新教材背景下通用技術教學策略探索

劉湘平

摘 要：《中國制造2025》提出通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的目標，未來社會的發(fā)展更需要開拓創(chuàng)新、勇于實踐的人才。新教材的改進正是基于這樣的教育目標。在此背景下，教師如何進行通用技術學科的教學，落實立德樹人的根本任務呢？文章通過創(chuàng)設真實教學情境，進行項目式學習，探索將信息技術、人工智能、大數(shù)據(jù)與通用技術融合的教學策略。

關鍵詞：真實情境；項目式學習；通用技術；信息技術；人工智能；大數(shù)據(jù)

一、新教材編寫的時代背景

隨著社會的不斷發(fā)展與進步，我們已經身處工業(yè)4.0時代，科學技術的創(chuàng)新與發(fā)展對生活和生產的重要性不言而喻。通用技術課程作為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力、實踐能力的良好載體，與時俱進，緊跟時代發(fā)展的步伐。教育部于2020年發(fā)布了《普通高中通用技術課程標準》，通用技術教材依據(jù)修訂后的課標理念和課程目標，進行了深度調整。以蘇教版通用技術新教材（以下簡稱“新教材”）為例：為全面落實立德樹人根本任務，新教材以學科核心素養(yǎng)為引領，有機滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，遵循學生認知規(guī)律，科學選擇、組織和呈現(xiàn)學習內容，啟發(fā)教師進行創(chuàng)造性教學，設置了必修課程、選擇性必修課程、選修課程，形成了與社會變遷相適應、與科學技術發(fā)展相匹配、與學科發(fā)展相協(xié)調的完整結構體系[1]。為學生的技術基礎學習及進一步深化學習提供了整體思路和方向。

二、新教材背景下的通用技術教學策略探索

二十一世紀更需要開拓創(chuàng)新、勇于實踐的人才。在新教材深度改進的背景下，教師如何更好地進行通用技術學科的教學，落實立德樹人的根本任務呢？

（一）創(chuàng)設真實教學情境，激發(fā)學習興趣

教師在教學中采用技術體驗、作品交流與分享、“新聞主播、設計師、評論家、廚房小達人”進課堂等多種教學形式和方法來創(chuàng)設真實的教學情境，讓學生在身臨其境中體驗、感悟技術的本質，掌握其思想與方法。

如在“技術的發(fā)展”教學中，讓學生分組體驗“鉆木取火”的過程，在取火過程中，學生發(fā)現(xiàn)底板用松木板、桐木板兩種不同材料取火難易有別，體悟到不同材料具有不同的性質及搓動棍采用櫸木、底板的凹孔不能打成通孔的原因。教師乘機引導學生思考：在真實的野外生存環(huán)境下，鉆木取火難度更大，又該如何制作取火工具呢？引導學生了解技術的歷史和發(fā)展過程，了解技術產生的原因，體會技術對人類文明、對社會發(fā)展的意義。在“流程的探析”教學中，讓學生做“廚房小達人”，體驗炒菜、做點心的過程，并把烹飪步驟拍照做成PPT，全班進行分享交流；體驗小電扇的組裝過程，讓學生參與、感受、體會，教師及時引導學生理解時序、環(huán)節(jié)和流程的概念，可顛倒和不可顛倒的時序內在機理的區(qū)別，幫助學生理解學習內容，培養(yǎng)熱愛生活的積極情感，養(yǎng)成勞動習慣。在“常見結構的認識”教學中，讓學生用木條搭建一個可以活動的結構，學生在真實情境中學習，想方設法尋找解決問題的方法，提出多種結構設想并加以實踐，挖掘創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新設計、物化能力等技術核心素養(yǎng)。為了讓學生及時關注新技術的發(fā)展動向，教師定期讓學生到講臺來講述與技術有關的新聞，當“新聞主播”；在技術作品賞析中當“評論家”；在設計的一般過程中當“設計師”；進行角色模擬體驗，引導學生主動參與、積極探索、勇于實踐，在平等、開放、活躍的課堂氛圍中，激發(fā)學生的學習熱情和興趣。

