STEM视域下高中通用技术实践活动的实施与反思

颜井真

【摘要】    随着时代的不断发展，各国在人才、技术、资源等方面的竞争逐步加剧。高中教育要更好地面向学生未来发展，提升學生核心素养。依托通用技术课程教学，要深度践行教学做合一理念，让学生更好地进行多学科知识综合实践。现将STEM理念有效融入高中通用技术课程，从目标方面有效统筹，在方法层面引导学生合作，以成果落地和反思过程促进学生创新应用，这样才可以更好地提高学生问题解决能力，推动学生知识与应用技能全面掌握，为学生未来发展全面赋能。

【关键词】    高中    STEM理念    通用技术    实践    创新    合作

随着立德树人理念的深度推进，在高中教学落实的过程中，教师要更好地培养创新型人才。除了让学生对理论知识掌握之外，要更好地以创新性课程引导学生学习、探究，掌握各类事物的基本构成和工作原理，提升学生动手能力。让学生在知识学习的同时更好地技能应用，培养学生积极的科学态度。这样才能真正适应社会对人才的需求，推动学生更好地创新探究。在高中通用技术课程教学展开的过程中。教师要能够以STEM理念为依托，引领学生参与课程实践活动，推动学生学思结合全面进步。

一、STEM理念融入高中通用技术课程的意义分析

STEM即科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。由此可知，STEM理念就是以教学目标为载体，推动学生多学科融合的一种创新性教学方式，在高中通用技术教学中，STEM理念的融入为学生独立思考提供了有效的空间，更提升了学生的团队协作意识。在通用技术课程教学中，教师要能够以STEM理念为依托，推动学生更好地学习认知全面发展，提高学生综合实践能力。

（一）STEM理念可以提高学生对通用技术的认知意识

传统模式下，很多学生对物理、生物、化学等科学知识的学习兴趣比较浓厚，但是学生对通用技术并不够了解。STEM理念的融入改变了学生对单一学科知识学习的现状，结合于具体的目标，让学生创新创造，综合运用学科知识进行有效实践。STEM理念真正实现了课堂与生活的无缝对接，从项目出发，让学生更好地认知通用技术在生活中的广泛应用价值，提升学生学习创造意识。

（二）STEM理念能够提高学生对通用技术探究的热情

高中通用技术教学展开的过程中，不仅需要让学生对跨学科知识有效整合，更要在实践层面推动学生积极应用有效探究，践行教学做合一理念，打破知识与应用之间的壁垒，让学生在具体的实践活动中积极动手，结合实践中发现的问题，推动学生进一步探究。为学生创造力展示提供有效平台，并更好地推动学生对理论知识的有效验证。以小组合作的方式让学生充分讨论、积极交流，在实践中加深学生言而认知，在合作中推动学生高效对话，以创意成果实践提升学生学习热情，引领学生创新创造，为学生能力展示提供更广的平台。

（三）STEM理念融入可以更好地激发学生学习潜力

随着实践环节的逐步推进，在高中通用技术教学展开的过程中，除了围绕教材所呈现的一些内容让学生学习思考之外，还要更好地提升学生创新意识，结合STEM理念让大学生对现有的案例有效分析，尝试改进，推动学生进一步延伸创新。真正将创新意识融合与学生学习实践活动，为学生综合实践能力的提升铺路搭桥，引导学生掌握自然规律，探索创新工具和新型技术的应用。将通用技术与课程学习与科学、工程、技术、数学紧密融合，提升学生创新思维及问题解决能力。让学生更好地融入社会有效实践，并为其他学科教学活动的设计提供有效借鉴，为学生全面发展有效赋能。

二、高中通用技术实践活动设计推进的基本原则

在高中通用技术实践活动落实的过程中，教师既要为学生设计有效的项目，又要坚持科学的教学原则，对学生统筹引导，才可以更好地提高综合教学效果。

（一）学生主体原则

在整个课程推进的过程中，教师必须始终秉持学生主体性原则。以有效的问题设计提高学生学习创新的主动性，以学生的创意实践和主题展示为基础，捕捉学生在学习过程中遇到的突出问题，让学生真正参与进来，尝试对设计存在的不足有效优化和完善设计，推动学生技能掌握，结合实验过程中遇到的具体问题，让学生有效探究、查阅资料，提升学生问题解决意识。充分彰显学生在学习中的主体性价值，让学生明确任务目标，科学设计方法步骤，使学生的学习潜力得到有效发展。

