STEAM理念下通用技術常態(tài)化教學實踐探究

李鄧 劉媛媛

【摘要】新課程標準闡明了通用技術課程必須是以設計和操作為主的課程，但在實踐中，基于各種實際情況，很多通用技術老師依然采用傳統(tǒng)的以老師教為主的傳統(tǒng)教學模式，而傳統(tǒng)的教學模式是無法滿足培養(yǎng)學生的通用技術學科核心素養(yǎng)。本文對在通用技術常態(tài)化教學中運用STEAM理念進行了探究，通過具體事例，尋求可行的教學策略。

【關鍵詞】STEAM理念? 通用技術? 常態(tài)教學? 素養(yǎng)提升

【課題項目】龍巖市2021年度教育信息技術研究立項課題“基于技術裝備與通用技術學科深度融合的教學實踐探究”（課題編號：巖教裝KT21031）。

【中圖分類號】G63 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2023）02-0049-03

一、問題提出

2017年版2020年修訂的《普通高中通用技術課程標準》中提出：通用技術課程性質是以提高學生的學科核心素養(yǎng)為主旨，以設計學習、操作學習為主要特征，是一門立足實踐、注重創(chuàng)造、體現(xiàn)科技與人文相統(tǒng)一的課程。同時，課程標準還明確了通用技術學科的核心素養(yǎng)：技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力等五個方面，強調了通用技術學科是一門以提升學生學科核心素養(yǎng)為主旨的綜合性、應用型的必修技術課程。

雖然新課程標準闡明了通用技術課程必須是以設計和操作為主的課程，但在實踐中，由于專用教室的配置缺乏和老師專業(yè)技術的短板，且面對通用技術科課時少、課時零碎的現(xiàn)實，大部分通用技術老師為了完成教學任務，忽略了通用技術學科的本質特點，大多采用以老師教為主的傳統(tǒng)教學模式，而這種傳統(tǒng)教學模式難以實現(xiàn)培養(yǎng)學生的通用技術學科核心素養(yǎng)。在現(xiàn)階段，我國大部分的省份通用技術學科最多只是省級合格性考試科目，一方面，普通高中的學生普遍不重視這些課程;另一方面，學校、教師層面如果僅僅為了應對省級合格性考試，就會導致大部分學校會輕視通用技術學科。那最終通用技術學科又會重新回到可有可無的尷尬境地。

二、尋求辦法

STEAM教育是基于項目式教學、整合了科學（Sci?ence）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數(shù)學（Mathematics）的綜合教育方式，它強調了學科的大綜合，結合學生生活將抽象知識呈現(xiàn)，通過項目實踐解決實際問題。在通用技術課程體系中，選修模塊中還專門設置了一門科技人文融合創(chuàng)新專題（簡稱STEAMS），該模塊主要是指基于真實的問題情境，綜合運用科學、技術、工程、藝術、數(shù)學、社會等學科的知識、方法進行問題解決與科技創(chuàng)新。

STEAM教育與通用技術學科都強調了基于真實情境下問題的發(fā)現(xiàn)與解決，以及這一過程中學生綜合多學科知識的運用、學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。從而可以看出，二者能夠巧妙融合。

筆者結合常規(guī)的教育技術裝備，嘗試探究將基于STEAM理念的項目教學融合到通用技術常態(tài)化教學過程中，面向現(xiàn)實生活和真實世界，創(chuàng)設真實生活情境，以項目為載體、問題為驅動、任務為導向，引導學生獲取問題、分析問題、設計方案、實施任務、試驗和評價，讓學生通過多學科知識融合以及多方面技能應用最終完成任務，解決問題。整個過程以學科素養(yǎng)為引領，采用基于“做中學、學中做”理念的開放性學習、探究性學習，充分調動學生學習積極性，推動學生素質的全面發(fā)展。

三、實踐探究

1.現(xiàn)狀分析

（1）技術裝備。我校是省級示范性高中，按要求已配齊兩間通用技術專用教室，配有木工基礎工具、金工基礎工具、電工基礎工具、制圖基礎工具、計算機12臺、3D打印機兩臺、激光切割機一臺、激光雕刻機一臺、授課用一體機2臺等。有了這些裝備，才使得我們的探究活動有了基礎和可行性保障。

（2）師資課時。我校的通用技術課程安排在高二年級開展，上學期1課時/周，下學期2課時/周，高二年級一般配有19～20個教學班，配備了2名專職通用技術教師，1名兼職通用技術教師。上學期，兩名專職教師共負責17～18個班教學，兼職教師負責2個班教學;下學期，兩名專職教師共負責15～16個班教學，兼職教師負責4個班教學。此外同一班的通用技術課學校不會安排成連堂課，第二學期學生還需要充足的時間準備普通高中通用技術課程學業(yè)水平合格考試。因此，班級眾多、學生認知水平不一，加上課時少又零碎，制約著STEAM教育項目在通用技術常態(tài)化教學中的實施。