（二）項目式學習應更具針對性、趣味性

為了讓項目式學習更符合學生的學習狀態(tài)和身心發(fā)展特點，教師應根據(jù)學情精心設計具體的實踐項目，使其更具針對性、趣味性。開展問卷調查，對學生感興趣的實踐項目進行統(tǒng)計、分析、研究，提供多種項目讓學生選擇。如：1.建筑模型的設計與制作；2.孔明鎖的制作[2]；3.小鐵錘的制作；4.小盒子類或有榫卯結構小家具的設計與制作；5.班級徽章的設計與制作；6.板凳、吸管橋、桐木橋、紙橋等結構設計和承重測試；7.燈籠的設計與制作；8.單臂機械手的設計與制作；9.臺燈的設計與制作；10.太陽能燈、聲光雙控小夜燈的設計與制作；11.萬能充電器、電源接線板、收音機等的制作；12.自動澆水、撿垃圾等實現(xiàn)特定功能的機器的制作；13.電動滑翔飛機的設計與制作；14.紅外遙控電扇的設計與制作；15.智能循跡小車的制作等。教師根據(jù)學情，考慮材料、工具設備、成本等因素及學校情況確定具體的實踐項目。在活動中應注意教師的指導、引領應作用于項目實施的各個環(huán)節(jié)?；顒忧捌谧寣W生明確目標、過程、方法、評價方式；活動過程中為學生提供相關資源，解決難題，組織管理；項目結束后及時評價反饋。實踐證明，在課堂中開展更具針對性、趣味性的項目式學習，可促進學生自由選擇、自主探究，開發(fā)智力和動作技能，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，實現(xiàn)“做中學、學中做”的教育教學目標。學生設計制作的作品參加校園科技節(jié)活動，在介紹作品時，也鍛煉了交流和表達能力。

（三）引導學生體驗完整的設計過程

教師應在通用技術教學活動中，讓學生親歷設計、實踐、操作的學習過程，在調研、構思、圖樣繪制、選材、制作、試驗、優(yōu)化的過程中體悟出技術的思想與方法。學生通過思考、分析、總結進行反思學習，對設計對象及自我能力進行評價和評估。

教師在教學中，讓學生分組設計制作相片架、便攜式小凳、簡易手機架、臺燈、橋梁、建筑、收納盒、水力發(fā)電機等模型，體驗設計的一般過程，并對設計環(huán)節(jié)進行記錄，收集和積累資料，完成《設計制作手冊》，裝入技術檔案袋，做為學習評價的內容之一?！对O計制作手冊》包括以下內容：

1.發(fā)現(xiàn)與明確問題：發(fā)現(xiàn)與明確需要解決的問題，提出具體設計要求，制訂設計時間進度計劃表；

2.制訂設計方案：制訂設計方案時應考慮的主要因素，采用的方案構思方法。畫出設計草圖，說明設計要點。依據(jù)設計要求和設計的一般原則篩選出三個最符合設計要求的方案。

3.制作模型或原型：對篩選出來的設計方案，先繪制圖樣（三視圖或軸測圖并標注尺寸），再選擇合適的材料、工具及工藝制作模型。測試、評估及優(yōu)化：對作品進行穩(wěn)定性和承重力等指標測試并記錄原始數(shù)據(jù)，進行分析研究。根據(jù)測試結果、設計要求、設計的一般原則（實用、創(chuàng)新、道德、美觀、經濟、技術規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展原則），制訂評價角度量化表，對設計過程及最終作品達到的程度、結果進行評價。先小組自評，再小組間互評，全班討論交流后，結合班級評委組及教師評價，對設計作品進行全方位、多方式（自評與他評相結合）評價。各小組根據(jù)評價結果對作品進行改進和完善，精益求精，發(fā)揚工匠精神，達到最佳設計效果。

