肖　利，劉　慧，趙　敏

(吉林師范大學,吉林 四平　136000)

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建設通用技術試驗室提高物理師范生的技術素養(yǎng)

肖利，劉慧，趙敏

(吉林師范大學,吉林 四平136000)

吉林師范大學物理實驗教學中心是國家級示范中心。為了解決高中通用技術教師短缺問題，培養(yǎng)物理與技術“雙師型”教師，提高物理師范生的技術素養(yǎng)，2012年投資建設了通用技術試驗室。闡述了通用技術試驗室建設的背景與意義、建設的思想與原則、建設的內容與功能，同時介紹了近期所取得的建設成果。

通用技術試驗室；師范生；技術素養(yǎng)；建設成果

1　建立通用技術試驗室背景與意義

我國普通高中新一輪課程改革中增設一門通用技術課程，該課程是一門注重創(chuàng)造的課程，是通過技術思想和方法的應用及實際問題的解決,為學生展示創(chuàng)造力提供廣闊的舞臺,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要載體和有效途徑。通過通用技術課程的學習使學生能更加理性的看待技術，以更為負責、更有遠見、更具道德的方式使用技術，以更親近技術的情感、積極探究的姿態(tài)和一定的科學精神廣泛的參與社會，參與社會對技術的決策，參與技術創(chuàng)新的實踐，提高學生技術素質[1]。目前，專門培養(yǎng)通用技術教師的師范院校尚不多見，且培養(yǎng)師資的數量有限，遠滿足不了較大市場需求(全國所需專職通用技術教師數量約1.5萬)，需由其他專業(yè)教師轉型填充之不足。據不完全統(tǒng)計[2]，目前部分省市高中通用技術教師隊伍中有物理專業(yè)背景的教師大約占40%左右，這主要由于物理教師的學科教學知識與通用技術教師的學科教學知識具有密切相關性，相對其他專業(yè)而言，高師物理學專業(yè)在通用技術教師培養(yǎng)方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。針對以上情況，吉林師范大學物理學院將高師物理專業(yè)與通用技術專業(yè)進行了整合，制定了物理與技術“雙師型”教師培養(yǎng)方案，它是解決通用技術教師短缺最有效、最經濟和最實用的途徑[3]。雙師型教師既要具有良好的科學素養(yǎng)，又要具有一定的技術素養(yǎng)。提高師范生技術素養(yǎng)，必須讓學生親歷技術設計、技術試驗、技術制作、技術探究等實踐活動，建立通用技術試驗室是實現這一目標的必要場所。

2　通用技術試驗室建設原則

通用技術試驗室既是學生學習使用工具和設備，進行材料、零部件加工，作品制作的場地，同時也是教師、學生科研，產品開發(fā)的基地。為了使通用技術試驗室建設達到標準化、規(guī)范化和科學化要求，試驗室的建設應遵循如下原則：

2.1通用、共享性原則

通用技術實驗室建設不能過多專用和固化，要更廣泛地體現通用性，為全學校師生有個性的教與學活動的開展留下生成的空間、提供必須的保障環(huán)境。在有效服務于培養(yǎng)物理與技術“雙師型”教師的基礎上，要因地制宜，要與中心其它實驗室，如材料物理實驗室、電工電子實驗室、探究物理實驗室、學生科技創(chuàng)新實驗室的建設統(tǒng)籌兼顧，拓展實驗室功能，避免重復建設，實現教學設施環(huán)境的優(yōu)化組合與資源共享。如通用技術中的“強度試驗”、“加載模擬試驗”、“撞擊試驗”可以通過材料物理實驗室中的萬能實驗機完成。

2.2經濟、實用性原則

在通用技術試驗室建設過程中，工具、器材、設備的配置要按照國家教學實驗室標準化配置要求以及參考普通高中通用技術專用教室裝備規(guī)范要求進行方案設計、招標采購、技術裝配。同時要結合學校實際和課程所需，選擇那些經濟、實用、易操作的器材和工具，避免一味追求先進性，提高檔次。在實驗材料的選用方面，應考慮重復使用的材料，如一些積木、電子散件、套件、集成電路等；考慮身邊熟悉、唾手可得的材料，如廢拖把桿、廢包裝材料、廢舊紙殼等。

2.3安全、環(huán)保性原則

通用技術試驗室建設要注重安全、環(huán)保建設，保證學生身心健康發(fā)展。在具備良好的通風、空調、照明、網絡通信等設施外，還應配備安全防火消防設備、紅外報警器和安全監(jiān)控系統(tǒng)。同時在一些存在安全隱患的地方增加安全標識，如“禁止帶手套”、“必須戴護目鏡”、“小心機械傷人”、“當心激光”、“此設備必須在教師的指導下運行”等[4]。對易產生危害氣體和粉塵設備，如激光切割機、砂輪機、磨光機、電熱絲切割器等應獨立安裝抽排風裝置。要配備個人安全防護設施，如防護眼鏡、防護面罩或口罩、防護服和耳朵保護罩等。