（3）學情分析。高中生已經有了一定的生活經歷和文化基礎，不再滿足于簡單地模仿，對認識問題有自己的觀點，初步具備了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。但在我們的教學過程中常常會發(fā)現(xiàn)，一方面，高中生有著不錯的知識儲備，卻缺乏生活體驗、缺少動手實踐，更麻煩的是由于學習的壓力，現(xiàn)在的高中生普遍存在“一心只讀圣賢書”的狀況，對日常生活缺乏關注，他們對自己身邊的事物往往會習慣性地“熟視無睹”;另一方面，在我們的課程實施中發(fā)現(xiàn)，高中生很喜歡動手實踐課，也渴望通過實際物品論證自己設計的作品是否合理。

2.項目設計

STEAM教育與通用技術學科融合的教學過程一般是基于項目的學習，項目設計合理與否，也就決定了是否可以實現(xiàn)教學目標。設計項目首先要創(chuàng)設情境，真實、具體的問題解決情境是學生學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體，也為學生的學科核心素養(yǎng)提供了真實的表現(xiàn)機會。

在每一個STEAM項目設計中，一定要設置一個真實的情境，這個真實的情境必須要與現(xiàn)實世界相關，情境中產生的問題和任務必須是定義不完善或是結構不良的。這個情境要求多學科融合、豐富多彩、直入主題，盡量包含多學科知識或直接來自于學生生活實際?；谡鎸嵉那榫硠?chuàng)設，學生容易有一種代入感，也會讓學生對自己身邊的事物進行觀察，從而發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

作為通用技術教師，一定要明確一點，創(chuàng)設的情境必須貫穿于整個學習活動。學生的整個學習活動都是由真實世界中的復雜問題來驅動的。只有富有挑戰(zhàn)性的、能吸引師生興趣、從學生多元化的角度切入的學習問題或任務，才能吸引學生全面、深度參與學習活動，建立學生經驗與知識之間的聯(lián)系，激發(fā)學生的學習潛能，促進探究的持續(xù)與深入。另外，我們也要明確創(chuàng)設的情境所帶來的問題和任務，在我們的實際課堂上能否解決和實施，比如課時安排、工具配備、工藝水平、學生動手能力、教師素養(yǎng)等等限制因素。

在實踐中發(fā)現(xiàn)，我們設置的項目一般能在4個課時內能完成的項目為佳，在常規(guī)教學中，因為學校還有其他活動，比如運動會、月考、半期考等等，4個課時就可能面臨著至少一個月的時間跨度，時間再延長下去，這將會導致學生參與學習的成就感降低、厭倦感增強，作品的保管問題也會嚴重干擾到項目的實施;另外，項目設置內容不宜過大、要求過高。在學情分析中，我們已經知道我們的學生嚴重缺乏動手實踐，他們對工具的使用基本操作不夠規(guī)范，對材料的選擇也了解不夠，所以我們在設置項目時，一方面要求工藝難度不要過高，另一方面還要考慮項目所需的費用。比如，在制作臺燈時，支撐部分如果選擇用鋼管，在實際操作過程中就會遇到各種問題，因為我們的專用教室一般不會配置大型的、危險性較大的工具，你用普通鋼鋸來鋸割鋼管或用普通手電鉆給鋼管打孔都困難重重，而且也很容易出現(xiàn)危險，成本也會大大增加。所以在設置這個項目時，我們要選擇木料作為主材料，連接件用金屬，這樣制作起來就比較安全和簡單，出現(xiàn)困難也容易解決。

3.項目實施

學生以小組的形式合作，在真實情境中，探尋問題，設計方案，強調協(xié)作，解決問題，最終做到“做中學，學中做”。組內成員組成一個團隊，做到有序分工、合作學習、取長補短;在探究過程中，學生要利用自身已有的知識、生活體驗，通過收集信息，分析信息，發(fā)現(xiàn)問題，得出需求，尋求解決的方案，并用草圖或其他設計語言將自己的設計意圖表達出來。當小組確定好設計方案后，要利用材料和工具，制作模型或者原型，去論證自己的方案是否可行，并加以改良。

老師在這個環(huán)節(jié)最重要的角色是觀察者，要善于發(fā)現(xiàn)學生遇到的問題，遇到操作不當或操作困難時，老師要及時糾正和解決，而當學生遇到解決問題時產生的疑惑或偏離設計意向時，不要直白地告訴他解決的方案，更重要的是提供一種參考和解決的思路，作為教師必須明確課程的最主要目的是學生自行尋求方法去解決問題。

