基于STEM理念的高中通用技术校本课程设计与实践研究

周映文

摘要：高中通用技术课程作为培养学生科学思维和创新技术能力的课程，随着我国对教育事业的深化发展与改革创新，对高中通用技术课程的教学也提出了更加明确的要求。面对高速发展的社会形态，只有从高中阶段就加强对学生科学知识和基本技术的普及，才有助于学生养成良好的思维习惯，对学生未来的高校教育和就业工作奠定扎实基础。传统的高中通用技术存在着内容老旧、应用性不强等问题，影响了学生进行相关课程的积极主动性。基于现有的高中通用技术课程，通过引入STEM教育理念，围绕高中通用技术校本课程的设计与实践进行了具体研究，希望能够对优化高中通用技术课程内容、落实国家教育改革理念起到一定作用。

关键词：STEM理念；高中教学；通用技术；校本课程；设计实践

中图分类号：G632.0文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）09-0083

教育工作直接关系到我国的长远发展，影响了我国建设中国特色社会主义事业的实践成果。在2016年，国务院发布了《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016～2020年）》的具体文件，明确提出要将科学创新和技术实践内容作为高中阶段的教学基本内容之一，完善高中教学机制，在传统教育模式的基础上进一步深化教学改革工作，以学生的综合素质培养为基本，全面推进学生的创新实践能力培养[1]。高中通用技术作为高中阶段帮助学生了解基本科学知识、提高学生科学素养的基础学科，将STEM教育理念与高中通用技术课程教学进行融合，有助于高中通用技术课程安排更加符合当前教育理念和社会需求，只有引导学生参与到科学研究的教学过程中，才能全方位提高学生的科学素养和实践创新能力。

一、STEM教育理念下开设高中通用技术校本课程的实践意义

STEM教育理念起源于美国，STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科的英文首字母缩写；在运用STEM教育理念进行教学工作时，主要注重的是对学生以下四个方面的培养：一是科学素养，即运用科学知识理解生活中的事物规律并掌握相关的科学内涵；二是技术素养，主要是指学生灵活运用相关技术进行科学创作的能力；三是工程素养，即运用相关技术进行工程项目的整体设计与开发的过程；四是数学素养，即学生能够在学习过程中善于观察相关数学知识、运用数学知识解决工程设计过程中问题的相关能力。在运用STEM教育理念进行高中通用技术校本课程设计过程中，不能单纯将相关学科进行简单叠加，而应该将多学科知识内容融入通用技术教学中。多学科领域知识的全面普及教育，能够在教学中有效锻炼学生的创新能力和实践能力，契合当前的教育理念[2]。

普通高中通用技术作为一门实践性、动手性极强的基础学科，更加强调通过教学课程帮助学生养成良好的科学思维能力、实践动手能力等，通用技术注重知行合一，力求通过教学增强学生对相关技术的理解与应用。在传统的高中教学中，由于学生面临高考升学压力，繁重的教学任务导致面对非高考课程的通用技术，使得很多学生和家长缺乏足够的重视和兴趣，导致这门课程的教学情况不容乐观[3]。為了能够进一步提高高中通用技术的教学效果，引导学生积极参与到教学工作中，达到基本教学目标，需要相关教育工作者进行深入研究。在我国新课改的教育发展形势下，国家鼓励高中学校结合学校的实际发展情况，开设校本课程，充分激发学生的学习兴趣，丰富学生的校园生活。在这种趋势下，笔者结合多年教学经验，设计开发了基于STEM教学理念的高中通用技术校本课程——《创意台灯设计》，希望能够通过校本课程改变当前高中通用技术教学困境，培养学生具备基本的STEM相关能力。

在基于STEM教育理念的高中通用技术《创意台灯设计》校本课程设计中，更加强调对学生创新思维、图样表达能力和物化能力的培养，希望能够通过这门课程帮助学生更好地了解相关科学素养知识，引导学生建立正确的科学思维，帮助其养成运用所学知识解决生活中遇到的问题的能力，进而更加符合当前新课程标准对高中通用技术的教学要求。

二、基于STEM理念的《创意台灯设计》校本课程设计

1.校本课程教学目标设计

笔者在进行《创意台灯设计》这门校本课程设计的过程中，先要明确课程的教学目标。首先，通过开设课程，帮助学生掌握高中通用技术相关的基本知识，比如，在台灯设计的过程中，学生需要掌握关于电路、涉及材料特性的基本知识，以及进行台灯设计的相关工具的使用方法；其次，引导学生熟练掌握台灯设计与开发的完整流程，能够合理衔接设计与制作的各个环节，实现台灯制作的课程目标；再次，通过校本课程，充分发挥学生的自主学习能力，通过让学生自主创作设计来培养学生的创新设计能力和图样表达能力，培养学生的动手能力和实践能力，帮助学生建立科学严谨的逻辑思维；最后，通过开设《创意台灯设计》校本课程，培养学生具备基本的合作交流能力，使学生能够通过小组合作的方法，不断创新相关技术，全面提高学生的创新思维能力。