3　通用技術實踐室建設內容與功能

吉林師范大學國家級物理實驗教學示范中心在2012年建立了通用技術試驗室，該試驗室具有“技術設計、技術試驗、技術制作、技術探究”等功能，技術設計主要作用是讓學生針對技術問題進行多方案設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和問題解決能力；技術試驗主要作用是讓學生親歷技術試驗過程，初步掌握測量、加工、安裝、調試等簡單的技術操作技能，形成初步的技術試驗能力[5]；技術制作的主要作用是為學生提供親自動手的機會，經歷技術方案的實現和物化的過程，促進學生動作技能的發(fā)展；技術探究主要作用是培養(yǎng)學生的探究精神。

3.1木工技術試驗室

木工技術試驗室的主要功能是讓學生熟悉熟悉常用木工工具的名稱、用途、規(guī)格、性能和操作方法；了解木工機械的工作性能，初步掌握木工機械操作技術；學會簡單木制品的結合方法，為教具和模型制作打下木工技術基礎。為此配置了各種常用量具和錛、刨、斧、鋸、鑿等加工工具，同時購置木工機床、線鋸機、帶鋸機、砂盤砂帶機、砂輪機等機械設備。能夠滿足學生在木工工藝方面的“技術設計、技術試驗、技術制作、技術探究”要求和培養(yǎng)學生實驗操作與技能、科學研究與創(chuàng)新能力，提高綜合素質的教學目標。

3.2金工技術試驗室

金工技術試驗室的主要功能是讓學生通過數控車床、銑刨床、脈沖點焊(碰焊)機、臺式鉆床、工具磨床等，初步掌握常用工具、量具的使用方法，能夠獨立完成簡單的鉗工工件的基本操作；掌握劃線、鋸割、銼削、鉆孔、攻絲的方法；了解、熟悉一般機械加工工藝生產過程，對學生進行基本操作技能的訓練；使學生了解機械零件的常用加工方法、所用主要設備的工作原理、工夾量具的使用以及安全操作技能。同時通過CNC精雕雕刻機、激光雕刻機、三維打印機等高尖端設備，了解快速成形技術、激光雕刻技術等。

該實驗室使學生通過工程實踐技能的訓練，學習加工工藝知識，提高動手能力；促使學生養(yǎng)成勤于思考、勇于實踐的良好作風和習慣;鼓勵并著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；結合教學內容，注重培養(yǎng)學生的工程意識、產品意識、質量意識，提高其工程素質。

3.3電子控制技術試驗室

電子控制技術試驗室主要配置了傳感器應用實驗器，數字電路實驗器，電磁繼電器實驗器和電子控制系統(tǒng)實驗器。通過傳感器應用實驗使學生了解各種傳統(tǒng)傳感器的特性、發(fā)展前景。使學生初步掌握傳感器系統(tǒng)的應用、開發(fā)的綜合技術。經過數字電路實驗訓練，培養(yǎng)學生在數字電子技術方面的分析、設計、綜合與創(chuàng)新的能力。通過電磁繼電器實驗，使學生掌握燈光控制電路、水位控制電路、溫度控制電路、光電控制電路等控制電路的設計方法，提高學生的產品自主研發(fā)能力。通過控制系統(tǒng)實驗，使學生了解自動控制系統(tǒng)及智能儀器的控制原理和控制方法，達到從事過程控制系統(tǒng)的分析、設計、運行及試驗驗證，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的工程綜合能力。

4　通用技術試驗室建設成效

在物理教育專業(yè)中為了培養(yǎng)物理與技術“雙師型”教師，開設了諸如《技術設計基礎》、《工具使用與模型制作》、《工程制圖與CAD技術》等通用技術類課程，旨在培養(yǎng)師范生的技術素養(yǎng)。通用技術試驗室是實現這一目標重要實踐場所。在通用技術試驗室學生親歷作品的設計、制作、交流評價等活動過程，形成技術素養(yǎng)，獲得情感態(tài)度價值觀。

4.1為師范生從事通用技術教學工作打下堅實的實踐基礎

根據物理與技術“雙師型”教師人才培養(yǎng)方案，結合高中通用技術課程內容，開設了軌跡機器人、錐體上滾輪演示裝置、水箱自動控制系統(tǒng)、簡易電動機、電動汽車模型、力的分解演示器、摩擦起電機、電磁波的發(fā)射、接收裝置、多功能幾何光學演示器、人字梯、3D小屋、交通燈控制系統(tǒng)等20多項設計與制作的試驗項目[6，7]。綜合訓練了學生技術設計與制作技能，提高了學生的綜合能力，為他們從事高中通用技術教學工作打下堅實的實踐基礎。

