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摘要:随着STEM教育逐渐成为教育界的前瞻性话题,越来越多的教育工作者尝试将STEM教育引入到中小学学科教学之中。
本文结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型,并在教学实践中应用。这是一个克服传统教学方式缺陷的探索,为教育工作者提供了一种新的思路。
关键词:STEM STEM理念 通用技术
引言
目前,在我国如何将STEM教育引入中小学学科教学已经成为教育界前瞻性的话题。探索STEM教育与通用技术课程融合的具体策略,创建以学习者为中心的教学新模式,是摆在通用技术教师面前的重要课题。
一、STEM教育视角下的通用技术教学实践的必要性
(一)国家政策的指引
STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践是时代对教育的要求,也是国家政策指引下学科教学的需要。2015年9月教育部就《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出建议,学校应探索与实践STEM教育等新教育模式。由此可见,STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践乃是大势所趋。
(二)通用技术的学科特点与需要
通用技术有着立足于实践,注重创新、高度综合的特点。通用技术学科的教育,不应仅局限于建立独立知识系统,而应该更多地提倡跨学科融合。在学习的方式方面,应该倡导通过团队合作解决问题,在真实的复杂情境下进行学习;在教育方面,应强调理论和实践的结合,引导学生把知识运用到实践中去;在资源的形式方面,应强调对资源的开放,有效地支持教育活动。在这一背景下,通用技术教育必须与STEM教育进行深度的融合。
二、构建STEM教育视角下的通用技术教学活动模型
笔者通过借鉴了经典的ADDIE教学设计的经验,结合多年的教学实践提出了一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型(以下简称教学活动模型)。具体教学活动模型见图1:
(一)前端分析
前端分析主要通过对STEM教育目标具体分析,对学习者自身情况和学习具体内容的分析,为更好开展教育学习实践活动工作奠定了坚实的理论基础。
(二)项目设计
项目设计的主要形式是以前端分析为基础,选择具有STEM教育性质的项目主题,需要利用多学科知识来解决项目的主题,同时设定难度适中、有吸引性的问题,在确定项目主题后,教师就需要对学习活动的任务进行划分并引导学生完成学习任务。
(三)资源设计
学生正确选择各种学习实践资源并用来组织进行各种学习实践活动,是学生学习一门课程必须经历的过程。因此,教师需要为每个学生精心设计课堂学习活动资源,供他们自由选择并进行分配,这一选择环节对整个课堂教学过程来说尤为重要。
(四)活动设计
活动设计包括了创设情境、制作解决方案、操作实践和分享交流四个主要的环节。在实施学习活动的过程中,以项目教学为主线,遵循STEM教育理念:讲科学、学技术、做工程、求艺术、究数学,探索STEM教学的高效性。
(五)评价设计
评价的重点应该是对一个学生的日常学习生活方式的整体评价,既要注重学生对学习内容的正确掌握,又要注重学生能力的综合训练,学习实践过程中的主动参与度。
三、STEM教育视角下通用技术教学活动的典型案例
以苏教版选修课程《电子控制技术》中的5.1节《开环电子控制系统的设计和应用》为例。实践结果表明,采用纸上谈兵的枯燥讲解方式,不如让学生亲自设计一款具体的产品,这样更能激发学生的积极性。通过项目教学法,学生不只了解STEM教育概念的基础,而且在潜移默化中理解STEM教育的意义,领会STEM教育的理念,做到了学以致用。在STEM教育的视角下,通用技术的教学活动模式是这样的:
(一)前端分析
学习者
掌握一定的电子控制技术相关理论,具有操作实践经验,但无设计实用电子控制系统的经历。
学习内容
学习开环电子控制系统和闭环电子控制系統相关知识;光控、声控和延时等电路原理;电子元件的作用和名称;焊接的方法。
STEM目标
科学(Science):开环、闭环电子控制系统的科学辨识;电子元件的科学认识;电路原理的科学讲解。
技术(Technology):设计电路;焊接电路;测试电路。
工程(Engineering):触摸延时灯、智能衣柜灯、自动楼道灯三个工程项目的设计和制作。
数学(Mathematics):电子器件的使用;电路各种参数的设定,关于时间的编程。
(二)项目设计
项目主题
主题:“智能电灯”——开环电子控制系统的设计和应用
1.智能小夜灯 2.智能衣柜灯 3.智能楼道灯
项目设计依据
1.贴近生活,激发学生兴趣。
2.多种选择,促进个性学习。
(三)资源设计
活动资源
1.互联网+辅助学习包(微课、课件、项目任务书、方框图演示动画)
2.演示教具(利用电子百拼搭建的声控电路、延时电路、光控电路教具)
3.活动器材(万用表、多种电子元器件库、面包板、焊接工具、直流电源等)
