以生成技术学科核心素养为目标的通用技术项目教学实践探析
时间：2020-04-29 05:17:12 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘 要 通用技术课程目标中要求通过通用技术课程的学习，学生从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等五个方面形成通用技术学科核心素养。高中通用技术教学以项目教学为主，而其项目的开发与设计以及项目教学过程直接决定学生能否形成通用技术学科核心素养。
关键词 核心素养；通用技术；项目教学；技术与设计
中图分类号：G633.67 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2018）01-0065-03
1 前言
高中通用技术课程以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现综合、科学与人文相统一的课程[1]。项目教学作为一种建构主义理念下的教学模式，它是学生主动建构知识、不断拓展能力的过程，从而逐步培养和发展学生未来生活所需要的综合能力。所以，项目教学非常适合基于技术学科核心素养的通用技术教学。
笔者充分利用项目教学载体，发展学生对知识的整合、应用、物化和解决技术问题的能力，通过丰富的项目实践活动，培养学生的探究能力和善于实践的精神和勇气，使学生的创造潜能与实践能力得到进一步发展。学生的项目教学实践活动不仅是已有知识与技能的综合运用，也是新的知识与能力的综合学习。在完成整个项目的过程中，学生形成一定的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。下面介绍具体做法。
2 项目的制定
通用技术课程倡导以实践为核心的多样化学习方式。学生通过《技术与设计1》的学习熟悉了设计的一般过程，了解了设计的基础知识，加深了对技术的理解，增强了使用技术的自信心和责任心，初步掌握设计的基本思想和方法。《技术与设计2》的教学项目必须起到承上启下的作用，选择的项目既是对《技术与设计1》知识的复習与应用，同时要涵盖《技术与设计2》中结构与设计、流程与设计、系统与设计和控制与设计等四个专题。
定位小车设计与制作满足了这样的条件，在整个实践过程中，学生需要知道使用材料的属性和工具的正确操作方法，要进行材料规划、工艺选择和技术实验。学生需要应用数学、物理学科知识进行计算、受力分析，最终独立完成模型的成型制作、装配、测试、交流与评价，形成规范的操作行为，实现情感、态度与价值观的体验，从而提升技术学科核心素养，培养创新精神和创新思维。
3 项目目标
1）经历技术设计的全过程，形成一定的方案构思、图样表达、工艺选择和物化能力；
2）发展学生对知识的整合、应用、物化和解决技术问题的能力。
3）能够领悟基本的技术思想，形成初步的工程思维和系统思维，发展创造性思维，养成用技术解决实际问题的良好习惯。
4）体验技术问题解决过程的艰巨性和复杂性。
4 项目分析
与教材的关系 定位小车的设计与制作几乎涵盖了《技术与设计1》与《技术与设计2》的所有知识点。在整个项目的完成过程中，学生会经历设计的一般过程：发现与明确问题、制订设计方案、模型或原型的制作、方案优化和设计的交流与评价。因此，整个项目的完成过程是对《技术与设计1》知识的复习与应用。同时，小车的制作需要考虑多个方面：结构的稳定性与结构的强度；组成小车的构件之间的摩擦，哪些地方需要减小摩擦，哪些地方需要增大摩擦；需要设计好制作流程；需要考虑各个构件如何正确装配，实现小车的系统功能；采用何种控制方式实现定位功能。因此，定位小车的设计与制作涵盖了《技术与设计2》中结构与设计、流程与设计、系统与设计和控制与设计等四个专题。学生通过整个设计与制作过程中领悟结构、流程、系统、控制基本思想和方法的实际运用，能对其进行简单的决策分析和性能评估。
教法和学法 定位小车设计与制作项目教学过程采用任务驱动，主要包括五项任务：任务1，初识控制；任务2，定位小车设计方案构思；任务3，定位小车模型的制作；任务4，测试、评价及优化；任务5，小车功能拓展。在明确设计要求的基础上，引导学生从不同角度运用不同的设计方法和控制实体来完成设计任务。学生经历发现问题、分析问题和解决问题的活动过程，产生多样化的思维，形成规范的操作行为，实现情感、态度与价值观的体验，从而提升技术学科核心素养。
5 项目组织策略
