管清方 張培喜 石少偉

【摘?要】STEM教育理念的三大核心內(nèi)涵就是跨學(xué)科整合、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)以及情境合作，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該合理運(yùn)用STEM教學(xué)理念，結(jié)合實(shí)際教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案，提升優(yōu)化教學(xué)品質(zhì)。本文中以高中“激光切割雕刻機(jī)”知識(shí)點(diǎn)為背景展開教學(xué)討論分析，分析研讀了激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件的STEM教學(xué)思路，并設(shè)計(jì)了教學(xué)案例應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】激光切割雕刻機(jī);STEM教育理念;教學(xué)思路;案例設(shè)計(jì)

一、前言

在高中切割雕刻機(jī)的通用技術(shù)教學(xué)中可采用到STEM教育理念，結(jié)合其前衛(wèi)教學(xué)思想內(nèi)涵展開教學(xué)設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生在通用技術(shù)課程中合理應(yīng)用激光切割雕刻機(jī)技術(shù)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，獲得良好學(xué)習(xí)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)掌握與學(xué)以致用。

二、關(guān)于STEM

STEM教育理念中包含了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）以及數(shù)學(xué)教育（Mathematics）。這一教育理念起源于上世紀(jì)80年代初的美國(guó)，它希望打破傳統(tǒng)學(xué)科領(lǐng)域邊界，培養(yǎng)學(xué)生良好的科技理工素養(yǎng)，在提升教育創(chuàng)新能力，優(yōu)化國(guó)民科學(xué)素養(yǎng)方面具有一定促進(jìn)作用。同時(shí)他也希望建立基于SETM教育理念下的高素質(zhì)人才發(fā)展體系[1]。

不過(guò)在我國(guó)，由于STEM教育發(fā)展起步較晚，在基礎(chǔ)教育層面上還未能建起一套完整的STEM教育體系，因此基于我國(guó)基礎(chǔ)教育的實(shí)際情況來(lái)看，還應(yīng)當(dāng)更多側(cè)重于基礎(chǔ)教學(xué)展開教學(xué)體系設(shè)計(jì)，構(gòu)建全新的STEM課程基本架構(gòu)，結(jié)合科學(xué)課程載體展開教學(xué)設(shè)計(jì)，注重教學(xué)實(shí)施中科學(xué)探究與設(shè)計(jì)的相互有機(jī)結(jié)合。

三、高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件與STEM教學(xué)思路分析

在高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件教學(xué)中會(huì)采用到目前比較流行的STEM教學(xué)理念，基于跨學(xué)科知識(shí)內(nèi)容、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與情境合作設(shè)計(jì)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，體現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)合理性優(yōu)化過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)STEM教學(xué)理念與激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件的合二為一，以下提出了3點(diǎn)教學(xué)思路。

（一）跨學(xué)科知識(shí)內(nèi)容融合

在高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用中可融入諸多跨學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，其中就包括了AI智能算法、美術(shù)手工繪制等等知識(shí)內(nèi)容，同時(shí)也結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容展開教學(xué)設(shè)計(jì)，保證學(xué)生能夠合理運(yùn)用諸多知識(shí)內(nèi)容解決教師所提出的各種問(wèn)題，掌握該課主體知識(shí)內(nèi)容。

（二）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

基于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)展開教學(xué)設(shè)計(jì)，這是STEM教育理念中所倡導(dǎo)的。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該思考提出諸多問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)也驅(qū)動(dòng)學(xué)生思維。激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都需要基于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)展開教學(xué)設(shè)計(jì)，例如基于工作空間的主界面教學(xué)設(shè)計(jì)采用到了藍(lán)色矩形框，教師就提出問(wèn)題：“如何結(jié)合矩形框?qū)?yīng)實(shí)際加工機(jī)床的工作臺(tái)面？”基于這一問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，就希望推動(dòng)教學(xué)進(jìn)程，引導(dǎo)學(xué)生借助問(wèn)題展開學(xué)習(xí)思考過(guò)程。

（三）情境合作

情境合作是高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)案例應(yīng)用中的重點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景創(chuàng)設(shè)，教師就希望引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)激光切割雕刻機(jī)教學(xué)案例，基于情境教學(xué)設(shè)置小組合作內(nèi)容，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入教學(xué)情境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)突破[2]。

四、高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)案例設(shè)計(jì)應(yīng)用

在高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)案例設(shè)計(jì)應(yīng)用中，基于STEM教育理念，教師就專門結(jié)合知識(shí)點(diǎn)展開教學(xué)案例設(shè)計(jì)。下文簡(jiǎn)單闡釋了利用激光切割雕刻機(jī)制作幾何圖案與文字的相關(guān)教學(xué)方法。

首先，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，借助AutoCad軟件引導(dǎo)學(xué)生繪制圓，定點(diǎn)輸入半徑內(nèi)容，確認(rèn)教學(xué)要點(diǎn)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程就引入了大量數(shù)學(xué)思想，繪制矩形，選擇圓角矩形輸入圓角半徑和長(zhǎng)寬尺寸，在確認(rèn)全選專業(yè)功能后進(jìn)行圖形編輯，然后利用激光雕切割機(jī)進(jìn)行圖形焊接。在該教學(xué)過(guò)程中，教師就選擇了“青島六十八中歡迎您”的字樣，利用shift鍵操作編輯選擇“青島六十八中歡迎您”進(jìn)行文字集合，完成文字定位，然后準(zhǔn)備激光切割雕刻。

其次，選擇“青島六十八中歡迎您”文字并提出問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生合理操作激光切割雕刻過(guò)程。學(xué)生按照教師之前所教授的理論內(nèi)容展開操作，分別通過(guò)右鍵、對(duì)象屬性、調(diào)整速度比例（調(diào)整到30%）、調(diào)整功率比例（調(diào)整到40%）展開教學(xué)設(shè)計(jì)，最后確定激光切割雕刻操作環(huán)節(jié)。同理，在文字框架方面點(diǎn)右鍵選擇對(duì)象屬性，如法炮制可制作文字結(jié)構(gòu)框架，最后全選激光切割雕刻明確定位回零點(diǎn)坐標(biāo)，再利用激光切割雕刻機(jī)設(shè)置不同部位不同進(jìn)給速度，基于一定功率完成雕刻過(guò)程。

為了讓學(xué)生更加深入學(xué)習(xí)該課知識(shí)內(nèi)容，教師也希望鼓勵(lì)學(xué)生多利用激光切割雕刻機(jī)雕刻自己所喜歡的圖片文字內(nèi)容?？蓪W(xué)生情感興趣內(nèi)容代入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，為學(xué)生設(shè)置小組鼓勵(lì)他們共同合作互助完成教學(xué)情景項(xiàng)目?jī)?nèi)容，實(shí)現(xiàn)共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步[3]。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高中激光切割雕刻機(jī)教學(xué)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用在成功引入STEM教學(xué)思路其教學(xué)內(nèi)涵更豐富，教學(xué)思路更開闊，可保證學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中真正融入到教學(xué)情境中，在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與跨學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握激光雕刻機(jī)教學(xué)知識(shí)內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]余勝泉，吳斕.證據(jù)導(dǎo)向的STEM教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2019，31（5）：20～31，84.

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[4]廣州市普漢科技有限公司.一種激光切割雕刻機(jī)的抽風(fēng)除塵機(jī)構(gòu)和激光切割雕刻機(jī)：CN201721279800.7[P].2018-06-01.