评价工具
1.学习成果评价。
2.课堂观察表。
(四)活动设计
创设情境
自编自制微课:“求助热线”
1.情境内容:“求助热线”接收到求助信息,为生活中需要电子控制系统的求助者解决难题。需要解决的问题分别:1)方便去卫生间的智能夜灯 2)智能衣柜灯 3)智能楼道灯。 2.项目选择:各位队长以抽签的形式抽取本团队的项目,并领取模型。
3.项目要求:各团队根据求助者的需求,分析模型的结构特点,正确地设计电路并尝试安装到模型上。
制作解决方案
——讲科学
(Science)
设计分析
1.对开环、闭环电子控制系统的科学识别。
2.对电路进行科学讲解:教师演示并讲解自制的三个控制电路教具。学生完成项目任务书上的补充电路图,教师对其指导和点评。
3.对电子元件的科学认识:进行我说我说游戏,一人描述电子功能,另一人猜名,10秒钟看哪组同学猜得多;利用flash软件绘制方框图,选择传感器、控制电路、输出等元器件图标,将其拖到正确的位置,完成智能小夜灯、衣框灯、楼道灯的方框图。
操作实践
——学技术
(Technology)
设计电路
1.在项目任务书上画电路图。
2.用语言描述功能和使用方法。
3.用电子百拼套材搭建设计电路。
4.将成果用手机拍照发到微信群。
做工程
(Engineering)建立工程
正确设计电路并尝试安装到模型上。
求艺术
焊接电路
1.焊接方法:播放自制微课。
2.找错误:从五个焊接视频中,各找一处错误。
3.焊接电路:检测电子元件、设计安装图、分工焊接电路。
究数学
(Mathematics)
测试电路
学会使用万用表对电路进行检测;
测试电路各种参数的设定对功能的影响;
延时时间控制。
分享交流
演示电路
展示电路并功能实现。
(五)评价设计
交流评价
八、自评他评
1.团队自评:各小组就小组合作、电路设计、电路焊接、功能实现四个方面自评。
2.求助者點评:求助者现场就学生设计点评。
结语
可见,基于STEM教育的视角,教师们打破章节的限制,采用项目教学法,将知识的概念融入设计项目中,突出STEM教育中知识的融合理念,运用多科的知识来解决通用技术的问题,做到STEM教育理念和普通技术的水乳交融。
因此,笔者提出了以通用技术为核心的STEM教学实践课程,结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型,并在教学实践中应用,为普通中小学教育工作者提供了一种新的思路。
参考文献:
[1]张教会.STEM教育视角下小学信息技术学习活动模型的设计[D].济南:山东师范大学,2019.6.
[2]摆玉龙,孙洪阳,贾金元.STEM教育理念下的电子科学项目教学研究[J].教育文化论坛,2018(5):2123.
本文结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型,并在教学实践中应用。这是一个克服传统教学方式缺陷的探索,为教育工作者提供了一种新的思路。
关键词:STEM STEM理念 通用技术
引言
目前,在我国如何将STEM教育引入中小学学科教学已经成为教育界前瞻性的话题。探索STEM教育与通用技术课程融合的具体策略,创建以学习者为中心的教学新模式,是摆在通用技术教师面前的重要课题。
一、STEM教育视角下的通用技术教学实践的必要性
(一)国家政策的指引
STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践是时代对教育的要求,也是国家政策指引下学科教学的需要。2015年9月教育部就《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出建议,学校应探索与实践STEM教育等新教育模式。由此可见,STEM教育视角下的跨学科融合的教学实践乃是大势所趋。
(二)通用技术的学科特点与需要
通用技术有着立足于实践,注重创新、高度综合的特点。通用技术学科的教育,不应仅局限于建立独立知识系统,而应该更多地提倡跨学科融合。在学习的方式方面,应该倡导通过团队合作解决问题,在真实的复杂情境下进行学习;在教育方面,应强调理论和实践的结合,引导学生把知识运用到实践中去;在资源的形式方面,应强调对资源的开放,有效地支持教育活动。在这一背景下,通用技术教育必须与STEM教育进行深度的融合。
二、构建STEM教育视角下的通用技术教学活动模型
笔者通过借鉴了经典的ADDIE教学设计的经验,结合多年的教学实践提出了一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型(以下简称教学活动模型)。具体教学活动模型见图1:
(一)前端分析
前端分析主要通过对STEM教育目标具体分析,对学习者自身情况和学习具体内容的分析,为更好开展教育学习实践活动工作奠定了坚实的理论基础。
(二)项目设计
项目设计的主要形式是以前端分析为基础,选择具有STEM教育性质的项目主题,需要利用多学科知识来解决项目的主题,同时设定难度适中、有吸引性的问题,在确定项目主题后,教师就需要对学习活动的任务进行划分并引导学生完成学习任务。
