浅谈通用技术教学融合STEM教育与超常人才培养的关系

1、    浅谈通用技术教学融合stem教育与超常人才培养的关系    朱小利摘 要：stem教育的核心理念是跨学科融合，通过知识的情景化，让学生综合运用学科知识，创造性地解决实际问题，强调在做中学，在做中领悟。本文作者认为在通用技术课程中融合stem教育理念有利于培养高中生创造性思维，促进个性化发展，更有利于拔尖科技创新人才即科技创新超常人才的培养。关键词：stem;通用技术;科技创新;超常人才一、对通用技术课程及stem教育理念的认识（一）什么是stem教育stem是科学（science），技术（technology），工程（engineering），数

2、学（mathematics）四门学科英文首字母的缩写。stem教育理念强调科学（science），技术（technology），工程（engineering），数学（mathematics）四个领域的交叉融合与运用。它的核心理念是跨学科融合，通过知识的情景化，让学生综合运用学科知识，创造性地解决实际问题，强调在做中学，在做中领悟。（二）通用技术的基本理念和学科核心素养2017普通高中通用技术课程标准指出通用技术的基本理念在于着力培养学生所必备的学科核心素养即技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等五个方面;构建结构合理、满足学生多样化发展需求的课程体系;选择体现时代特点、与生活紧密联

3、系的课程内容;注重科技与人文的有机融合，突出实践能力、创新思维和工匠精神的培养;倡导核心素养理念引领下的多样化学习方式;建立学习结果与学习过程并重的评价机制。课程标准实施建议中又明确指出：应从学科的特征和高中生的特点出发，以学科核心技术素养为引领，进行学生学习方式的变革。可采用基于“做中学，学中做”理念的设计学习和操作学习等实践学习方式，也可以采用主题学习、项目学习等整合学习方式，还可以通过学科大概念引导大项目、大过程的方式组织学习活动。杜威认为，“所有的学习都是行动的副产品，所师要通过做，促使学生思考，从而学得知识。”杜威把“从做中学”贯穿到教学领域的各个主要方面中去，诸如教学过程、课程、教

4、学方法、教学组织形式等，都以“从做中学”的要求为基础。形成了“不仅塑造了现代的美国教育，而且影响了全世界”的活动课程和活动教学。通用技术的基本理念以及课程标准的实施建议都与stem教育理念相吻合。1二、超常学生解读培养超常人才即拔尖创新人才的教育，简称超常教育。超常学生是指在诸如智力、创造性、具体学术和领导能力等方面，或者在表演和视觉艺术领域被证实具有高度的能力的少年儿童或青年（马兰德）。超常学生是指在学习和解决问题的过程中表现出来或具有潜在的明显超越一般学生能力，有较高的创造力并需要接受超常规的教育和实践的学生。（华国栋）本文讨论的是科技创新超常学生的培养。科技创新超常学生是指具备创新精神、

5、实践能力以及精益求精的工匠精神和创意设计潜能;具有科技创新兴趣和创造发明意愿的学生。这一类学生应该接受超常规的教育和实践，以强化特长培养、技术综合运用和创新能力培养为主旨。2三、如何在通用技术教学中进行超常培养（一）设计stem项目，任务式驱动学习stem教育是一个集合科学、技术、工程、数学等多学科交叉融合的有机的整体，并以真实问题解决为任务驱动，让学生在实践中应用知识、获得知识，培养问题解决能力和创新思维。在教学中，预先设置符合学情的stem任务，让学生长期处于玩中做、做中学的情境中，主动思考、探索、创造。譬如在电路搭建的学习中，展示科学中心提供的第一套机器人鼹鼠机器人，让学生在教室里边玩边

6、探究;结合探究式学习，我们进一步提出任务，让各小组解决通用任务和分层任务;再结合老师提供的学习资料，进入小组内学习，最后通过小组之间交流展示的形式印证所掌握知识，实现了教学的有效性。（二）分层与非线性需求教学相结合分层教学是一种在学生个体差异基础上的个性化教学模式，这一个性化教学模式强调和关照学生客观存在的个体差异性，尊重学生的主体价值。在教学目标上，该模式是旨在促进每一个学生的良好个性潜能和谐发展的“长善”与“救失”的统一，具有灵活性、动态性的因时因地因人制宜的多样化分层标准;在内容上，采用能够照顾到学生个体差异的多样化内容设计。我们授课的对象存在创新思维、认知水平、实践能力等差异，在分层中

7、我们强调“目标分层，异步达标”。合理的分层教学，充分体现平等、递进，个性与全面相结合，让学生更加灵活地结合自身的情况达到自己所能“够得着”的学习目标，获得效能感，保持学习的动机。非线性教学具有开放性，自组织性，不可逆性和循环性的特点，其关注教学目标的“偏离”，教学内容的“生成”，教学过程的“变流”，教学事件的“歧化”和教学关系的“循环”。强调以理论学习为基础，指导实训;以“项目学习法”为导向，贯穿整个教学过程。让学生参与到stem多变，偶然，真实的项目情境中，通过项目式学习，建构动态的知识面，经历具体真实的情景，学生在“发现问题解决问题发现新问题”的动态循环中产生需求，激发解决问题的欲望，带着

8、问题，不断追问和解开更多的谜团，在这个过程中，不同学科、不同领域的知识会进行链接和联结，使我们的学生主动建构知识。如在“无人驾驶车”项目中，要求通过有限的门电路控制机器人实现循迹、遇障停车、识别红绿灯、自动停泊等功能。这是一个完整的项目，如果要求全部功能同时实现，对学生来说无疑是要求他们一步登天。在这个项目中，有一点很关键就是巡线，所有学生都必须理解这一功能。同时对不同层次的学生，还要做出不同的要求，比如进阶班的学生他们必须实现除自动停车外的其他全部功能，而对于一般的学生，要求尝试实现循迹和遇障停车即可。在满足了前者的要求下，可以对进阶的学生抛出最难办的一个问题：如何自动停靠。这里就不仅仅是涉

9、及到门电路的问题，而是检验学生是否具有打破常规，另辟蹊径，主动增设功能的创新思维。通过研究讨论，能够主动发现并解决这一问题的学生才算真正意义上的完成了本次项目学习。学生能从现实问题中，通过观察、调研、实践;提取构建模型，从中找到创新点、着力点。这正是科技创新超常学生所具备的潜质。（三）提供平台，超常培养立足学生的个性特点，提供知识支撑。具有科技创新思维的学生，他们一般都具有较强的独立思考能力，在学习中有自己的想法和理念，自尊心比较强，享受挑战的快感。作为通用技术老师，应根据学生的需求提供帮助，不应过多干涉学生的想法，让学生有自我发展的空间。所以，在开展教学之前，教师往往需要做大量的准备工作：收集信息，进行需求分析，按需编排内容;自主学习和讲解部分的内容做好分类;设计项目情景，逐个击破;适时补充资料，指点纠正;准备软硬件材料，铺设实践平台等等，环环相扣，关注学生的状态，保持住学习动力，增强学生学习的代入感。根据各阶段学生的学习进度，提前做好相关软硬件材料的准备，有利于老师合理分配时间，对有困难的学生进行个别辅导，同时让学生有更加广阔的实践空间，不拘泥于一种方案，可自主设计搭建方案，选择适当的材料支撑自己的创意。在通用技术课程中，结合stem教育理念，因材施教，在做中学，从学生