4.產品的使用及維護：給設計制作的作品編寫一份說明書。了解掌握產品說明書的作用、編寫方法、要點及注意事項。教師及班級評委組根據(jù)完成的《設計制作手冊》及優(yōu)化完善后的最終設計作品，對學生的設計過程完成情況進行綜合評價。通過這樣的方式，讓學生切實體驗設計的完整過程，全面培養(yǎng)學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力等技術核心素養(yǎng)。

（四）將信息技術充分運用到通用技術教學中

在通用技術教學中，用信息技術手段呈現(xiàn)生活場景，使靜態(tài)的技術知識動態(tài)化，枯燥的問題趣味化，可提高學習積極性，也會讓學生對所學知識留下深刻印象，保留長久記憶。目前，通用技術教學素材配套資源較少，教師上課所需的音視頻需教師自行查找或錄制。當收集或錄制的視頻內容、長短、格式等不符合課堂要求時，可用音視頻編輯軟件如快剪輯、愛剪輯等進行剪輯、加字幕、音樂、聲音、調色等。課前將手機和電腦端都安裝浠沃白板App軟件，手機和電腦登錄相同賬號，教師便可手機控制白板大屏，實現(xiàn)課件演示、翻頁、批注、手機與白板同屏顯示，自由掌控多樣的移動授課方式。使用計算機設計軟件如Autocad、草圖大師Sketchup等，幫助教師在備課、編寫練習時快速繪制技術圖樣，在“計算機輔助設計”教學中，讓學生用計算機軟件繪圖，進行操作性學習，可提高學習主動性、積極性。有的場景采用Flash動畫，可使課堂變得生動有趣，如在“穩(wěn)固結構的探析”教學中，用Flash動畫，演示不倒翁重心高低不同時的穩(wěn)定狀態(tài)，形象逼真，動作生動，能很好地幫助學生理解學習內容。在進行學習評價時，使用Pickers評測反饋軟件，可快速獲得反饋，評價學習效果便捷又高效。將信息技術和通用技術課堂進行深度融合，使課堂更具吸引力，更高效。新時期的通用技術教學需要信息技術的大力支持和輔助，在課堂中充分運用信息技術新成果，加強學生對技術現(xiàn)象及技術問題的感知與體悟，培養(yǎng)技術意識和創(chuàng)新能力。

（五）將人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬情境引入到教學中

新教材的內容與時俱進，充分反映了現(xiàn)代社會和科技發(fā)展的未來趨勢。教師應在教學中引入大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、新材料、新能源等具有時代氣息、體現(xiàn)未來科技發(fā)展趨勢的內容。如“探析生活與生產中的流程”教學中，通過“鞋子的私人訂制”、C2M（消費者需求驅動工廠有效供給）的典型案例——服裝定制”等先銷后產模式的案例讓學生了解以“互聯(lián)網+”“大數(shù)據(jù)”“人工智能”等技術作為運行平臺，實現(xiàn)生產流程的數(shù)據(jù)化驅動和網絡化運作；在“制作模型或原型”教學中讓學生使用激光切割機、3D打印機，了解數(shù)控機床等先進設備和形狀記憶合金、石墨烯等新材料。在技術試驗中使用仿真軟件來虛擬試驗場景，了解技術發(fā)展新趨向。帶領學生參加區(qū)、市舉辦的創(chuàng)客比賽如手工創(chuàng)造創(chuàng)客、3D+創(chuàng)客、機器人創(chuàng)客、無人機創(chuàng)客等。認識并應用各種傳感器如溫濕度、光敏、觸碰、超聲波傳感器等，了解傳感器對實現(xiàn)人工智能的重要作用，學會編寫簡單的控制程序。學生制作出如智能房屋、自動報警快遞箱、智能洗浴器、智能拐杖、送餐機器人、自動拾取與避障掃路車等創(chuàng)意作品，學會用三維建模的方法進行創(chuàng)新設計、表達設計想法并進行3D打印、激光雕刻等。創(chuàng)客比賽為學生了解和參與現(xiàn)代技術，把握技術的發(fā)展前沿提供了具體平臺，克服了學校技術教育中設備不足、技術支持不夠的短板，通過努力拿到獎牌的那一刻，對學生來說是莫大的肯定和鼓舞，成為技術學習的重要推動力。

