聊城市電化教育館 將STEM理念融入通用技術(shù)課
http://www.wxhgws.com2025年01月10日 09:37教育裝備網(wǎng)
通用技術(shù)課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素養(yǎng)的重要途徑,STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué))教育強調(diào)跨學(xué)科整合,倡導(dǎo)以解決實際問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式,旨在培養(yǎng)學(xué)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(shù)學(xué)科教學(xué)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(shù)教學(xué)改革,以聊城第一中學(xué)為代表的部分學(xué)校積極探索和實踐通用技術(shù)與STEM教育的深度融合,通過優(yōu)化課程設(shè)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(gòu)建一個開放、互動、富有挑戰(zhàn)性的教學(xué)環(huán)境。學(xué)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(xué)會運用多學(xué)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(zé)任感的未來人才。
以增強學(xué)生綜合素養(yǎng)為預(yù)期目標
高中開設(shè)的通用技術(shù)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(wù),落實新的課程標準,聊城市第一中學(xué)基于STEM教育理念,結(jié)合高中教育教學(xué)實際情況,設(shè)計具有融合性的項目式教學(xué)模式,豐富教學(xué)理論研究,促進STEM教育理論與高中通用技術(shù)課程學(xué)習(xí)融合,為培養(yǎng)技術(shù)專業(yè)人才、發(fā)展素質(zhì)教育提供理論研究和課程設(shè)計的范例。
與課標深度融合的課程開發(fā)實踐
基于學(xué)生發(fā)展實際需求和學(xué),F(xiàn)有條件,制定學(xué)校層面的STEM課程規(guī)劃,細化至各學(xué)段總體方案及學(xué)年、學(xué)期方案。結(jié)合通用技術(shù)學(xué)科具體課程,設(shè)計STEM項目學(xué)習(xí)活動主題。對STEM項目學(xué)習(xí)活動及內(nèi)容作出具體設(shè)計、配套、銜接和統(tǒng)籌安排,明確具體實施方式,促進學(xué)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。
。ㄒ唬┧鸺O(shè)計與制作
該課程將學(xué)習(xí)目標設(shè)定為:認識工作原理,改進制作流程及工藝;掌握調(diào)試方法和技術(shù),探究飛行高度和飛行穩(wěn)定性的影響因素;培養(yǎng)學(xué)生合作精神和探究意識。
學(xué)生分成若干小組,在確立任務(wù)、協(xié)同制作、組織調(diào)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(yīng)對降落傘對頭錐要求、如何保證飛行姿態(tài)等問題。
學(xué)生運用工程思維和技術(shù)方法,結(jié)合數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科知識,完成設(shè)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(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)積極性。
。ǘ┙Y(jié)構(gòu)設(shè)計與制作
該課程學(xué)生通過小組合作,使用統(tǒng)一的原料和工具,進行結(jié)構(gòu)承重設(shè)計,制作一座橋梁,開展承重比賽。
知識體系包括:科學(xué),了解結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和力的作用;技術(shù),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(jié)構(gòu)的材料、連接方式、結(jié)構(gòu)承重能力、自身重量、美觀;數(shù)學(xué),確定結(jié)構(gòu)合理著力點和切割點,控制結(jié)構(gòu)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(jié)合材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)知識制作、測試橋梁,增加新的結(jié)構(gòu)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。
。ㄈ板\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(jié)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(xué)生全員參與,在前述“結(jié)構(gòu)設(shè)計與制作”基礎(chǔ)上,增加供電設(shè)計、機械設(shè)備切割掃描內(nèi)容,綜合考慮制作成本、工藝優(yōu)化,體現(xiàn)文化內(nèi)涵、美學(xué)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(xué)子傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、服務(wù)社會公眾的一項實踐活動,增強了學(xué)生的文化自信。
。ㄋ模帮w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(shè)計、電子、控制等知識,學(xué)生要掌握和運用空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、飛行控制和編程算法等理論。
學(xué)校配置操控?zé)o人機、編程無人機、對抗無人機、航拍無人機等設(shè)備,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xùn)練,學(xué)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(xué)生、教師和學(xué)校產(chǎn)生積極影響
實踐表明,STEM教育理念在通用技術(shù)課程中具有重要的價值,值得推廣應(yīng)用。
首先,顯著提升學(xué)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(xué)科知識。鼓勵學(xué)生進行探索和嘗試,培養(yǎng)學(xué)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(shè)計,增強民族自豪感和自信心,提高了學(xué)生的科技素養(yǎng)。
其次,提高教師教育教學(xué)能力。教師在開發(fā)STEM課程的過程中,需要不斷學(xué)習(xí)新知識、掌握新技能,提升專業(yè)素養(yǎng)。課程教學(xué)中,需要具備跨學(xué)科知識、教學(xué)設(shè)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(xué)方式靈活多樣,能夠激發(fā)教師的教學(xué)熱情。
再其次,推動學(xué)校整體教育教學(xué)水平的提升。通過特色課程建設(shè)和社團活動,促進學(xué)生全面發(fā)展,取得了科技創(chuàng)新教育諸多成果,使學(xué)校的聲譽和社會影響力不斷提高。STEM教育理念在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用,促進學(xué)校教育教學(xué)改革,提高學(xué)校教育質(zhì)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(fù)合型人才。
教育、科技、人才是中國式現(xiàn)代化的基礎(chǔ)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(shù)運用,打造高質(zhì)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。
。T興無 康永強 鄒曉明)
責(zé)任編輯:董曉娟
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