通用技術(shù)教學模式研究

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摘要：基于STEM教育理念的教與學是推進通用技術(shù)教學改革的有效途徑，是符合通用技術(shù)學科特征的綜合實踐學習方式的具體指導，也是跨學科整合學習方式的合理選擇。通過有效地“植入”STEM教育模式，為學習者創(chuàng)設(shè)情境，明確不良結(jié)構(gòu)任務(wù)，搭建探究學習支架，設(shè)計有效的學習活動，將多學科知識融為一體，并給予形成性評價和總結(jié)性評價，將有助于培養(yǎng)和提升學生的技術(shù)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：STEM；通用技術(shù)；教學實踐

STEM課程源于美國，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學素養(yǎng)等四個方面的教育，具有整合、綜合、融合等特性。STEM教育不是簡單地將科學、工程等學科組合起來，而是把學生對所涉的真實問題的解決而所需的知識與技能結(jié)合，轉(zhuǎn)變成一個系統(tǒng)的綜合的認知世界的過程。STEM課堂常常是基于真實問題的探究性學習，強調(diào)學生在復(fù)雜情境中發(fā)展解決問題的能力[1]。通用技術(shù)學科作為普通高中必修課程，以其獨有的學科本質(zhì)蘊含了豐富的核心素養(yǎng)而備受關(guān)注。該學科是“注重創(chuàng)造，體現(xiàn)科技與人文相統(tǒng)一的課程”，在真實情景中通過技術(shù)實踐活動去感悟技術(shù)，去發(fā)展工程思維，特別是“發(fā)展學生知識的整合、應(yīng)用、物化能力和技術(shù)問題解決能力，通過多種多樣的技術(shù)實踐活動，培養(yǎng)學生的探究能力和敢于創(chuàng)新、善于實踐的精神和勇氣”[2]。

一、STEM教育理念融入通用技術(shù)教學實踐的意義

通用技術(shù)學科是技術(shù)教育的基本組成，是我國素質(zhì)教育推進的必然結(jié)果，如何進一步深化與推進通用技術(shù)課程的實施，是新一輪基礎(chǔ)教育改革需要考慮的問題。借助STEM教育，精心設(shè)計和組織學習活動和學習情景，采取自主、合作、探究學習等方式，將多學科知識融入技術(shù)實踐活動中，可以促進學生核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。（一）通用技術(shù)課程教學面臨的困難。1.教學理念的轉(zhuǎn)變。通用技術(shù)課程強調(diào)實踐、注重創(chuàng)造、體現(xiàn)綜合，這不同于傳統(tǒng)的以知識內(nèi)容為主題的教學，當前，許多通用技術(shù)教師由其他學科轉(zhuǎn)任，對原有學科的教學較為熟練，而對通用技術(shù)課程性質(zhì)與基本理念的理解與把握存在較大問題。許多教師自身的知識結(jié)構(gòu)不能承擔課程開展過程的主導角色。除了提升自我的技術(shù)學科教學知識和技術(shù)課程知識外，還需要豐富技術(shù)情景知識及技術(shù)價值觀知識，以便能更好地整合技術(shù)與環(huán)境、知識與能力等方面內(nèi)容。2.教學模式容易走入誤區(qū)。通用技術(shù)課程的實施以實踐和探究為主要特征，在實際教學活動中，由于缺乏對課程的理解，缺少技術(shù)課程實施的指導，很容易出現(xiàn)一些疏忽，走入誤區(qū)。主要表現(xiàn)為沒有情景創(chuàng)設(shè)直接進入理論講授，過于開放式的探究，放任讓學生進行方案構(gòu)思、作品制作，以作品物化成果作為最終評價內(nèi)容，從而使實踐和探究達不到應(yīng)有的效果。3.教學內(nèi)容缺乏價值認同。由于種種原因，通用技術(shù)課程沒有納入普通高中升學評價體系，被認為是一個“技能”而不是“知識”，通用技術(shù)課程獨特的育人價值沒有得到真正認可。在課時安排、師資配備、學生重視程度等方面都沒有體現(xiàn)出通用技術(shù)課程應(yīng)有的地位，致使課程實施與建設(shè)受到影響，呈現(xiàn)發(fā)展不均、畸形發(fā)展等現(xiàn)象，在此背景下，通用技術(shù)課程需要融入新的模式及內(nèi)容以釋放技術(shù)課程所固有的價值，獲得認同，實現(xiàn)自覺發(fā)展。（二）STEM教育理念對通用技術(shù)教學提供的創(chuàng)新思路。STEM教育以項目教學為主要形式，關(guān)注引導學生自主探究，促進學生在學習與社會實踐之間找到結(jié)合點。因此，借助STEM教育的理念，可以為優(yōu)化通用技術(shù)課程的實施與發(fā)展提供創(chuàng)新思路。1.教育教學改革需要技術(shù)教育更需要。STEM教育的融入《中國STEM教育白皮書》通過對時代背景、國際背景、社會經(jīng)濟發(fā)展背景以及產(chǎn)業(yè)與人才背景的分析，指出我們的教育教學改革需要STEM教育。各國的教育實踐表明，STEM教育有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力、創(chuàng)新意識、批判性思維、信息技術(shù)能力等未來社會必備的技能和創(chuàng)新能力，并有可能在學習者的未來生活和工作中持續(xù)發(fā)揮作用[3]。而通用技術(shù)正是本次教育改革中技術(shù)課程的新亮點，需要STEM教育的融入。2.STEM教育理念的融入有利于通用技術(shù)課程。所承載的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)通用技術(shù)課程“以設(shè)計學習、操作學習為主要特征”[2]，有效的學科活動可以引導學生對學科知識進行加工、消化和吸收，進而內(nèi)化和轉(zhuǎn)化成自身素養(yǎng)的重要組成。融入STEM教育理念的通用技術(shù)學科活動，不僅有利于學生對科學、技術(shù)、工程和數(shù)學等領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的理解，而且還能鍛煉他們綜合運用工程技術(shù)等知識解決真實情景下的問題的能力，有助于學生構(gòu)建起緘默知識和程序性知識，有助于提升學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達、物化能力等核心素養(yǎng)。3.STEM教育有利于通用技術(shù)教育價值的回歸。技術(shù)教育是全面教育及終身教育的基本組成部分，與智育一樣具有獲取知識的價值，為了體現(xiàn)其教育價值，可與STEM教育進行結(jié)合。STEM教育側(cè)重于綜合運用多學科知識解決真實問題，采用比傳統(tǒng)教學更具參與性和探究性的方法，鼓勵學生之間的協(xié)作，通過創(chuàng)造新項目進行學習。基于STEM教育突破技術(shù)課程價值文化壁壘，利用STEM教育的多元特性，重塑技術(shù)知識教育的價值文化，改變社會、學校及學生對技術(shù)教育功能的認識。以STEM教育理念改善通用技術(shù)課程發(fā)展和實施的困境，推動普通高中通用技術(shù)課程創(chuàng)新實施的新發(fā)展。

