曹壽榮

(天津市漢沽第一中學(xué) 天津300480)

科技教育實(shí)踐

在通用技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力

曹壽榮

(天津市漢沽第一中學(xué) 天津300480)

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。從搭建生活與科技教育的橋梁、引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)的魅力、創(chuàng)建社團(tuán)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造潛能、組織學(xué)生參加First LEGO League(FLL)機(jī)器人大賽、舉辦科技節(jié)點(diǎn)燃學(xué)生科技熱情等5方面展開論述。指出應(yīng)立足于生活實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探索技術(shù)的積極性，挖掘?qū)W生創(chuàng)造潛能，在通用技術(shù)教學(xué)中循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

通用技術(shù) 科技教育 創(chuàng)新能力

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)已滲透到現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)非常重視科技教育工作，并把“科教興國(guó)”作為國(guó)家的基本國(guó)策?？萍冀逃⒅乜茖W(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，與當(dāng)前社會(huì)發(fā)展、社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活密切結(jié)合。通用技術(shù)課程以基礎(chǔ)的、寬泛的、與學(xué)生日常生活緊密聯(lián)系的技術(shù)內(nèi)容為載體，以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、促進(jìn)學(xué)生全面而富有個(gè)性的發(fā)展為目標(biāo)。科技教育的核心是創(chuàng)新教育，通用技術(shù)課程注重學(xué)生創(chuàng)造潛能的開發(fā)。兩者有許多相通之處，因而在通用技術(shù)教學(xué)中滲透科技教育事半功倍。

1 搭建生活與科技教育的橋梁

在通用技術(shù)教學(xué)中選擇生活化的案例，讓學(xué)生在真實(shí)生活的情境中感受、體驗(yàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)，有利于幫助學(xué)生從生活走近科學(xué)，再由科學(xué)回歸生活，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維。

筆者所在學(xué)校80%學(xué)生的交通工具都是自行車，于是在教授“技術(shù)的性質(zhì)”中的“創(chuàng)新性”時(shí)，選擇了自行車的發(fā)展史這個(gè)案例。首次課，筆者先向?qū)W生介紹了自行車的發(fā)展變化過程，即從1798年西夫拉克設(shè)計(jì)的兩腳在地上交替蹬踏實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的木馬輪，到麥克米倫設(shè)計(jì)的鐵制車輪，到米肖父子設(shè)計(jì)的腳蹬板，到羅松設(shè)計(jì)的鏈輪和鏈條，到斯塔利設(shè)計(jì)的前叉和車閘，到鄧洛普設(shè)計(jì)的充氣輪胎。盡管學(xué)生很感興趣，認(rèn)真聽課，但畢竟還是在被動(dòng)接受知識(shí)，并不是主動(dòng)思考。為此，在接下來的課程中，筆者讓學(xué)生根據(jù)圖片尋找自行車每改進(jìn)1次而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)和功能變化，分析自行車改進(jìn)所帶來的便利，以及有待完善的地方，提高學(xué)生的參與度。如此一來，學(xué)生的思維變得活躍起來，結(jié)合他們對(duì)自行車的親身體驗(yàn)，分析起事物來更加得心應(yīng)手，課堂氣氛更加活躍。最后的小組討論環(huán)節(jié)提出“你心中的自行車創(chuàng)新方案”，學(xué)生們紛紛設(shè)想了未來自行車的發(fā)展方向。由以上案例可知，從學(xué)生身邊發(fā)現(xiàn)和挖掘教學(xué)素材和資源，不但能讓學(xué)生切身體會(huì)到科技的魅力，還可以培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力。

2 引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)

科技教育應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展的需要，結(jié)合科技前沿領(lǐng)域和社會(huì)生活熱點(diǎn)。當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，因此校內(nèi)外科技教育應(yīng)適當(dāng)關(guān)注當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，以及如何運(yùn)用高新技術(shù)解決熱點(diǎn)問題。展教內(nèi)容應(yīng)關(guān)注與社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的重大科學(xué)事件，關(guān)注科學(xué)與社會(huì)的融合，以及能否激發(fā)青少年的興趣。

高中階段學(xué)生的觀察能力和思維能力已經(jīng)達(dá)到了一定水平，課堂上引入神舟飛船、3D打印技術(shù)、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、平板筆記本電腦和智能終端等高新技術(shù)，在課堂上和學(xué)生們分享討論，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，使相對(duì)封閉的課堂延展到各個(gè)高精尖領(lǐng)域，為學(xué)生將來走進(jìn)高度技術(shù)化的社會(huì)做好鋪墊。筆者在授課期間，為學(xué)生搭建了一個(gè)展示自我的平臺(tái)。每節(jié)課結(jié)束前，安排一名學(xué)生利用兩分半左右的時(shí)間給大家介紹自己課下準(zhǔn)備的創(chuàng)意DIY、技術(shù)資訊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、《我愛發(fā)明》等，可采取實(shí)物、視頻、幻燈片、雜志、報(bào)紙、脫口秀等形式。經(jīng)過磨練，學(xué)生們從最開始的緊張拘謹(jǐn)發(fā)展到后來的侃侃而談。這個(gè)過程拉近了學(xué)生之間的距離，開闊了學(xué)生的眼界，同時(shí)也幫助教師了解了學(xué)生的興趣愛好，為備課時(shí)選準(zhǔn)教學(xué)案例的切入點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。