4.2學生的教具制作技能和水平得到普遍提高

自制教具是物理師范生必備的一項技能。物理實驗教具制作需要具有一定木材、金屬、玻璃、朔料等加工技術、焊接技術、粘接技術和電子技術，通用技術試驗室為提高他們的教具制作技能和制作水平提供了實踐空間。通過通用技術試驗的綜合實訓，學生的教具規(guī)劃與設計能力、收集與處理能力、篩選與鑒別能力、整合能力、組織與協(xié)調能力、探究與解決問題能力和創(chuàng)造能力等得到普通提高，從而提高他們實驗教學水平和能力。孫瑾澤同學利用自制教具“落球實驗箱”講授的自由落體運動在第五屆 東芝杯·中國師范大學理科師范生教學技能創(chuàng)新大賽決賽中獲得三等獎；寧爽同學利用利用自制教具“可控噴水器”成功演示大氣壓強實驗，在全國第六屆“立思杯”大學生與研究生物理教學技能大賽中獲得一等獎。侯建宇同學的“平拋運動演示儀”在第七屆“優(yōu)利德杯”全國物理教學技能與自制教具競賽中獲得二等獎。

4.3為大學生科技創(chuàng)新活動提供了平臺

開展科技創(chuàng)新活動，旨在培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。通用技術試驗室是開放式試驗室，從時間和空間上為大學生科技創(chuàng)新活動提供了良好環(huán)境，從實訓內容上為大學生科技創(chuàng)新活動提供了技術保障。2014年在國家、省、市、校各級各類形式的科技創(chuàng)新活動中取得了豐富成果。《兩輪自平衡移動機器人的設計》、《物理師范生通用技術能力的訓練研究》、《多功能LED時鐘顯示屏設計與制作》等大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目獲國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目；在中國大學生新材料創(chuàng)新設計大賽中獲二等獎1項；在吉林省大學生電子設計競賽中獲一等獎2項；學生作品《恒科超硬材料有限責任公司商業(yè)計劃書》在全國第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中獲銅獎；劉洋和張麗瑩同學在2015年全國大學生物理實驗競賽中獲得三等獎2項。

4.4為國培計劃項目提供了有效服務

“中小學教師國家級培訓計劃”，簡稱“國培計劃”，是教育部、財政部于2010年開始實施的旨在提高中小學教師特別是農村教師隊伍整體素質的重要舉措[8]。吉林師范大學國家級物理實驗教學示范中心一直承擔“國培計劃”中農村中學物理骨干教師實驗技能培訓任務。在2014年和2015年共培訓來自吉林省各地的農村一線初中物理教師200多人，我們充分利用通用技術試驗室的儀器設備，對學員進行了加工技術、焊接技術、粘接技術、雕刻技術等方面的培訓，極大地提高了學員的實驗設計能力和教具制作水平。學員們根據自己教學實際親自動手設計和制作物理演示實驗教具。如浮力原理演示儀、浮沉子、壓強流速關系演示儀、潛望鏡、小孔成像、平面鏡反射規(guī)律等。學員制作的教具貼近實際，效果好，實用強。通過成果展示，互相交流學習，學員的教學資源開發(fā)能力得以提高，學員開發(fā)的優(yōu)秀教學資源得以推廣。

[1]中華人民共和國教育部.普通高中技術課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]趙玉生，馮莉萍，李宗遠.普通高中通用技術教師專業(yè)發(fā)展研究綜述[J].吉林省教育學院學報，2012(2)：70-71.

[3]肖利,張頔,費金有,等.物理與技術“雙師型”教師培養(yǎng)的可行性研究[J].物理教師，2015(1)：70-73.

[4]趙薇.北京市普通高中通用技術專用教室建設與管理現狀分析[J].中國現代教育裝備,2011,8(230):38-42.

[5]馬淑平,李毅.數字化實驗室的應用研究[J].中國現代教育裝備,2012,14(150):46-47.

[6]周淑嫻.重視物理實驗中的演示實驗[J].大學物理實驗，1994(1)：33-37.

[7]金桂.大學物理實驗教學探索與實踐[J].大學物理實驗，2015，28(4)：113-115.

[8]中華人民共和國教育部、財政部.關于實施“中小學教師國家級培訓計劃”的通知[Z].2010-06-21.

Constructing General Technical Laboratory and Improving theTechnicalQualityofPhysicalNormalStudents

XIAO Li,LIU Hui,ZHAO Min

(Jilin Normal University,Jilin Siping 136000)

JilinNormalUniversityphysicsexperimentteachingcenterisanationaldemonstrationcenter.Inordertosolvetheproblemoflackinggeneraltechnologyteachersofhighschool,cultivatephysicsandtechnology“DoubleTeachers”teachers,improvethetechnicalqualityofphysicalnormalstudents,in2012,theteachingcenterinvestedandconstructedtheGeneralTechnologyLaboratory.Itexpoundsthebackgroundandsignificanceoftheconstructionofthegeneraltechnologylaboratory,thethoughtandprincipleoftheconstruction,thecontentandfunctionoftheconstruction,meanwhile,introducestheresultsofrecentconstruction.

generaltechnicallaboratory；normalstudents；technicalliteracy；constructionresults

2016-03-07

2014年吉林省高等教育教學研究課題

1007-2934(2016)04-0109-04

G642.0

ADOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.004.033