淺談通用技術教學融合STEM教育與超常人才培養的關系

朱小利

摘 要：STEM教育的核心理念是跨學科融合，通過知識的情景化，讓學生綜合運用學科知識，創造性地解決實際問題，強調在做中學，在做中領悟。本文作者認為在通用技術課程中融合stem教育理念有利于培養高中生創造性思維，促進個性化發展，更有利于拔尖科技創新人才即科技創新超常人才的培養。

關鍵詞：STEM;通用技術;科技創新;超常人才

一、對通用技術課程及STEM教育理念的認識

（一）什么是STEM教育

STEM是科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。STEM教育理念強調科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）四個領域的交叉融合與運用。它的核心理念是跨學科融合，通過知識的情景化，讓學生綜合運用學科知識，創造性地解決實際問題，強調在做中學，在做中領悟。

（二）通用技術的基本理念和學科核心素養

《2017普通高中通用技術課程標準》指出通用技術的基本理念在于著力培養學生所必備的學科核心素養即技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力等五個方面;構建結構合理、滿足學生多樣化發展需求的課程體系;選擇體現時代特點、與生活緊密聯系的課程內容;注重科技與人文的有機融合，突出實踐能力、創新思維和工匠精神的培養;倡導核心素養理念引領下的多樣化學習方式;建立學習結果與學習過程并重的評價機制。

課程標準實施建議中又明確指出：應從學科的特征和高中生的特點出發，以學科核心技術素養為引領，進行學生學習方式的變革?？刹捎没凇白鲋袑W，學中做”理念的設計學習和操作學習等實踐學習方式，也可以采用主題學習、項目學習等整合學習方式，還可以通過學科大概念引導大項目、大過程的方式組織學習活動。杜威認為，“所有的學習都是行動的副產品，所師要通過‘做，促使學生思考，從而學得知識?！倍磐选皬淖鲋袑W”貫穿到教學領域的各個主要方面中去，諸如教學過程、課程、教學方法、教學組織形式等，都以“從做中學”的要求為基礎。形成了“不僅塑造了現代的美國教育，而且影響了全世界”的活動課程和活動教學。通用技術的基本理念以及課程標準的實施建議都與STEM教育理念相吻合。[1]

二、超常學生解讀

培養超常人才即拔尖創新人才的教育，簡稱超常教育。超常學生是指在諸如智力、創造性、具體學術和領導能力等方面，或者在表演和視覺藝術領域被證實具有高度的能力的少年兒童或青年（馬蘭德）。超常學生是指在學習和解決問題的過程中表現出來或具有潛在的明顯超越一般學生能力，有較高的創造力并需要接受超常規的教育和實踐的學生。（華國棟）

本文討論的是科技創新超常學生的培養?？萍紕撔鲁W生是指具備創新精神、實踐能力以及精益求精的工匠精神和創意設計潛能;具有科技創新興趣和創造發明意愿的學生。這一類學生應該接受超常規的教育和實踐，以強化特長培養、技術綜合運用和創新能力培養為主旨。[2]

三、如何在通用技術教學中進行超常培養

（一）設計STEM項目，任務式驅動學習

STEM教育是一個集合科學、技術、工程、數學等多學科交叉融合的有機的整體，并以真實問題解決為任務驅動，讓學生在實踐中應用知識、獲得知識，培養問題解決能力和創新思維。

在教學中，預先設置符合學情的STEM任務，讓學生長期處于玩中做、做中學的情境中，主動思考、探索、創造。譬如在電路搭建的學習中，展示科學中心提供的第一套機器人——鼴鼠機器人，讓學生在教室里邊玩邊探究;結合探究式學習，我們進一步提出任務，讓各小組解決通用任務和分層任務;再結合老師提供的學習資料，進入小組內學習，最后通過小組之間交流展示的形式印證所掌握知識，實現了教學的有效性。