（二）合作互助原则

在高中通用技术课程推进的过程中，教师要更好地提升学生的合作互助意识，将学生划分成不同的学习小组，让学生之间有效分工各司其职，提高工作效率。小组之间可以营造起良性竞争氛围，提升学生学习紧迫感，小组内部学生要能够合作积极有效对话，推动问题的妥善解决。这样既可以大量减少活动准备的时间，又能够提升学生协作意识。对于一些相对复杂的项目，还能够让小组之间有效交流，积极对话，鼓励让学生创意展示相互借鉴。提升学生团队意识的同时，培养学生对学科探究的浓厚兴趣。学生之间还可以起到相互的督促作用，防止一部分学生不能按时完成课程任务。以团队为模式提升学生集体荣誉感，以优秀的作品展示让学生整个学习过程更富激情。

（三）激励评价原则

在高中通用技术课程教学展开的过程中，除了让学生进行有效的资料收集，合作对话、创意设计之外，在整个活动过程中，教师要能够以有效的激励评价推动学生学习发展。走进学生中间，捕捉学生所遇到的一些突出问题，记录学生的鲜活创意，评价学生的综合成果。在整个活动中，让学生畅所欲言，分享自己的疑惑，讲出自己遇到的问题，让学生做自己学习的主人。以教师的评价引导，让他们整个学习过程充满活力。同时以激励评价发现学生身上的优势，推动学生更好地创新创造。结合学生自身潜力，为他们匹配更加合适的任务，这样高中通用技术课程的推进才能更加顺利。学生也可以更好地实现意义学习，为后续科学实践活动的落实奠定良好基础。评价激励的推进还要结合学生自身所遇到的问题，引领他们有效反思，结合学生身上的不足，让他更好地弥补基础知识，掌握扎实实验技能。

三、STEM理念下高中通用技术课程推进的步骤分析

通用技术实践活动涉及了认知、技能、情感、创新等多个层面。融合于STEM理念，教师首先要让学生对学科知识有效了解，唤醒学生认知体验兴趣。另外还要让学生对概念、原理灵活应用，在动作技能层面强化记忆，让学生更好地升华情感鲜活认知。

（一）创设情景

通用技术课程设计的知识面广，对学生综合理解能力有很高的要求。在教学展开的过程中，教师要更好地创设有效教学情景，激发学生学习兴趣，对实验所需的各类材料、装备、设置、图标等以直观生动方式呈现，必要的时候可以直接通过视频的方式引领学生带入情境之中。让学生先对他人的成果有效观摩，激发学生对其中蕴含的原理有效思考，并推动学生实践探究。这样更容易吸引学生的好奇心，而且可以激发学生挑战意识，推动教学目标高效达成。对于任何一个主题，教师都要先从贴近学生认知的角度创设情景，让学生着手做好准备工作。这样可以更好地提高通用技术课程的可操作性，也能为学生能力施展提供有效空间。

（二）发布任务

基于STEM理念的高中通用技术课程，要以任务为引领，让学生运用科学原理进行创新、创造。结合目标任务的发布要同步为学生设计一些简略的原理和步骤，让学生掌握探索探究的主题方向。对于其中蕴含的程序性知识，则需要学生在小组环境下去有效探究。以协同合作模式，让学生对多学科理论有效分析，对可能用到的科学、技术、数学、工程等方面的理论逻辑串联。教师要让学生带着目标进行有效的路径规划，让学生用自己的创意去推动问题的有效解决，充分发挥任务的导向价值，使学生学习参与，为创意落地做好充分准备。

（三）设计创作

在学生明确了任务目标，确定了任务执行的有效方法之后，就可以让学生参与到目标对象的设计与制作过程中。这是从理论到实践的重要一步，既能考验学生对理论知识的理解，又可以融合于实践提升学生动手操作意识。比如在学习的过程中，很多学生对于电磁铁的工作原理能够充分了解，但是在磁铁的缠绕制作的过程中学生就遇到了具体的问题，磁线缠绕不紧，铜线布局不够均匀。这些都是学生在实践过程中遇到的一些具体问题，需要融合于设计制作过程，让学生更好地揣摩方法，优化设计。改变學生对理论的片面性认知，真正让学生动手动脑，有效思考。设计创作环节非常考验学生的耐心、细心与动手能力。

（四）交流评价

通用技术课程推进的过程中，要重视交流评价环节的落实，让学生以小组为单位完成项目任务之后还要更好地对学生的成果进行有效的交流评价。各个小组积极展示自己的创意项目，并与其他小组有效对话。以合作交流方式让学生更好地技能互补、经验切磋，推动问题的妥善解决。在交流评价落实的过程中，结合各个小组取得的项目成果及学生的创新意识、学习态度、对实验原理的综合理解等，教师都要给予学生有效的教学评价，可以融合于小组评价、学生自主评价、组内相互评价、组间评价等多种方式，帮助学生完善认知，积极交流。依托评价环节的有效推进，让学生有更强的学习获得感。