（六）將技術設計與人文思想深度融合

新教材從技術的基本特性出發(fā)，堅持“技術應當造福人類，以人為本”的技術教育觀，引領教師的教與學生的學，充滿人文意蘊。如在“設計中的人機關系”教學中，通過對經常接觸的門、桌椅、粉筆等人機關系的分析、討論，讓學生理解人機關系的含義，體會人機關系的細微、復雜之處。如教師與粉筆的人機關系分析：粉筆的形狀、大小、長短、材質影響手握的觸感力度、手腕的靈活轉動、書寫的流暢高效，粉筆的材質及粉塵的重量影響師生的健康等。通過對兒童玩具、兒童座椅、汽車安全帶、沖床等人機關系的分析，探究實現(xiàn)合理人機關系的途徑和方法。歸納出人機關系要實現(xiàn)的四個目標：高效、健康、舒適、安全。逐步形成“以人為本”的設計理念和技術價值觀，形成對待技術設計的理性態(tài)度及關愛人類社會的積極情感，應用并滲透在技術設計中。教師在教學中，將技術與中國傳統(tǒng)文化深度融合，如在“結構與穩(wěn)定性”教學中引入“臥褥香爐”，觀看視頻“三軸陀螺儀工作原理及應用”，引導學生分析“臥褥香爐”穩(wěn)定的原因?！靶蕾p經典結構的案例”教學中引入“岳陽樓”“滕王閣”“黃鶴樓”“趙州橋”“山西應縣木塔”等中國傳統(tǒng)建筑結構，結合《岳陽樓記》《黃鶴樓》《騰王閣序》等名篇及人物故事進行人文教育。帶領學生參觀類似“梵天禪寺”的斗拱榫卯結構和木雕石雕，深刻了解中國傳統(tǒng)建筑的結構功能、技術施工、時代特點等，了解中國歷史文化，體會中國古人智慧，培養(yǎng)民族自豪感和愛國情懷。

（七）更加注重學生的學習評價

在教學中，課堂評價往往較難落實。與舊教材相比，新教材增加了學習評價環(huán)節(jié)，為教師進行教學評價提供了思路和方向。教師可結合評價內容、應達到的技術素養(yǎng)指標，編寫相應的習題，制訂評價標準。關注學生的問題解決、交流合作、批判思考、創(chuàng)新實踐能力的發(fā)展，采用書面測試、設計方案及作品評價、技術設計報告等多種評價方式，結合網絡平臺、Pickers評測軟件、App或小程序對學生進行自評、他評，突出評價的激勵功能。如在“設計的一般過程”教學中，通過對學生填寫的《設計制作手冊》與最終完成的作品相結合、自評與他評相結合的方式進行學習評價，側重對設計方案、構思過程、創(chuàng)新及物化能力的評價；《設計圖樣的繪制》采用書面測試進行評價，重點考查對繪圖原理的掌握和運用能力；針對不同內容采用合適的評價方式。

結束語

新教材的更新和改進，更加符合現(xiàn)代社會發(fā)展的特點和趨勢，也對通用技術教師提出了新的要求和挑戰(zhàn)，教師在教學中應及時調整教學方向，采用新的教學策略，與時俱進，開拓創(chuàng)新，善于鉆研，培養(yǎng)學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力等技術核心素養(yǎng)，實現(xiàn)培養(yǎng)“互聯(lián)網+”時期具有信息技術素養(yǎng)的“工匠型”綜合性創(chuàng)新人才的教育目標[3]。

參考文獻

[1]顧建軍.配蘇教版普通高中教科書.高中通用技術教學參考書.必修《技術與設計1》《技術與設計2》[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020.

[2]呂士媛.通用技術小成本項目活動的開發(fā)[J].教育研究與評論（技術教育版），2015（2）：61-63.

[3]顧建軍，吳鐵軍.普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）解讀[M].北京：高等教育出版社，2020.