通用技术教学模式研究

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摘要：基于STEM教育理念的教与学是推进通用技术教学改革的有效途径，是符合通用技术学科特征的综合实践学习方式的具体指导，也是跨学科整合学习方式的合理选择。通过有效地“植入”STEM教育模式，为学习者创设情境，明确不良结构任务，搭建探究学习支架，设计有效的学习活动，将多学科知识融为一体，并给予形成性评价和总结性评价，将有助于培养和提升学生的技术核心素养。

关键词：STEM；通用技术；教学实践

STEM课程源于美国，是培养学生科学素养、技术素养、工程素养、数学素养等四个方面的教育，具有整合、综合、融合等特性。STEM教育不是简单地将科学、工程等学科组合起来，而是把学生对所涉的真实问题的解决而所需的知识与技能结合，转变成一个系统的综合的认知世界的过程。STEM课堂常常是基于真实问题的探究性学习，强调学生在复杂情境中发展解决问题的能力[1]。通用技术学科作为普通高中必修课程，以其独有的学科本质蕴含了丰富的核心素养而备受关注。该学科是“注重创造，体现科技与人文相统一的课程”，在真实情景中通过技术实践活动去感悟技术，去发展工程思维，特别是“发展学生知识的整合、应用、物化能力和技术问题解决能力，通过多种多样的技术实践活动，培养学生的探究能力和敢于创新、善于实践的精神和勇气”[2]。

一、STEM教育理念融入通用技术教学实践的意义

通用技术学科是技术教育的基本组成，是我国素质教育推进的必然结果，如何进一步深化与推进通用技术课程的实施，是新一轮基础教育改革需要考虑的问题。借助STEM教育，精心设计和组织学习活动和学习情景，采取自主、合作、探究学习等方式，将多学科知识融入技术实践活动中，可以促进学生核心素养的形成与发展。（一）通用技术课程教学面临的困难。1.教学理念的转变。通用技术课程强调实践、注重创造、体现综合，这不同于传统的以知识内容为主题的教学，当前，许多通用技术教师由其他学科转任，对原有学科的教学较为熟练，而对通用技术课程性质与基本理念的理解与把握存在较大问题。许多教师自身的知识结构不能承担课程开展过程的主导角色。除了提升自我的技术学科教学知识和技术课程知识外，还需要丰富技术情景知识及技术价值观知识，以便能更好地整合技术与环境、知识与能力等方面内容。2.教学模式容易走入误区。通用技术课程的实施以实践和探究为主要特征，在实际教学活动中，由于缺乏对课程的理解，缺少技术课程实施的指导，很容易出现一些疏忽，走入误区。主要表现为没有情景创设直接进入理论讲授，过于开放式的探究，放任让学生进行方案构思、作品制作，以作品物化成果作为最终评价内容，从而使实践和探究达不到应有的效果。3.教学内容缺乏价值认同。由于种种原因，通用技术课程没有纳入普通高中升学评价体系，被认为是一个“技能”而不是“知识”，通用技术课程独特的育人价值没有得到真正认可。在课时安排、师资配备、学生重视程度等方面都没有体现出通用技术课程应有的地位，致使课程实施与建设受到影响，呈现发展不均、畸形发展等现象，在此背景下，通用技术课程需要融入新的模式及内容以释放技术课程所固有的价值，获得认同，实现自觉发展。（二）STEM教育理念对通用技术教学提供的创新思路。STEM教育以项目教学为主要形式，关注引导学生自主探究，促进学生在学习与社会实践之间找到结合点。因此，借助STEM教育的理念，可以为优化通用技术课程的实施与发展提供创新思路。1.教育教学改革需要技术教育更需要。STEM教育的融入《中国STEM教育白皮书》通过对时代背景、国际背景、社会经济发展背景以及产业与人才背景的分析，指出我们的教育教学改革需要STEM教育。各国的教育实践表明，STEM教育有助于培养学生的科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力等未来社会必备的技能和创新能力，并有可能在学习者的未来生活和工作中持续发挥作用[3]。而通用技术正是本次教育改革中技术课程的新亮点，需要STEM教育的融入。2.STEM教育理念的融入有利于通用技术课程。所承载的核心素养的培养通用技术课程“以设计学习、操作学习为主要特征”[2]，有效的学科活动可以引导学生对学科知识进行加工、消化和吸收，进而内化和转化成自身素养的重要组成。融入STEM教育理念的通用技术学科活动，不仅有利于学生对科学、技术、工程和数学等领域基础知识的理解，而且还能锻炼他们综合运用工程技术等知识解决真实情景下的问题的能力，有助于学生构建起缄默知识和程序性知识，有助于提升学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等核心素养。3.STEM教育有利于通用技术教育价值的回归。技术教育是全面教育及终身教育的基本组成部分，与智育一样具有获取知识的价值，为了体现其教育价值，可与STEM教育进行结合。STEM教育侧重于综合运用多学科知识解决真实问题，采用比传统教学更具参与性和探究性的方法，鼓励学生之间的协作，通过创造新项目进行学习。基于STEM教育突破技术课程价值文化壁垒，利用STEM教育的多元特性，重塑技术知识教育的价值文化，改变社会、学校及学生对技术教育功能的认识。以STEM教育理念改善通用技术课程发展和实施的困境，推动普通高中通用技术课程创新实施的新发展。