2.校本课程教学内容设计

《创意台灯设计》课程涵盖了现代创意台灯赏析、创意台灯设计、创意台灯制作、作品展示交流、总结评价与提升五部分内容，按照台灯设计的逻辑过程，将先进技术理念贯穿到科学知识学习中，将图纸设计、结构分析、流程与设计、材料选取、相关零件设计制作、电子控制系统的设计、模型与原型的制作、作品交流评价等高中通用技术课程教学内容融入校本课程教学，以一种更加吸引学生兴趣的方法，引导学生在实践中完成相关知识的学习，更加贴近实际生活，同时也融入了新课标背景下对高中通用技术的教学规划与目标。

三、基于STEM理念的《创意台灯设计》校本课程教学实践

1.校本课程中的科学素养培养实践

在进行《创意台灯设计》的高中通用技术课程教学时，笔者将科学素养培养融入教学的各个环节，加强了学生对科学素养的理解与掌握。首先在现代创意台灯赏析阶段，通过引导学生对创意台灯作品进行科学赏析与评价，引导学生发现作品突出的科学知识，而不是单纯分析作品的美感；其次在台灯设计阶段，教师引导学生注意台灯设计的科学性和实用性，进而有效提高了学生的科学素养；最后在台灯制作阶段，考虑到学生的设计方案可能在制作中存在不合理的情况，教师设计了小组作品展示解说环节，通过小组展示图纸，对各设计部分的功能及目的解说，通过讨论让各小组之间取长补短，并通过点评来充分指导学生利用科学知识进一步完善台灯设计方案的合理性。通过这种整个过程的课程教学，培养学生的工程思维、图样表达能力及技术意识。

2.校本课程中的技术素养培养实践

在进行《创意台灯设计》课程教学时，考虑到新课标对高中通用技术的教学要求，笔者将技术素养培养融入校本课程的教学内容中，培养学生具备良好的实践动手能力。首先，教师带领学生一同学习了电路基本知识和台灯结构设计知识，使得学生具备了一定的技术意识；其次，在台灯制作阶段，教师采用小组式教学方法，安排学生以小组为单位进行合作创作，通过这种合作交流的方法，能够引导学生自主参与到设计制作的过程中，进而加深学生对相关技术的理解，全面提高学生的技术素养。

3.校本课程中的工程素养培养实践

工程素养更加重视学生在进行设计与制作学习中统筹整个过程的工程思维能力，为了帮助学生具备基本的工程素养，笔者在进行《创意台灯设计》的课程教学中，形成了“自主思考—小组研究—班级评价”的教学方案。首先，在台灯设计的初期教学阶段，教师对台灯设计提出了关于美观、实用、安全、创新等方面的要求，安排学生通过自主思考，不断充实自己的台灯设计方案。教师可以采取随机点名的方法，通过班级交流的模式，及时了解学生的设计理念，并提出相应的改进策略，完善学生的设计方案。其次，在台灯制作的教学阶段，教师鼓励班级学生通过自由结组进行集体制作，在这一过程中，能够为学生的工程制作营造轻松的氛围，有利于学生全身心投入到台灯的制作过程中。最后，教师开展了班级台灯作品展示与评价活动，通过投票的方法，评选出最具创意和安全实用性的台灯作品。通过这种全新的教学方案，能够充分发挥学生的自主学习能力，培养学生具备合格的工程素养。

4.校本课程中的数学素养培养实践

为了培养学生养成运用数学方法解决生活问题的习惯，笔者将数学素养培养融入校本课程教学的各个环节。首先，在进行台灯作品赏析阶段，教师采用视频动画的方法，帮助学生从各个角度对作品进行分析，帮助学生养成数形结合的思维习惯；其次，在进行台灯设计时，教师鼓励学生将设计内容通过草图的方法展示出来；最后，在高中通用技术课程教学中，三视图作为课程的重点、难点，学生的学习效果一直不甚明显。为了改变这一现状，教师在课堂上与学生一同完成台灯三视图的绘画工作，帮助学生了解基本的尺寸规范，进而提高学生对三视图的理解和基本的数学素养。

四、结束语

以《创意台灯设计》为例，基于STEM理念的高中通用技术校本课程设计与实践研究，有效地全面提高了高中通用技术课程的教学效果，学生设计的作品参加省市比赛也获得了很好的成绩，学生对于通用技术课程的兴趣和积极性都得到了很大程度的提升。

综上所述，笔者基于STEM教育理念，进行了通用技术校本课程的设计与实践，系统分析了校本课程的设计内容和教学实践过程，希望能够对優化高中通用技术教学内容提供相应借鉴。

参考文献：

[1]易晓敏.基于STEAM的高中通用技术项目教学实践[J].科技风，2020（11）：93.

[2]徐瀚云.试论STEM教育与通用技术课程融合[J].课程教育研究，2019（26）：19-20.

[3]金荣.新课改背景下高中通用技术课程的教学现状及解决策略[J].基础教育论坛，2019（35）：33-34.

（作者单位：广东省广州市增城区高级中学511300）