STEM教育教学理念下的高中《通用技术》教学设计

白秋桂

摘 要：时下流行STEM教育教学理念，恰逢浙江省新高考改革将技术纳入选考科目之时，这对高中通用技术教育教学提出更高要求。作为高考科目新学科，通用技术的教科研成果相对较少，尤其是STEM教学理念下的教学设计研究更是几乎空白。从一线教学实战收集素材，直接面向学生找问题，从近几年选考真题挖掘重难点并意在新课教学中寻求突破。以《工艺》章节为例，旨在为普通高中通用技术学科STEM理念下的教学设计抛砖引玉。

关键词：工艺;STEM教育教学;通用技术;物化能力;金工操作

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的统称，但STEM教育不能简单理解成四个学科的叠加。其是以提高受教育者的综合分析能力，激发其创新的动力，提升其实践能力为教育教学目标，培养适应时代全方位发展人才的教育理念。浙江省《通用技术》课程作为一门相对年轻，且与当代社会技术发展息息相关的学科，其学科自身特点，恰与STEM教育教学理念不谋而合，是实施该教育教学理念的最好平台之一。

STEM教育旨在培养具有多学科知识与能力的复合型人才，近年来也是教育界的热门话题，许多专家学者包括一线教师对此展开研究。本文笔者从STEM理念的四个领域素养即科学素养、技术素养、工程素养和数学素养出发，取材一线教学实战经历，结合学生的理解水平，在实际操作中挖掘问题，从教师传统讲授教法中发现不足，并结合学科自身特点和近几年省学选考真题考点来实施《工艺》章节的教学设计。

一、基于STEM教学理念的教材、学情与学选考分析

1.教材分析

本节《工艺》内容属于苏教版通用技术教材必修一第七章《模型或原型的制作》第二节。教学至此已近必修一尾声，同时也正是方案设计过程进行到高潮的阶段，学生正跃跃欲试，等着进实验室一展拳脚。在本章第一节所学《模型》理论的基础上，第二节工艺与第三节模型制作宜放在一起，准备足够多的课时（3至4课时），让学生在实验室中将所学知识付诸实践，充分认识金工工具及熟悉基本操作规范，培养将脑海中的设计做成实物的能力，即学科素养所要求的“物化能力”。教材的编写遵循知识点之间一脉相承的原则，本节工艺的学习是对必修一前六章内容的实践，同时学好工艺模型又能促进学生对前六章方案设计过程的理解，提高设计的能力，并为第八章以及必修二的学习打下坚实的基础。

2.学情分析

我们所面对的高中生虽然有一定的生活阅历，具备一定的动手操作能力，但是在金属加工方面，基本是零基础。面对零基础学生的教学，就如在一张白纸上画画，起笔就特别重要。作品简单，没有美感不重要，但是一定要严格规范要求，保证每一步操作都是正确的，这才是最重要的。因此，本堂课将如何保证学生的正确规范操作定义为课堂重点及难点。实践能力的提高无法通过纸上谈兵的方式做到，学生必须要自己动手、操作、训练，将自己脑海中的设计蓝图转化成规范操作而得的可见实物。让学生通过思考、制作，将自己的脑力成果“物化”，习得“技术”的学习方法，从而培养学生“具有终生进行技术学习”的能力。这是通用技术学科的课程目标，同时也是本教学设计贯彻始终的主线。

3.浙江省近几年学选考考点分析

工艺操作要领及流程是学选考选择题必考考点，在历年真题卷中规律性地分布在选择题第五题到第七题之间。在非选择题中出现在14题的有两次，分别是2017年4月份和2017年11月份，考查装配流程及金工工具、标准件的选择，而14题的分值是6分。另外，在第15题设计题中該知识点也是不可忽略的，且此知识点掌握程度又与设计题草图绘制有直接的关系。即本节课在学选考中直接涉及的考分至少有4～6分，多的时候可以达到10分以上，占所有考分的10%～20%，是必修一最重要的考点。故笔者以为，本节《工艺》课是通用技术学科新课教学的重中之重。新课教学保证学生在实验室操练中所习得的技术规范，可以在考试中直接获得优胜。以下表格将2015年10月份至2019年4月份的八次学选考真题所涉及该部分考点进行罗列。

二、基于STEM教育教学理念的《工艺》教学设计

1.基于STEM教育理念的教学目标设计

教学目标的制定是教学设计展开的依据，也是贯穿整个教学过程的主线。本文中，笔者从STEM理念四个方面素养来进行本课的教学目标设计，并以此作为教学的主导贯穿始终。

2.重难点突破

（1）重要步骤操作要领展示

对大部分学生而言，工艺操作是零基础。课堂上，教师在引导学生认识金工工具的基础上，用大量直观的视频、图片素材以及现场示范的方式，加强规范操作引导，充分发挥模仿教学法的作用，并在操作中注重动作的能见度和清晰度，保证每位学生在一开始就有正确、安全、规范的意识，学会规范使用工具。

（2）学生分小组设计并制作作品

学生作品汇总

材料：考虑加工制作难度，本次分组实验材料选择用3mm的铝板。

工具：划针、钢直尺、角尺、划规、样冲各25把;转盘式台虎钳25台，调节式手锯架（QB-1108-91）50件;齐头扁锉、半圆锉、三角锉各25把;台钻3台;常用的手用圆板牙及配套的圆板牙架、手用丝锥及丝锥扳手各5套;金工砂纸若干。

分组模式：为了让每位学生都能积极参与制作过程，有足够多的时间动手学习规范操作，本课堂实验分两人一组。

铝板相对容易加工，学生在加工过程中体会了其他学科上所欠缺的愉悦感和成就感。大部分同学都经历了划线、锯割、锉削、钻孔和表面处理等基本的工艺，习得了正确规范操作的方法。仔细观察学生的作品，我们会发现制作比较粗糙，作品中也或多或少暴露了操作过程中出现的问题。针对操作中遇到的问题及解决方案，在下一个环节中，将挑选两件最能体现操作问题的作品，把讲台交给学生，让其他学生找瑕疵，让制作者讲述其在操作过程中所遇到的问题和解决方法并总结启发。

（3）学生展示并分析自己的作品及操作过程中遇到的问题

（4）常见问题汇总及解决方案

在两组学生重点表述之后，笔者再将问题进行总结反馈，使每位学生都能结合自己的操作找到问题所在，习得解决方法。

三、教学拓展与反思

通用技术学科特点明确，与其他学科相比，更注重生活实践体验，这点与STEM教育教学理念不谋而合。学生在课堂中操练中所习得的技能，不会随着时间而遗忘，STEM素养的提升也会在教师精心的教学设计中实现。本教学设计将知识重难点与考题直接结合，让学生在操作中习得知识与技能，既有能力素养的提升，同时也足以应对学选考重难点，将时下热门的STEM教育教学理念与一线教学紧密结合。做一个手中有教法、心中有学生的一线教师，真正做到使学生学有所得、学有所成，为将来成为社会之栋梁打好坚实基础。

编辑 高 琼