摘要：对高新技术的人才需求，美国最先提出STEM教育理念，STEM教育是培养21世纪人才的教育理念。通过分析国内STEM教育研究现状，阐述高中通用技术课程融入STEM教育以仿生鼹鼠机器人的设计与制作为例，结合新课程的学科核心素养，制定教学目标，呈现具体的教学流程。

关键词：STEM教育 ; 通用技术; 核心素养

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2022）-19-

STEM教育理念是当前国际上颇有影响力的教育思想之一，这一理念强调科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四个领域的交叉融合与运用。在STEM教育中，科学素养是重点，是为学生将来进一步从事科学研究打基础;技术素养跟工程素养则是在实际的社会分工中普遍体现的，它以明显的应用特点工具和思路;数学素养是STEM教育的基础，技术深入，工程论证、科学推理和建模都需要数学作基础。而且STEM教育理念跟我们通用技术核心素养相辅相成。

STEM教育理念引入国内，现阶段它的发展良莠不齐，由于经济水平不等、技术教育差异大，师资力量不平衡，地方教育重视程度不一致，导致了我国一二线城市的小学、初中和高中阶段STEM教育发展良好，然而在三四线城市远远无法跟大城市的教育相提并论。针对普通高中更好的实施重视通用技术课程，学生们的学习兴趣，结合通用技术五大核心素养，开展具有符合广大普通高中具有参考意义的课程—仿生鼹鼠机器人的设计与制作。这款机器人是由广东科学中心研发和推广，结构简单，可操作性强，套件价格合适是大部分学校财务可以接受的范围，具有推广学习意义，可以在地方学校纳入通用技术正规课堂项目式学习。

我在通用技术课程融入STEM教育案例—以仿生鼹鼠机器人为例，整体设计理念强调突出学生主体地位，基于真实问题或情景，跨学科或学科整合、强调合作探究与工程实践的理念，具体的学情分析，教学目标分析，制定具体的教学目标，呈现具体的教学流程，共实施了5个课时，最后结合学生评价、反馈和课堂观察，阐述和分析了整个案例实施过程。

1，准备授课阶段：学情分析 。

仿生鼹鼠机器人设计与制作项目安排开设在高中阶段高一年级，高一学生刚进入高中具有浓厚的好奇心对新事物的求知欲较强。高一学生已经有掌握一些知识和能力，例如对电路有一定的了解会画出简单的电路图，搭建一个串联或并联电路，认识一些元器件，同时学习了通用技术必修一的内容，知道设计是有一般过程和步骤，懂得怎么收集分析信息，完成一个任务需要分工与合作，有基本的团队意识。而且能对具体问题进行独立思考具有一定逻辑思维和较强的动手能力。为此在正式授课之前，我会对各班学生进行问卷调查，摸清学生对机器人模块的了解和认识，再根据调查问卷数据进行分析，再次明确教学目标的安排，酌情考虑不同等级班次进行教学内容重难点的把握。

2，实施过程阶段：教学流程安排。

本课程的教学设计思路结合建构学习理论主要是以“仿生鼹鼠机器人的设计与制作”为核心，以课堂创设问题情境和解决问题完成任务的探究活动，以学生为主体给学生提供平台。基于这种项目学习的教学模式尤其有助于STEM的跨学科整合。

教学流程第1课时安排的主题是“初识机器人”，创设情境，激趣导入，以两个贴近学生生活又具有创新设计的机器人视频导入，开拓学生视野，激发学生对机器人的兴趣。教学目标是知道机器人的概念定义，通过案例让学生了解机器人的种类，机器人在工业、生活、军事、科研等领域的应用，激发学生探究机器人的热情，畅想未来机器人的发展及对机器人的愿景。第2课时，开始给学生介绍“仿生鼹鼠机器人”套件，认识其中元器件，分析“仿生鼹鼠机器人”的工作原理，以小组合作形式，布置任务一：请用电池盒、马达、面包板，开关等元器件设计一个电路，让马达动起来。拓展任务：尝试把你的电池正负极调换，观察马达转向的变化。布置课后作业：请利用以上元器件设计一个电路图，使TT马达在触碰开关触碰时转动方向发生改变。并画出电路图。第3课时，讨论上节课后作业，讲解碰撞开关改变马达的转动方向电路原理，再布置学生任务实践：根据设计好的电路图，将各元器件连接起来，让马达动起来，并通过触碰开关控制马达的正转和反转。反思探究：假设前面设计的是左马达，你能否增加一个右马达，使它具有左马达相同的功能？请在原有基础上设计出电路图，并连接，使左右马达都能正常工作。最后环节，学生小组分享经验。第4课时，仿生鼹鼠机器人套件的组装，介绍套装零件组装注意事项、电路连接节点法，学生活动：组装套件，连接电路。最后思考问题：你能否利用一组电池组实现前进及转弯功能？画出你的电路图。由于工艺上的问题，两个电机不可能做的完全一样，鼹鼠机器人容易跑偏，你能否让鼹鼠机器人两个轮子跑得一样快呢？说说你的解决方案。第5课时，讲述仿生鼹鼠机器人的外观创意设计，活动：学生给鼹鼠机器人设计一个外观，课后展示。

3，评价反馈阶段：归纳总结。

在整个项目课程开设中，学生在设计和制作仿生鼹鼠机器人的过程中经历了用科学知识和工程技术思维。在设计过程中，学生经历了合作讨论，分析问题、查阅资料、绘制电路图组装套件，外观设计等过程，把课本知识跟问题联系起来，懂得知识运用。以通用技术学科核心素养为核心，联系学科的知识，结合STEM教育理念，将学科多单元的知识融合到一个项目中，运用多学科、多领域的知识，在探究活动中不断改进，学生的应用整合能力得到锻炼。

我们学生基础比较薄弱，动手能力较差，基本第一接触机器人课程，学生在刚开始时有很多的问题，电路图画不好，面包板认识不深，搭建简单电路也是困难，教师需要反复指导，但是我们学生刻苦专研不懂就问，小组讨论积极热烈，学生思路逐渐成熟，在外观设计中，表现出学生独有的创意。鼹鼠机器人做成后进行了竞速比赛，小组间打分评价，进行量化评分，不合格的不断改进，最后各个小组的鼹鼠机器人基本达标设计更加趋于完善。

通用技术课程涉及多领域、多学科的内容，知识比较繁杂，采用项目式教学结合STEM教育理念，培养学生整合多学科、多知识的能力，从而提升学生问题解决能力，全面培养学生促进学生的全面发展。

参考文献

[1]余胜月，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究2018（83）。