3 創(chuàng)建社團(tuán)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造潛能

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出：改變課程內(nèi)容“難、繁、偏、舊”和過于注重書本知識(shí)的現(xiàn)狀，加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會(huì)和科技發(fā)展的聯(lián)系，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn)，精選終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)和技能。隨著科技的不斷進(jìn)步，生活服務(wù)類機(jī)器人逐漸走進(jìn)我們的生活。筆者所在學(xué)校機(jī)器人社團(tuán)的學(xué)生在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搭建、組裝、編程和調(diào)試的過程中培養(yǎng)了創(chuàng)造潛能。當(dāng)巡線機(jī)器人出現(xiàn)偏離路線的問題時(shí)，學(xué)生通過上網(wǎng)查資料和老師探討，弄清楚了燈光和自然光等因素對(duì)光電值也會(huì)產(chǎn)生影響；掃地機(jī)器人遇到障礙，無法靈活調(diào)整方向時(shí)，學(xué)生們?yōu)樗由蟽蓚€(gè)觸碰傳感器，通過程序設(shè)置使其自動(dòng)完成了掃地工作；學(xué)生們還為健身機(jī)器人配上學(xué)校課間操的音樂。在筆者的引導(dǎo)下，學(xué)生利用試驗(yàn)套件設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易步行機(jī)器人、塔吊、傳送帶等作品。有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)直接用電機(jī)控制機(jī)器人轉(zhuǎn)速太快，嘗試了利用機(jī)械知識(shí)，如蝸輪蝸桿原理通過齒輪傳動(dòng)使電機(jī)速度減慢；有的學(xué)生在靈感的指引下，在原來設(shè)計(jì)的木制風(fēng)車上做了1個(gè)凹槽與電機(jī)連接，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)。在社團(tuán)的帶動(dòng)下，學(xué)生們通過一點(diǎn)點(diǎn)的鉆研、探討和共同學(xué)習(xí)，創(chuàng)新潛能得到了激發(fā)。

4 組織學(xué)生參加FLL機(jī)器人大賽

機(jī)器人大賽以其趣味性、挑戰(zhàn)性、團(tuán)隊(duì)合作性的獨(dú)特魅力吸引著眾多學(xué)生的參與。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，更好地開展機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)，在全面了解機(jī)器人社團(tuán)學(xué)生綜合素質(zhì)后，從中選拔出8位優(yōu)秀學(xué)生，組建了2支隊(duì)伍，備戰(zhàn)FLL機(jī)器人大賽。通過分析任務(wù)路線、設(shè)計(jì)解決方案、搭建機(jī)器人模型、編寫程序、調(diào)試程序，優(yōu)化程序和機(jī)器人結(jié)構(gòu)，最終使機(jī)器人能夠靈活地完成挑戰(zhàn)賽的任務(wù)。這些學(xué)生利用寒假和周末時(shí)間，在互聯(lián)網(wǎng)上搜集資料、向?qū)＜艺?qǐng)教、到圖書館查閱資料，不斷克服困難。在“2015FLL機(jī)器人大賽天津邀請(qǐng)賽”分別取得了總成績(jī)排名第四、最佳團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)的好成績(jī)，筆者也被評(píng)為優(yōu)秀教練員。

5 舉辦科技節(jié)點(diǎn)燃學(xué)生科技熱情

為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的科技熱情，喚起學(xué)生的探究和創(chuàng)造欲望，以此來發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，筆者所在學(xué)校在2014年4月舉辦了首屆科技節(jié)，通過紙橋大賽、機(jī)器人設(shè)計(jì)、模型拼搭、電腦繪畫、報(bào)紙服裝制作、蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)等一系列活動(dòng)，組織學(xué)生在科技創(chuàng)新和實(shí)踐方面進(jìn)行探索和嘗試。學(xué)校利用通用技術(shù)課的優(yōu)勢(shì)滲透科技知識(shí)，廣泛宣傳和開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，使更多學(xué)生參與到了科技創(chuàng)新的活動(dòng)中。學(xué)生們大膽想象，利用現(xiàn)有材料構(gòu)思設(shè)計(jì)，并親自動(dòng)手實(shí)踐。一段時(shí)間下來，學(xué)生們的創(chuàng)新能力得到了提高，一件件作品也隨之產(chǎn)生。

6 結(jié) 語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，一個(gè)高速發(fā)展、高度發(fā)達(dá)的國(guó)家不僅要有領(lǐng)先的科學(xué)，還要有先進(jìn)的技術(shù)與其匹配。在通用技術(shù)教學(xué)中巧妙地滲透科技教育，聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生能從國(guó)家民族振興的高度和自身發(fā)展的角度去認(rèn)識(shí)技術(shù)課程的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情和創(chuàng)新欲望，從而以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度投入學(xué)習(xí)，為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”而努力奮斗！

［1］ 顧建軍. 普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京：人民教育出版社，2003.

［2］ 吳志華，程華. 關(guān)于青少年科技教育現(xiàn)狀的思考[J].遼寧教育研究，2000(9)：46-48.

［3］ 樓偉，鄧帆，趙建龍，等. 科協(xié)系統(tǒng)科普?qǐng)鏊l(fā)揮未成年人校外科技教育作用的現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J]. 科普研究，2009(6)：42-48.

Developing Students’ Technical Innovation Capacity in General Technology Classes

CAO Shourong
(Tianjin Han’gu No.1 Middle School，Tianjin 300480，China)

Innovation is the soul of a nation and an endless motive force for the growth and development of a country. This paper discusses how to develop technical innovation capacity of students from five aspects，including building a bridge between technology and life，guiding students to focus on new technology，establishing robot societies to stimulate their potential in inovation，organizing students into the robot competition of First LEGO League(FLL)and holding a festival of science to ignite their interests in technology. It points out that general technology classes must base on practical life to arouse students’ enthusiasms into exploring technology and stimulate their potential in scientific creation and the ultimate aim is to develop students’ technical innovation capacity step by step.

general technology；education of science and technology；innovation ability

G312

：A

：1006-8945(2015)05-0028-02

2015-04-14