浅淡具有stem教育特色的通用技术课堂教学

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1、浅淡具有STEM教育特色的通用技术课堂教学张启军（江苏省南京市金陵中学，210005）摘要：STEM教育是美国应对21世纪国际人才竞争的一项国家教育战略，正在成为国际教育界的热点研究问题。STEM教育重视技术教育与科学、工程、数学学科群相结合的视角，为高中通用技术教育提供了一些启示。.jyqkatics)英文首字母的组合，但并不是四个方面内容的简单相加。它的本质是在众多孤立的学科中建立一个新的桥梁来为学生提供整体认识世界的机会，是一个多学科教育的新范式。和以往分学科教学不同的是，它更强调交叉与融合，学科体系建

2、立在集成其他学科知识并成为一个新的整体知识的基础上。它提供给学生的是接触整体世界的最佳结合点，而不同于以往的零碎片段式的教育方式。因此，从这个角度来看，它们分别代表了四类不同的学科群，如数学代表的是有确定性结果而方法不同的学科群（如物理、化学等）。要理解STEM教育，首先需要了解各个学科教育在学生能力培养过程中所起到的作用。各个学科教育按照过程和结果的可知程度可用图1所示的坐标轴来表示。STEM分别代表了四类不同的学科群，如大家所熟知的数学是有效训练学生思考能力的学科，因为不同的学生可以灵活应用自己所掌握的方

3、法去得到确定的结果。科学与数学相比则增加了不确定性，目的是激发学生对某一未知领域的兴趣以及科学探索的过程，而结果则可能会因为方法的不同或者条件的不同而出现差异。但是科学和数学的共同点都是其过程是未知的，对学生的基本能力要求较高，即学生之间会出现较大的差异。因此，在对中美基础教育进行比较时可以发现，同等学生层次中，美国的基础教育对数学、物理等学习能力的要求低于我国，而他们更加强调的是科学推理能力的培养。如图1所示，左半部分的科学和数学代表了学生学习和获取知识的能力，而右半部分的工程和技术则代表了应用知识的能力。

4、从图1中可以看到，与数学、物理学科相比，技术有更加固定和成熟的方法，且它是面向实际的应用类学科，因此不同的学生只要通过适当的训练即可达到一定的能力要求。从STEM系统培养学生能力的角度来看，工程方面的内容在基础教育中并未得到足够重视，甚至有时会将它和技术相混淆。工程强调的是利用已知的过程和知识解决未知的问题，但是结果则可能是不确定的。工程可以简单地定义为在特定的约束条件下，寻求满足客户需求的设计方案，而这些约束条件是自然定律。因此，工程设计要解决三个方面的问题：一是符合人的需求或者愿望；二是能够解决特定的问题

5、；三是在恰当的约束条件下满足前两项要求，如成本、时间、技术的可实现性、环境保护和政策等。STEM教育在基础教育阶段的培养目标是什么呢？美国基础教育学者Morrison对STEM教育的培养目标给出了一个概述，她认为学生最终应该具备以下几种能力：(1)解决问题的能力——能够清晰地定义和设计问题，有效地收集并组织数据，得出结论，理解并最终运用到实际情况或新的问题中。(2)创新的能力——创造性地运用科学、数学和技术的概念及其原理，并运用到工程设计领域中。(3)培养发明家的能力——了解世界的需求，学会运用设计、测试、再

6、设计、最后实现解决问题的这一过程的能力。(4)培养自力更生的能力——通过主动、自我鼓励地设定工作进程，来增加信心，并能够在特定的时间内完成工作。简单地说，基于STEM教育思想的基础教育应该培养学生的科学精神和科技理工素养。二、具有STEM教育特色的通用技术课从我国基础教育改革的进程来看，现阶段我国教育的主要目的是取得“减轻学生负担”和“促进学生全面发展”之间的平衡，因此提高学生的创新思维和动手实践能力就被提上了日程。近些年，信息技术和通用技术能力的培养得到了重视，教育部在《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》

7、中提出了以应用技能为主的教育形式，并在《普通高中技术课程标准（实验）》（以下简称“课程标准”）中明确指出，高中通用技术课程是高度综合、立足实践、注重创造且科学和人文相融合的课程。从标准的要求也可以清楚地看到这一点，如两个必修模块都是和过程相关的，“技术与设计1”是为了让学生了解体现当代技术思想和方法的科技成果和先进文化，“技术与设计2”则是让学生理解技术实现所经历的一般技术设计过程，而选修模块则从结果导向的角度让学生通过成熟的方法得到可预期的结果。我们不难发现从技术角度来讲，高中通用技术课程目标与STEM教育

8、培养目标相比，从问题的认识、信息的收集与整理、设计与测试、问题的解决以及实现技术的过程等方面有很多相似之处，是技术与工程教育实现的有效手段。如果能与数学、科学相结合，那么也能走STEM教育的大方向。近年来，我结合高中通用技术课程，在校本课程开发、教师的培养、学科的交叉与融合方面做了一些尝试，使我们的高中通用技术课程慢慢地有了一点STEM教育的味道。下面我以一个教学案例来说说我理解的STEM教育。“光