(三)资源设计
学生正确选择各种学习实践资源并用来组织进行各种学习实践活动,是学生学习一门课程必须经历的过程。因此,教师需要为每个学生精心设计课堂学习活动资源,供他们自由选择并进行分配,这一选择环节对整个课堂教学过程来说尤为重要。
(四)活动设计
活动设计包括了创设情境、制作解决方案、操作实践和分享交流四个主要的环节。在实施学习活动的过程中,以项目教学为主线,遵循STEM教育理念:讲科学、学技术、做工程、求艺术、究数学,探索STEM教学的高效性。
(五)评价设计
评价的重点应该是对一个学生的日常学习生活方式的整体评价,既要注重学生对学习内容的正确掌握,又要注重学生能力的综合训练,学习实践过程中的主动参与度。
三、STEM教育视角下通用技术教学活动的典型案例
以苏教版选修课程《电子控制技术》中的5.1节《开环电子控制系统的设计和应用》为例。实践结果表明,采用纸上谈兵的枯燥讲解方式,不如让学生亲自设计一款具体的产品,这样更能激发学生的积极性。通过项目教学法,学生不只了解STEM教育概念的基础,而且在潜移默化中理解STEM教育的意义,领会STEM教育的理念,做到了学以致用。在STEM教育的视角下,通用技术的教学活动模式是这样的:
(一)前端分析
学习者
掌握一定的电子控制技术相关理论,具有操作实践经验,但无设计实用电子控制系统的经历。
学习内容
学习开环电子控制系统和闭环电子控制系統相关知识;光控、声控和延时等电路原理;电子元件的作用和名称;焊接的方法。
STEM目标
科学(Science):开环、闭环电子控制系统的科学辨识;电子元件的科学认识;电路原理的科学讲解。
技术(Technology):设计电路;焊接电路;测试电路。
工程(Engineering):触摸延时灯、智能衣柜灯、自动楼道灯三个工程项目的设计和制作。
数学(Mathematics):电子器件的使用;电路各种参数的设定,关于时间的编程。
(二)项目设计
项目主题
主题:“智能电灯”——开环电子控制系统的设计和应用
1.智能小夜灯 2.智能衣柜灯 3.智能楼道灯
项目设计依据
1.贴近生活,激发学生兴趣。
2.多种选择,促进个性学习。
(三)资源设计
活动资源
1.互联网+辅助学习包(微课、课件、项目任务书、方框图演示动画)
2.演示教具(利用电子百拼搭建的声控电路、延时电路、光控电路教具)
3.活动器材(万用表、多种电子元器件库、面包板、焊接工具、直流电源等)
评价工具
1.学习成果评价。
2.课堂观察表。
(四)活动设计
创设情境
自编自制微课:“求助热线”
1.情境内容:“求助热线”接收到求助信息,为生活中需要电子控制系统的求助者解决难题。需要解决的问题分别:1)方便去卫生间的智能夜灯 2)智能衣柜灯 3)智能楼道灯。 2.项目选择:各位队长以抽签的形式抽取本团队的项目,并领取模型。
3.项目要求:各团队根据求助者的需求,分析模型的结构特点,正确地设计电路并尝试安装到模型上。
制作解决方案
——讲科学
(Science)
设计分析
1.对开环、闭环电子控制系统的科学识别。
2.对电路进行科学讲解:教师演示并讲解自制的三个控制电路教具。学生完成项目任务书上的补充电路图,教师对其指导和点评。
3.对电子元件的科学认识:进行我说我说游戏,一人描述电子功能,另一人猜名,10秒钟看哪组同学猜得多;利用flash软件绘制方框图,选择传感器、控制电路、输出等元器件图标,将其拖到正确的位置,完成智能小夜灯、衣框灯、楼道灯的方框图。
操作实践
——学技术
(Technology)
设计电路
1.在项目任务书上画电路图。
2.用语言描述功能和使用方法。
3.用电子百拼套材搭建设计电路。
4.将成果用手机拍照发到微信群。
做工程
(Engineering)建立工程
正确设计电路并尝试安装到模型上。
求艺术
焊接电路
1.焊接方法:播放自制微课。
2.找错误:从五个焊接视频中,各找一处错误。
3.焊接电路:检测电子元件、设计安装图、分工焊接电路。
究数学
(Mathematics)
测试电路
学会使用万用表对电路进行检测;
测试电路各种参数的设定对功能的影响;
延时时间控制。
分享交流
演示电路
展示电路并功能实现。
(五)评价设计
交流评价
八、自评他评
1.团队自评:各小组就小组合作、电路设计、电路焊接、功能实现四个方面自评。
2.求助者點评:求助者现场就学生设计点评。
结语
可见,基于STEM教育的视角,教师们打破章节的限制,采用项目教学法,将知识的概念融入设计项目中,突出STEM教育中知识的融合理念,运用多科的知识来解决通用技术的问题,做到STEM教育理念和普通技术的水乳交融。
因此,笔者提出了以通用技术为核心的STEM教学实践课程,结合理论和实践探寻出一套STEM教育理念与通用技术融合的教学活动模型,并在教学实践中应用,为普通中小学教育工作者提供了一种新的思路。
参考文献:
[1]张教会.STEM教育视角下小学信息技术学习活动模型的设计[D].济南:山东师范大学,2019.6.
[2]摆玉龙,孙洪阳,贾金元.STEM教育理念下的电子科学项目教学研究[J].教育文化论坛,2018(5):2123.