从STEM整体教学观的角度谈中小学技术教育

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1、从STEM整体教学观的角度谈中小学技术教育　　本文试图从整体教学观的角度分析和回答如下几个问题：一是针对中小学技术教育所面临的问题，提出STEM教育模式作为一种整体的教学观，可以更加全面地培养学生的能力；二是STEM教育强调整体的、多学科交叉的系统教学观，而不是四个方面的简单相加；三是指出为什么要实施STEM教育，从《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、产业界对人才的需求以及人才培养的规律等角度阐述实施STEM教育的理由；四是如何实施STEM教育，提出了国家引导、大学支持和行业协

2、作三种基本模式，并且结合学生科技竞赛和工作营等提出了若干可以辅助STEM教育的活动模式，最后给出了实施STEM教育的若干建议。　　中小学技术教育所面临问题　　我国的基础教育体系中，基本科学素养在中小学中得到一定的普及，而技术和工程并没有得到足够的重视，信息技术和通用技术教育进入中小学课堂只是近十年的事情，且愿意投入这项事业的教师非常少，工程教育的开展更是少之又少。根据2001年度的国际权威数据统计，54%的国际航空航天科技从业人员年龄在45岁以上，33%的人员已经达到退休年龄。因此，在中小学阶段开展相关

3、技术和工程教育的启蒙已迫在眉睫，但中小学实际的技术教学面临着如下问题。　　1.教学时间和教学内容的矛盾11　　技术教育内容涉及的广度大，如果讲授内容过少，仅仅让学生了解基本知识，则会最终流于形式而效果不佳；如果讲授内容过多，教学时间不允许，无法达到教育的效果。　　2.对任课教师的要求更高　　技术是不断发展的，尽管各学校按照课程开设要求引进了非师范院校的理工科专业的研究生或本科生并将其充实到教师队伍中，但由于技术设计具有通用性强、适用面广、可迁移性大、实施条件灵活等特点，其对技术教师的能力要求远超过其他学

4、科，原因包括：一是课程、教材体系尚处于试用和探索期，远没有其他学科的内容成熟，加上学生的基础差别很大，需要教师根据学生情况灵活调整；二是技术课程是面向应用类的，因此需要经常充实新的内容，而大部分内容需要技术课程的教师通过自学或者继续教育完成。　　3.对打破学科界限和内容限制的要求已十分迫切　　长期以来，每个教师仅局限于自己所任教的课程，不注重与其他教师在教学内容上的合作。这种教学方式对于技术教育是非常不利的，但是改变的条件又不具备。　　正是由于以上原因，必须从整体教学观的角度来重新审视我国的技术和工程教

5、育模式，而不是仅仅在内容和模块方面做局部调整。近年来，STEM教育模式在美国的基础教育中被广为接受，同样它为我国实施中小学技术和工程教育提供了很好的示范。　　什么是STEM教育11　　STEM教育源于美国，是科学、技术、工程与数学英文首字母的组合，但并不是四个方面内容的简单相加。在美国，STEM教育通常被看成是一个多学科教育的新范式，和以往分学科教学不同的是，它更强调交叉与融合，学科体系建立在集成其他学科知识并成为一个新的整体知识的基础上。它提供给学生的是接触整体世界的最佳结合点，而不同于以往的零碎片段

6、式的教育方式。因此，从这个角度来看，它们分别代表了四类不同的学科，如数学代表的是有确定性结果而方法不同的学科群（如物理、化学等）。　　中小学生的基本能力包括科学思维、获取知识、创新意识、逻辑推理、动手实践等，要理解STEM教育，首先需要了解各个学科教育在学生能力的培养过程中所起到的作用。各个学科教育按照过程和结果的可知程度可用图1所示的坐标轴来表示。STEM分别代表了四个不同的象限，如大家所熟知的数学是有效训练学生思考能力的学科，因为不同的学生可以灵活应用自己所掌握的方法去得到确定的结果。科学与数学相比

7、则增加了不确定性，目的是激发学生对某一未知领域的兴趣以及科学探索的过程，而结果则可能会因为方法的不同或者条件的不同而出现差异。但是科学和数学的共同点都是其过程是未知的，对学生的要求较高，即学生之间会出现较大的差异。因此，在对中西方基础教育进行比较时可以发现，同等学生层次中，西方的基础教育对数学、物理等学习能力的要求低于我国，而他们更加强调的是科学推理能力的培养。　　图1还可以做如下区分，左半部分的科学和数学代表了学生学习和获取知识的能力，而右半部分的工程和技术则代表了应用知识的能力。从教育改革的进程来看

8、，现阶段我国教育的主要目的是取得“减轻学生负担”和“促进学生全面发展”11之间的平衡，因此提高学生的创新思维和动手实践能力就被提上了日程。近些年，信息技术和通用技术能力的培养得到了高度重视，教育部在《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》中提出了以应用技能为主的教育形式，并在《普通高中技术课程标准（实验）》（以下简称“标准”）中明确指出，高中的技术课程是高度综合、立足实践、注重创造且科学和人文融合的课程。从图1中可以看到，与数学、物理学科相比