二、基于STEM教育的通用技術(shù)課程活動模式探究

通用技術(shù)課程由必修與選修兩部分組成，其中必修模塊由“側(cè)重技術(shù)設(shè)計的一般知識與技能”的“技術(shù)與設(shè)計1”和“現(xiàn)代技術(shù)原理中最為基本、最為重要、最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制現(xiàn)象與技術(shù)原理為專題”的“技術(shù)與設(shè)計2”組成，兩個模塊之間呈現(xiàn)遞進關(guān)系。通用技術(shù)課程注重以協(xié)作的方式開展以實踐為核心的多樣化探究學習。這與STEM強調(diào)的探究、發(fā)現(xiàn)、協(xié)助等基本要求一致。融入STEM教育理念的通用技術(shù)課程，在實施過程中既要借鑒STEM教育的相關(guān)理論與實踐，同時又要依據(jù)學科課程標準，針對通用技術(shù)課程發(fā)展現(xiàn)狀與困惑，制定適合自身情況的技術(shù)學科教學方案。結(jié)合STEM教育，通用技術(shù)教學模式結(jié)構(gòu)如圖1所示，該模式以教學分析為基礎(chǔ)，任務(wù)（問題）設(shè)計與分解為指導，STEM探究活動為核心，多元共享評價相結(jié)合，并對各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化總結(jié)。（一）教學分析。任何教學活動都須從教學分析開始，結(jié)合課程標準分析教學目標，分析學情，選定教學內(nèi)容，特別是挖掘教學內(nèi)容之間的關(guān)系，揭示教學內(nèi)容涵蓋的學科知識，為后續(xù)整合學科知識奠定基礎(chǔ)。例如，通用技術(shù)“技術(shù)與設(shè)計1”側(cè)重技術(shù)設(shè)計的一般知識與技能，經(jīng)歷基本和簡單的技術(shù)設(shè)計過程，形成基本的技術(shù)設(shè)計思想與經(jīng)驗以及情感態(tài)度與價值觀，強調(diào)“做中學”[2]。可采用融入STEM教育理念的“小板凳的設(shè)計與制作”項目作為大過程來進行教學，結(jié)合課標，該項目的教學目標分析見表1，所涉及跨學科內(nèi)容見表2。（二）任務(wù)（問題）設(shè)計與分解。核心素養(yǎng)是自身通過探究建構(gòu)而不是接受的，學習者是“在完成STEM教育項目過程中獲取知識、認識客觀世界的，不是直接從書本或教師處獲得知識的，認知與學習發(fā)生在完成任務(wù)和解決問題的過程中，是通過學習活動這一中介體完成的”[4]。因此有效的任務(wù)（問題）的設(shè)計是針對整個教學過程的中心，這個任務(wù)（問題）的設(shè)計要求，“通過具體的技術(shù)實踐強化科學原理的運用”，將教學任務(wù)置于結(jié)構(gòu)不良問題之中，利用其開放性、不確定性，激發(fā)學生已有的知識與經(jīng)驗，對任務(wù)（問題）進行不斷分析判斷，理解和確定任務(wù)（問題）的本質(zhì)，找出任務(wù)（問題）的限制條件等，對知識、經(jīng)驗進行補充并使之結(jié)構(gòu)化。例如，“小板凳的設(shè)計與制作”項目的情境設(shè)計可以請學生設(shè)計一款便于攜帶有一定載重能力的可折疊的小板凳。該情境的創(chuàng)設(shè)可以將學生帶入真實問題情境，但條件并不充分，目標狀態(tài)不明確，可給予學生更多的選擇空間、更多解決方案，也就是說答案與過程存在多樣性和開放性，這就是基于STEM教育所創(chuàng)設(shè)一種問題情境。（三）教學準備任務(wù)。（問題）的解決或完成需要學習者在具體的情境之中通過探究自主學習、意義建構(gòu)，這需要相應(yīng)的軟硬教學準備，軟件準備主要是指學習者在解決或完成任務(wù)（問題）時所需要的知識，以及因拓展而需要的外延知識。