（五）反省思考

在合作交流告一段落之后，结合学生前期取得的项目经验及在交流中获得的一些新发现，让学生对整个设计结果进行有效的反思，并进行项目完善。引领学生更好地在合作中共享，围绕项目更好地有效分析，推动项目实践活动有效延伸到课外，使学生综合能力获得扎实发展，学生的学习进步意识也可以被更好地带动。

四、STEM理念下的通用技术课程设计案例分析——电磁陀螺

在生产生活中我们大量用到电动机，它主要由定子和转子两个部分构成，转子不需要与电线相连，而定子在通电的前提下能够产生旋转磁场，带动转子同步运转。电动机是人类科学史上的重大发现，在生产、生活及科研中都有效发挥作用。在日常生活中的洗衣机、电冰箱、电脑、空调、电风扇以及一些小型的儿童玩具，如小火车、小汽车等都需要用到各种不同类型的电动机来维持系统运转。所以在通用技术课程教学落实的过程中，我们就从电动机的缩微模型——电磁陀螺这样一个重要的生活部件入手，推动学生有效设计，让学生选择用铜线、铁线、螺丝钉、干电池等小型器材尝试去自主设计制作电磁陀螺。

（一）教学目标分析

电磁陀螺综合设计了科学、技术、工程、数学等多方面的内容。科学方面主要让学生了解电生磁和能量转换的相关概念，与物理知识相融合推动学生鲜活理解。技术层面要让学生能够运用一些工具来制作电磁陀螺，提升学生动手意识。工程方面是指整个设计过程着眼于让学生了解工程设计的理念、步骤及改进方法。数学方面本次实验主要涉及了测量、计算等一些基础数学知识。教学目标可具体阐述为以下几个方面：第一，认知层面。主要让学生了解基本物理模型陀螺的形态，并结合实验过程，让学生分析影响陀螺旋转时长的各类因素，如何更好地消除不利因素，延长陀螺旋转时间。结合学生物理学上学习的电与磁相关知识，让学生更好地理解电磁陀螺基本概念。第二，掌握层面。结合通用技术课程，让学生了解电磁铁的电路连接情况。阐述、分析、讲解电磁陀螺的基本工作原理。对于电磁陀螺运转过程中涉及的能量转化有效分析。第三，操作层面。重点在于让学生运用一些简单工具制作电磁陀螺，尤其是电磁铁部分是本节课程的一个难点。在电磁铁和陀螺制作完成之后，二者的衔接推进系统有效运转也是一个核心步骤。需要让学生熟悉工作设计的基本程序，并提升动手意识，进行整个设计过程的反思和修正。教学任务设计了原理、操作、优化等多个步骤，是提高学生综合实验能力的一个重点实验。

（二）教学准备

在电磁陀螺制作之前，教师先让学生进行教学准备工作，了解电磁电动机在生活中的广泛用途，并对电动机的工作原理有效了解。接着让学生准备铁线、铜线、螺母、螺帽、热熔枪、电烙铁、透明胶、电源、前置电容器、导线等工具。结合微课视频，让尝试说明电磁陀螺的制作原理。

（三）操作步骤

电磁陀螺的制作分为电磁部分和陀螺部分两个主要构件。第一步，制作电磁。电磁部分的难点在于制作线圈，需要让学生将铜线剪断，并将其绕在一定长度的长螺母上，线圈的绕只要做到均匀、整齐。同样的线圈需要制作两个放在一旁备用。第二步，制作陀螺。将规定的铁丝沿着圆柱形的纸筒做一个圆。制作成陀螺，再按照电路图的提示将两个自制的线圈、电容器和学生电源并联连接。在通电情况下，轻轻拨动放置在光盘中心的陀螺，调整两个铜线圈是指夹角成90度。通過反复的调试，使两个同线圈位置稳定，陀螺就可以稳定旋转。然后再用热熔枪将铜线圈固定在光盘上，用胶带加固，电磁陀螺就能制作完成。

五、STEM理念下下高中通用技术课程推进需要注意的问题

STEM视域下的高中通用技术课程对于推动学生对于掌握，引领学生实践操作，优化学生知识建构能力具有多方面的意义。但是教师也要结合学生的学习反馈，有效调整课程展开模式，为学生交流合作提供一个平台，更好地促进学生综合能力有效发展。教师要着重关注学生科学实验态度的养成，在通用技术课程教学落实的过程中，学生大量需要运用物理、化学、生物、地理等多方面的知识来抽象推理实践操作。在这个过程中，既需要让学生将课内所学理论有效认知，又需要与实际生活紧密结合，以更好地加强学生对概念性知识的理解。在教学展开的过程中，教师要注重培养学生的科学态度，提升学生操作实践意识。

参  考  文  献

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