明确项目要求后，学生利用课余时间查阅资料，了解常用的传动方式，根据相关信息综合分析技术问题，提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案。课堂上，教师安排学生分组针对设计方案进行交流，针对设计中的漏洞，引导学生进一步细化设计方案，在方案确定后绘制草图、下料图并列出材料清单，在此基础上动手制作定位小车。教师在学生制作过程中针对他们遇到的技术问题进行个别辅导。学生在制作过程中产生的生成性问题，小组成员需要查阅资料交流解决。小车制作完成后，通过测试发现不足之处，小组成员需要进一步交流、改进和优化。最终，分组测试，每一组测试结束后进行自评、互评和师评，并填写“定位小车自评与互评表”（表1）。最后，教师针对各组产生的共性问题进行总结分析，引导学生进行小车功能拓展，各组填写提交“定位小车信息采集表”（表2）。
6 项目评价交流
学生通过定位小车设计与制作的收获 参与项目设计与制作的全过程，尤其是实施阶段，只有任务和要求，学生只能查阅资料、自学、进行团队研究等，每个环节都要思考为什么这么做？这样做好不好？能不能达到项目要求？是不是最佳设计方案？下面是思考片段：
材料的选择：三合板还是五合板？双层还是单层？加工工具的选择：曲线锯、直线锯、钢锯……轴的选择：粗的还是细的？钢筋轴、尼龙轴还是铁丝？摩擦的大小：根据动力确定增大摩擦还是减小摩擦？如何减小轴和轴架板之间的摩擦？动力系统的选择：橡皮筋动力，风力（扇叶电机、气球），电机驱动，重力势能，化学能……动力传动方式的选择：皮带传动还是齿轮传动？制动方式的选择：系绳，断开开关，定时器……最后，我们将整个过程全部记录在“定位小车信息采集表”中，如图1和图2所示，从方案的设计到最后的优化测试，全部完成了！
——中国人民大学附属中学分校学生
教师的收获和体会 最深刻的体会是教学相长；学生参与度很高，愿意投入的时间和精力增加了，他们愿意利用课余时间改进设计，这是以前项目制作中比较少见的；提升了学生的技术学科核心素养，整个项目的设计与制作过程，初识控制—构思设计方案—制作模型—测试、评价与优化—小车功能拓展，学生形成一定的图样表达能力、物化能力、技术意识、工程思维和创新设计能力
——中国人民大学附属中学分校通用技术教师
7 项目总结
学生经历项目实施，使学习真实发生 项目实施全过程中，学生经历以下六个过程。
1）学生在明确设计要求的基础上，分组交流构思设计方案，绘制草图和下料图。学生在此过程中需要在确定动力系统、动力传动方式及制动方式的前提下选择加工材料，确定小车的整体组成部分。
2）经历技术设计中交流与评价过程。
3）经历技术方案的实现或转化为产品的过程。结合动力进行受力分析，确定各个部分的加工材料及加工流程。同时，一部分生成性技术问题是学生在技术方案转化为产品过程中需要考虑的。
4）经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术实验过程。通过测试，学生可以发现诸如小车行进路线跑偏、行进距离控制不够精确等问题，需要分析问题产生的原因，考虑如何进一步优化。
5）经历将结构、流程、系统与控制的基本知识应用于技术实践的过程。
6）经历典型的技术设计、制作和评价的活动过程。
学生参与项目评价，助力思考，提升技术学科核心素养 项目评价主要从设计与制作过程的参与度、小车的制作工艺及自制率、定位精确度、设计创新点和定位小车信息采集表完成情况五个方面进行，针对设计创新点给予肯定和加分。分组测试作品，通过测试发现、总结问题，在学生自评、互评的基础上，教师引导学生对测试过程和测试结果进行较全面的自评与互评。通过测试、交流与评价，发现问题，考虑如何进一步改进优化，形成初步的工程思维和系统思维，发展创造性思维。
8 项目反思
定位小车的设计与制作教学项目几乎涵盖《技术与设计1》和《技术与设计2》的所有知识点，非常有助于学生理解结构与设计、系统与设计、流程与设计和控制与设计四个专题。同时，定位小车的动力系统与制动系统的设计，学生需要应用数学、物理、化学等多方面学科知识，发展对学科知识的整合、应用、物化和解决技术问题的能力。在完成整个项目的设计与制作过程中，学生形成一定的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。
9 结束语
项目教学实施过程是一个人人参与的创造性的实践活动，它注重的不是最终结果，而是完成项目的过程。在项目开发与设计时要注意整合相应的知识、技能、技术学科核心素养，实现理论与实践的统一。项目要能激发学生的学习动机，提高学生的主动性和积极性。整个项目的设计与制作过程能让学生经历设计的全过程，形成一定的方案構思、图样表达、工艺选择和物化能力。完成项目的过程中让学生领悟基本的技术思想，形成初步的工程思维和系统思维，发展创造性思维，养成用技术解决实际问题的良好习惯。同时，项目要有一定的技术难度，要让学生体验技术问题解决过程的艰巨性和复杂性，养成实事求是、严谨细致、精益求精的工作态度[1]。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
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