硬件準備主要指學習者為完成或解決任務(wù)（問題）時所需的器材。仍以“小板凳的設(shè)計與制作”項目軟材料準備為例，應(yīng)包括幾何的正等軸測、斜二測軸測、3D設(shè)計軟件及教學視頻、相應(yīng)的材料科學及力學性能等知識儲備，以便在學生探究進程中給予必要的幫助和指導（四）STEM探究活動的實施。基于STEM教育的通用技術(shù)教學活動仍以項目探究活動為主要形式，在實施過程中要關(guān)注學生的學習主體地位，創(chuàng)設(shè)貼近生活的情境，通過協(xié)作去完成任務(wù)。作為教學活動的組織者和策劃者的教師則要保持對每個教學環(huán)節(jié)的調(diào)控和管理，給予學生及時的指導，幫助小組開展獨立探索或協(xié)作，調(diào)動學生的主動性，成為學生知識建構(gòu)的幫助者和促進者。要避免“放羊式”的亂探究，也不能“包辦式”的假探究，防止學生學習行為與目標偏離正常軌道。在任務(wù)初期，教師應(yīng)提供支持和指導，隨著任務(wù)的開展，逐漸減少指導。（五）多元共享評價相結(jié)合。通用技術(shù)學習的評價提倡學習結(jié)果與學習過程、學科素養(yǎng)發(fā)展與整體發(fā)展的統(tǒng)一[2]，這與STEM教學實踐評價如出一轍。為了科學地發(fā)揮評價的積極作用，應(yīng)以不同學科內(nèi)容的學習和應(yīng)用、不同學科內(nèi)容的整合、問題探究、邏輯演算、團隊協(xié)作、技術(shù)應(yīng)用等作為評價維度，組織好多主體的評價、形成性評價和總結(jié)性評價，且評價過程及結(jié)果可適時共享。形成性評價可使用量表、行為觀察等方法來實施。表3是“板凳的設(shè)計與制作”項目的草圖設(shè)計交流環(huán)節(jié)的形成性評價表。總結(jié)性評價一般安排在探究活動結(jié)束后，對任務(wù)完成結(jié)果進行評價。（六）項目總結(jié)與優(yōu)化。任務(wù)（問題）結(jié)束后通過多元評價對各個環(huán)節(jié)進行適時總結(jié)和優(yōu)化，指導學生進行總結(jié)和優(yōu)化有利于將建構(gòu)的碎片化知識系統(tǒng)化。教師對學生在任務(wù)（問題）完成或解決過程中的知識建構(gòu)情況，對教學情境的創(chuàng)設(shè)、教學內(nèi)容的選擇、跨學科知識的整合等教學環(huán)節(jié)和情況進行優(yōu)化，以期更適應(yīng)STEM教育理念下的通用技術(shù)教學。在新一輪教育改革的推動下，STEM教育理念有利于通用技術(shù)教學實踐活動的有效開展，有效將技術(shù)、工程與設(shè)計等內(nèi)容進行整合，積極引導學生對問題的探究，將有助于學生在基于整合的、真實情景的、不良結(jié)構(gòu)任務(wù)中應(yīng)用科學、工程、數(shù)理等知識，運用先進技術(shù)，完成知識的意義建構(gòu)，從而培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造等核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]edu.cnr.cn/list/20171108/t20171108_524016182.shtml

[2]中華人民共和國教育部.普通高中通用技術(shù)課程標準（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[3]中國教育科學院.中國STEM教育白皮書.2017年6月20日第4頁

[4]余勝泉,胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究,2015,(4):13-22.

作者:彭剛 單位:成都棠湖外國語學校