二、基于STEM教育的通用技术课程活动模式探究

通用技术课程由必修与选修两部分组成，其中必修模块由“侧重技术设计的一般知识与技能”的“技术与设计1”和“现代技术原理中最为基本、最为重要、最为关键的结构、流程、系统、控制现象与技术原理为专题”的“技术与设计2”组成，两个模块之间呈现递进关系。通用技术课程注重以协作的方式开展以实践为核心的多样化探究学习。这与STEM强调的探究、发现、协助等基本要求一致。融入STEM教育理念的通用技术课程，在实施过程中既要借鉴STEM教育的相关理论与实践，同时又要依据学科课程标准，针对通用技术课程发展现状与困惑，制定适合自身情况的技术学科教学方案。结合STEM教育，通用技术教学模式结构如图1所示，该模式以教学分析为基础，任务（问题）设计与分解为指导，STEM探究活动为核心，多元共享评价相结合，并对各个环节进行优化总结。（一）教学分析。任何教学活动都须从教学分析开始，结合课程标准分析教学目标，分析学情，选定教学内容，特别是挖掘教学内容之间的关系，揭示教学内容涵盖的学科知识，为后续整合学科知识奠定基础。例如，通用技术“技术与设计1”侧重技术设计的一般知识与技能，经历基本和简单的技术设计过程，形成基本的技术设计思想与经验以及情感态度与价值观，强调“做中学”[2]。可采用融入STEM教育理念的“小板凳的设计与制作”项目作为大过程来进行教学，结合课标，该项目的教学目标分析见表1，所涉及跨学科内容见表2。（二）任务（问题）设计与分解。核心素养是自身通过探究建构而不是接受的，学习者是“在完成STEM教育项目过程中获取知识、认识客观世界的，不是直接从书本或教师处获得知识的，认知与学习发生在完成任务和解决问题的过程中，是通过学习活动这一中介体完成的”[4]。因此有效的任务（问题）的设计是针对整个教学过程的中心，这个任务（问题）的设计要求，“通过具体的技术实践强化科学原理的运用”，将教学任务置于结构不良问题之中，利用其开放性、不确定性，激发学生已有的知识与经验，对任务（问题）进行不断分析判断，理解和确定任务（问题）的本质，找出任务（问题）的限制条件等，对知识、经验进行补充并使之结构化。例如，“小板凳的设计与制作”项目的情境设计可以请学生设计一款便于携带有一定载重能力的可折叠的小板凳。该情境的创设可以将学生带入真实问题情境，但条件并不充分，目标状态不明确，可给予学生更多的选择空间、更多解决方案，也就是说答案与过程存在多样性和开放性，这就是基于STEM教育所创设一种问题情境。（三）教学准备任务。（问题）的解决或完成需要学习者在具体的情境之中通过探究自主学习、意义建构，这需要相应的软硬教学准备，软件准备主要是指学习者在解决或完成任务（问题）时所需要的知识，以及因拓展而需要的外延知识。硬件准备主要指学习者为完成或解决任务（问题）时所需的器材。仍以“小板凳的设计与制作”项目软材料准备为例，应包括几何的正等轴测、斜二测轴测、3D设计软件及教学视频、相应的材料科学及力学性能等知识储备，以便在学生探究进程中给予必要的帮助和指导（四）STEM探究活动的实施。基于STEM教育的通用技术教学活动仍以项目探究活动为主要形式，在实施过程中要关注学生的学习主体地位，创设贴近生活的情境，通过协作去完成任务。作为教学活动的组织者和策划者的教师则要保持对每个教学环节的调控和管理，给予学生及时的指导，帮助小组开展独立探索或协作，调动学生的主动性，成为学生知识建构的帮助者和促进者。要避免“放羊式”的乱探究，也不能“包办式”的假探究，防止学生学习行为与目标偏离正常轨道。在任务初期，教师应提供支持和指导，随着任务的开展，逐渐减少指导。（五）多元共享评价相结合。通用技术学习的评价提倡学习结果与学习过程、学科素养发展与整体发展的统一[2]，这与STEM教学实践评价如出一辙。为了科学地发挥评价的积极作用，应以不同学科内容的学习和应用、不同学科内容的整合、问题探究、逻辑演算、团队协作、技术应用等作为评价维度，组织好多主体的评价、形成性评价和总结性评价，且评价过程及结果可适时共享。形成性评价可使用量表、行为观察等方法来实施。表3是“板凳的设计与制作”项目的草图设计交流环节的形成性评价表。总结性评价一般安排在探究活动结束后，对任务完成结果进行评价。（六）项目总结与优化。任务（问题）结束后通过多元评价对各个环节进行适时总结和优化，指导学生进行总结和优化有利于将建构的碎片化知识系统化。教师对学生在任务（问题）完成或解决过程中的知识建构情况，对教学情境的创设、教学内容的选择、跨学科知识的整合等教学环节和情况进行优化，以期更适应STEM教育理念下的通用技术教学。在新一轮教育改革的推动下，STEM教育理念有利于通用技术教学实践活动的有效开展，有效将技术、工程与设计等内容进行整合，积极引导学生对问题的探究，将有助于学生在基于整合的、真实情景的、不良结构任务中应用科学、工程、数理等知识，运用先进技术，完成知识的意义建构，从而培养创新创造等核心素养。

参考文献：

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

[2]中华人民共和国教育部.普通高中通用技术课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[3]中国教育科学院.中国STEM教育白皮书.2017年6月20日第4页

[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,2015,(4):13-22.

作者:彭刚 单位:成都棠湖外国语学校