:受压、受弯曲

师:构件的种类很多,按截面形状不同,可分为线形、平板形、L形(角钢)、工字形等,标准节上的斜杆应采用哪种截面形状的构件?请说明理由.

生:采用角钢,既能抗压也能抗弯曲而且结构简单,加工方便。

师:要想提高标准节的强度,可采用哪些措施?

生:标准节横截面加粗,连接对角线等。

4.融入数学,培养学生逻辑推理和建模能力

STEM教育理念下的通用技术课程的课堂教学要进一步体现出综合性,在教学过程中要能够系统地融合科学、技术、工程和数学领域的知识和技能。使学生在整体中获得对技术的深入理解,并能从对通用技术的深入理解延伸到对学科的理解和综合运用。在此理念引导下的教学内容要在原有教材基础上进行重新组合设计。“三视图的绘制”“草图的设计”“电子控制技术”都是典型的交叉学科,教学中要适当地引导学生把数学、物理、美术、计算机等知识与通用技术课程结合起来,进一步加深对技术综合性的理解。同时,结合《普通高中通用技术课程标准》(2017年版)以大项目带动小案例的方式开展教学,可以有效地将STEM教育理念融入通用技术课程,以小组合作、探究学习的教学方式开展教学,课程的内容在融合了技术内容的基础上可以进一步融合工程与数学的部分,并更多地考虑实践性的内容,进而体现知识之间的联系性,也给学生提供更多的机会应用所学知识。

三、结语

技术来源于社会与生活,事实上,通用技术的教学资源是无限的,这就需要我们通用技术教师去发现、开发、挖掘和利用。但也并不是所有知识点都适合采用STEM的形式开展教学,因此在实施通用技术STEM课程的过程中要坚持因地制宜、自主开发的原则,最大限度地进行两者的整合,最大化地融合多门课程,依据科学、技术、工程和数学等标准解决不同的挑战,设计有助于培养学生问题解决能力的综合性主题,从而优化STEM教育项目,潜移默化地发展S TEM教育。

参考文献

[1]蔡春驰.融合教育课程:内涵、缘由及策略[J].教育发展研究,2012(10):79-82.

[2]顾建军.技术与设计1[M].南京:江苏教育出版社,2005.

[3]傅钢善.STEM教育:基于真实问题情境的跨学科式教育[J].中国电化教育,2017(4):67-74.

[4]余胜泉,胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究,2018(4):13-22.

本文系浙江省绍兴市2020年市级教改规划课题《基于高中通用技术选修课教学中渗透STEM教育的實践与研究》(项目编号:2020-SJG20316)的阶段性成果)

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