（二）分層與非線性需求教學相結合

分層教學是一種在學生個體差異基礎上的個性化教學模式，這一個性化教學模式強調和關照學生客觀存在的個體差異性，尊重學生的主體價值。在教學目標上，該模式是旨在促進每一個學生的良好個性潛能和諧發展的“長善”與“救失”的統一，具有靈活性、動態性的因時因地因人制宜的多樣化分層標準;在內容上，采用能夠照顧到學生個體差異的多樣化內容設計。我們授課的對象存在創新思維、認知水平、實踐能力等差異，在分層中我們強調“目標分層，異步達標”。合理的分層教學，充分體現平等、遞進，個性與全面相結合，讓學生更加靈活地結合自身的情況達到自己所能“夠得著”的學習目標，獲得效能感，保持學習的動機。

非線性教學具有開放性，自組織性，不可逆性和循環性的特點，其關注教學目標的“偏離”，教學內容的“生成”，教學過程的“變流”，教學事件的“歧化”和教學關系的“循環”。強調以理論學習為基礎，指導實訓;以“項目學習法”為導向，貫穿整個教學過程。讓學生參與到STEM多變，偶然，真實的項目情境中，通過項目式學習，建構動態的知識面，經歷具體真實的情景，學生在“發現問題——解決問題——發現新問題”的動態循環中產生需求，激發解決問題的欲望，帶著問題，不斷追問和解開更多的謎團，在這個過程中，不同學科、不同領域的知識會進行鏈接和聯結，使我們的學生主動建構知識。

如在“無人駕駛車”項目中，要求通過有限的門電路控制機器人實現循跡、遇障停車、識別紅綠燈、自動停泊等功能。這是一個完整的項目，如果要求全部功能同時實現，對學生來說無疑是要求他們一步登天。在這個項目中，有一點很關鍵就是巡線，所有學生都必須理解這一功能。同時對不同層次的學生，還要做出不同的要求，比如進階班的學生他們必須實現除自動停車外的其他全部功能，而對于一般的學生，要求嘗試實現循跡和遇障停車即可。在滿足了前者的要求下，可以對進階的學生拋出最難辦的一個問題：如何自動?？?。這里就不僅僅是涉及到門電路的問題，而是檢驗學生是否具有打破常規，另辟蹊徑，主動增設功能的創新思維。通過研究討論，能夠主動發現并解決這一問題的學生才算真正意義上的完成了本次項目學習。學生能從現實問題中，通過觀察、調研、實踐;提取構建模型，從中找到創新點、著力點。這正是科技創新超常學生所具備的潛質。

（三）提供平臺，超常培養

立足學生的個性特點，提供知識支撐。具有科技創新思維的學生，他們一般都具有較強的獨立思考能力，在學習中有自己的想法和理念，自尊心比較強，享受挑戰的快感。作為通用技術老師，應根據學生的需求提供幫助，不應過多干涉學生的想法，讓學生有自我發展的空間。所以，在開展教學之前，教師往往需要做大量的準備工作：收集信息，進行需求分析，按需編排內容;自主學習和講解部分的內容做好分類;設計項目情景，逐個擊破;適時補充資料，指點糾正;準備軟硬件材料，鋪設實踐平臺等等，環環相扣，關注學生的狀態，保持住學習動力，增強學生學習的代入感。根據各階段學生的學習進度，提前做好相關軟硬件材料的準備，有利于老師合理分配時間，對有困難的學生進行個別輔導，同時讓學生有更加廣闊的實踐空間，不拘泥于一種方案，可自主設計搭建方案，選擇適當的材料支撐自己的創意。

在通用技術課程中，結合STEM教育理念，因材施教，在做中學，從學生的角度編排教學順序，強化需求性;開放式課堂，以項目引領，分層教學的方法對超常思維的培養效果顯著。

參考文獻

[1] 劉樹仁.試論分層遞進教學模式[J].課程·教材·教法，2002，（07）：13-14

[2] 于曉雅.STEM項目學習要重點關注什么？[J].中小學管理，2018年03期