在任務實施過程中，要應用STEAM中的某一門或者某幾門學科來解決任務內容。比如，在臺燈制作時，你所考慮的空間位置、支撐桿的高度、折疊的角度、燈源的選擇、燈源的投射面積、連接件的選擇、開關位置的設置、結構的穩(wěn)固性、材料、加工工藝等問題都滲透了數(shù)學、技術、物理、科學等多學科知識;并且，在整個任務實施過程中，可以讓學生體會到設計的一般過程、工藝、設計的一般原則、方案的構思，同時也滲透了通用技術課程中的結構、流程、系統(tǒng)、控制的內容，最關鍵的是學生的通用技術的學科素養(yǎng)特別是物化能力得以提升。

4.試驗評價

在通用技術常態(tài)化教學實施STEAM項目過程中，學生要論證自己的設計方案是否正確，必須將設計方案具體物化，然后通過技術試驗去論證，而項目最終都會以實際模型或原型呈現(xiàn)，要讓整個過程不脫離出通用技術課程的知識體系，過程性評價和最終產品評價要起到至關重要的作用。

通用技術中的技術試驗要重視結構的穩(wěn)固性試驗，這是一個關鍵性試驗，另外，我們也要重視模擬試驗法，比如將臺燈的支架調整到極限前傾狀態(tài)時測試臺燈還能不能保持穩(wěn)定，這是檢驗作品的最直觀性方法，而在技術試驗中，我們一定要強調技術試驗報告的形成，讓學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，最終形成自己的知識總結。

過程性評價包含著小組協(xié)作、方案設計、試驗報告、材料選擇、工具使用、流程設計等;最終產品評價我們則可以依據(jù)設計的一般原則進行評價，比如實用性、創(chuàng)新性、美觀性等。這兩種評價方式都可以由學生自評和教師評價交叉結合，比如，我們在制作臺燈時設置如下：

因為一般通用技術老師帶的班比較多，在技術裝備允許的情況下，評價可以通過信息技術手段形成總結，比如，評價時我們可以選擇問卷星等網(wǎng)絡平臺進行打分評價，這樣，老師就可以及時看到評價總結，也可以及時反饋給學生，優(yōu)化課堂效率。

5.項目修訂

項目實施過程中，為了確保教學目標完成，一方面要嚴格按照設計的方案進行實施;另一方面，要根據(jù)各班的學生情況、技術裝備和評價的結果不斷修訂設計方案。另外，作為通用技術教師，也要用創(chuàng)新設計的標準去修訂項目，盡量用到新技術、新裝備，讓項目多元化、創(chuàng)新化。比如可以運用Auto CAD、草圖大師、3D One等軟件來制圖;利用激光切割機進行切割，就可以減少誤差，制作更精良;利用3D打印機可以讓學生很多常規(guī)工具無法實現(xiàn)的設計得以呈現(xiàn);在常規(guī)的臺燈中加入人工智能模塊，實現(xiàn)語音識別，根據(jù)環(huán)境智能控制臺燈的亮度，從而讓學生在體驗人工智能的新奇中弄懂通用技術學科的控制內容。

四、總結

在近幾年的實踐探究中，我們基于STEAM理念設計了一些項目，比如為了讓學生熟悉工具和探究工藝的七巧板、X型可折疊隔熱墊、可折疊式晾衣架模型等項目;體驗設計一般過程的普通臺燈項目;了解結構、流程、系統(tǒng)部分的投石器模型、三根細竹棍頂鉛球、獨腳凳模型、簡易吸塵器等項目;了解控制內容的智能臺燈、智能澆花裝置等項目。

我們在常態(tài)化教學中實施了這些項目，取得很好的教學效果：學生注意力集中，學生敢于想象，非常愿意去解決在項目實施過程中發(fā)現(xiàn)的問題，會通過各種辦法將想象中的設計物化出來;而老師的重心不再滿堂灌課本的理論，而更偏向于在巡視的過程中去發(fā)現(xiàn)問題、提出思路，在過程性評價中指導操作規(guī)范、指出問題、提供支持，并在對學生的作品總結性評價中歸納總結知識點，提升通用技術理論。

我們欣然地發(fā)現(xiàn)，當STEAM教育與通用技術學科融合在常態(tài)化教學中實施后，通用技術課不再乏味，老師能比較輕松地駕馭課堂，學生也能在自主探究中掌握通用技術學科知識。當然，在實際課堂中我們依然會遇到新問題、新挑戰(zhàn)，比如項目的創(chuàng)新、新技術的運用、工具的管理、材料的選擇、評價方式的設計等等，這就需要我們通用技術一線教師提升自身學科素養(yǎng)，也通過“學中做、做中學”的方法解決問題、迎接挑戰(zhàn)，設計更多的基于STEAM理念的項目，讓學生真正地喜歡上通用技術學科，養(yǎng)成通用技術學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

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