聊城市電化教育館 將STEM理念融入通用技術課

　　通用技術課程是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素養(yǎng)的重要途徑，STEM（科學、技術、工程、數(shù)學）教育強調跨學科整合，倡導以解決實際問題為導向的學習方式，旨在培養(yǎng)學生的批判性思維、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。
　　
　　教師馮興無從事通用技術學科教學研究多年，深入研究新的課程標準，大力推進聊城市通用技術教學改革，以聊城第一中學為代表的部分學校積極探索和實踐通用技術與STEM教育的深度融合，通過優(yōu)化課程設置、引入前沿科技項目、搭建實踐創(chuàng)新平臺、改革評價方式等多措并舉，構建一個開放、互動、富有挑戰(zhàn)性的教學環(huán)境。學生不再是知識的被動接受者，而是主動探索、勇于創(chuàng)新的實踐者。他們在解決實際問題的過程中，學會運用多學科知識，鍛煉團隊協(xié)作和項目管理能力，逐步成長為具有創(chuàng)新精神和社會責任感的未來人才。
　　
　　以增強學生綜合素養(yǎng)為預期目標
　　
　　高中開設的通用技術是一門綜合教育和實踐性課程。為全面落實立德樹人根本任務，落實新的課程標準，聊城市第一中學基于STEM教育理念，結合高中教育教學實際情況，設計具有融合性的項目式教學模式，豐富教學理論研究，促進STEM教育理論與高中通用技術課程學習融合，為培養(yǎng)技術專業(yè)人才、發(fā)展素質教育提供理論研究和課程設計的范例。
　　
　　與課標深度融合的課程開發(fā)實踐
　　
　　基于學生發(fā)展實際需求和學校現(xiàn)有條件，制定學校層面的STEM課程規(guī)劃，細化至各學段總體方案及學年、學期方案。結合通用技術學科具體課程，設計STEM項目學習活動主題。對STEM項目學習活動及內容作出具體設計、配套、銜接和統(tǒng)籌安排，明確具體實施方式，促進學生STEM素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展。這里以四個典型項目具體說明。
　　
　　（一）水火箭設計與制作
　　
　　該課程將學習目標設定為：認識工作原理，改進制作流程及工藝；掌握調試方法和技術，探究飛行高度和飛行穩(wěn)定性的影響因素；培養(yǎng)學生合作精神和探究意識。
　　
　　學生分成若干小組，在確立任務、協(xié)同制作、組織調試及發(fā)射等方面分別探究，需要一一解決如何保證動力艙氣密性、怎樣裁剪出正八邊形降落傘、如何減小上升時的空氣阻力、如何應對降落傘對頭錐要求、如何保證飛行姿態(tài)等問題。
　　
　　學生運用工程思維和技術方法，結合數(shù)學、物理學等學科知識，完成設計制作并發(fā)射水火箭。利用噴出的高壓水、氣混合物反沖作用力使水火箭升上高空，驗證牛頓第三定律，制作簡易、效果顯著，增強了學生的動手能力和學習積極性。
　　
　　（二）結構設計與制作
　　
　　該課程學生通過小組合作，使用統(tǒng)一的原料和工具，進行結構承重設計，制作一座橋梁，開展承重比賽。
　　
　　知識體系包括：科學，了解結構的構成和力的作用；技術，選擇合適的材料及工具，進行手工制作；工程，綜合考慮制作結構的材料、連接方式、結構承重能力、自身重量、美觀；數(shù)學，確定結構合理著力點和切割點，控制結構自身重量，增加承重能力。
　　
　　小組成員討論完成項目的思路、流程及具體方案，繪制橋梁的平面簡圖，分析橋面、支架所需桐木條的數(shù)量，結合材料力學和結構力學知識制作、測試橋梁，增加新的結構進一步優(yōu)化橋梁穩(wěn)定性，檢測橋梁的穩(wěn)定性和承重性。
　　
　　對各小組完成作品，通過加載過程分靜力荷載和動力荷載兩階段進行評價。
　　
　　（三）“錦繡中國”創(chuàng)意燈籠制作
　　
　　將STEM理念與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相結合，舉辦一年一度的“新年心愿燈”創(chuàng)意制作大賽，已成為特色校園活動。
　　
　　項目由高一、高二全體學生全員參與，在前述“結構設計與制作”基礎上，增加供電設計、機械設備切割掃描內容，綜合考慮制作成本、工藝優(yōu)化，體現(xiàn)文化內涵、美學表現(xiàn)，比較綠色、環(huán)保、耐候等因素。
　　
　　優(yōu)秀作品先后在百大金鼎和運河博物館廣場展出，形態(tài)各異、精彩紛呈的創(chuàng)意燈籠，獲得廣大市民一致好評。
　　
　　這一項目成為聊城一中學子傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、服務社會公眾的一項實踐活動，增強了學生的文化自信。
　　
　　（四）“飛翔天空”的飛行機器人
　　
　　該課程有飛行理論、模擬飛行、實操穿越和航拍攝影四部分，實施的飛行機器人項目涵蓋機械、通信、設計、電子、控制等知識，學生要掌握和運用空氣動力學、流體力學、飛行控制和編程算法等理論。
　　
　　學校配置操控無人機、編程無人機、對抗無人機、航拍無人機等設備，引導學生學習飛行機器人知識和操作。組建“獵鷹社”社團，融合航模、航拍、攝影攝像、視頻制作、音樂舞蹈等元素，每周給社團成員帶來豐富多彩的活動。
　　
　　通過系統(tǒng)訓練，學生在全國無人機競賽中多次奪得個人賽、團體賽、格斗賽一等獎，并打破“全國青少年無人機大賽”第一視角穿越賽單項全國紀錄。
　　
　　對學生、教師和學校產生積極影響
　　
　　實踐表明，STEM教育理念在通用技術課程中具有重要的價值，值得推廣應用。
　　
　　首先，顯著提升學生綜合素養(yǎng)。STEM課程在解決問題過程中，需要綜合運用多學科知識。鼓勵學生進行探索和嘗試，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和解決問題能力。要求實踐操作，提升動手能力和實踐能力。小組合作，培養(yǎng)團隊合作精神和溝通能力。富有特色的課程設計，增強民族自豪感和自信心，提高了學生的科技素養(yǎng)。
　　
　　其次，提高教師教育教學能力。教師在開發(fā)STEM課程的過程中，需要不斷學習新知識、掌握新技能，提升專業(yè)素養(yǎng)。課程教學中，需要具備跨學科知識、教學設計能力和實踐操作能力，使教師教書育人能力得到躍升。教學方式靈活多樣，能夠激發(fā)教師的教學熱情。
　　
　　再其次，推動學校整體教育教學水平的提升。通過特色課程建設和社團活動，促進學生全面發(fā)展，取得了科技創(chuàng)新教育諸多成果，使學校的聲譽和社會影響力不斷提高。STEM教育理念在教學中得到廣泛應用，促進學校教育教學改革，提高學校教育質量。同時，也能夠培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和解決實際問題能力的復合型人才。
　　
　　教育、科技、人才是中國式現(xiàn)代化的基礎性、戰(zhàn)略性支撐。展望未來，要進一步深化STEM教育的探索與實踐，不斷優(yōu)化課程體系，強化教師隊伍專業(yè)發(fā)展，加強人工智能技術運用，打造高質量的STEM課程群，以期培養(yǎng)更多具有國際視野、具備創(chuàng)新能力的新時代卓越人才。
　　
　　（馮興無 康永強 鄒曉明）