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基于核心素养的高中通用技术进阶式实践路径

2022-03-18陈金海

福建教育学院学报 2022年3期
关键词:进阶工具加工

陈金海

(莆田第一中学,福建 莆田 351100)

通用技术是一门以设计学习、操作学习为主要特征,立足实践、注重创造、体现科技与人文的统一,旨在提高学生技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等五个方面核心素养的课程。但是,由于高考的压力,出现通用技术课堂过于理论化、技术化、单一化、形式化的现象,无法真正发挥学科的育人功能。因此,笔者在教学实践和研究中,提出高中通用技术实践教学进阶式实践路径,由简单的技术体验,进阶到技术设计想着做、技术制作试着做、技术试验评着做,有助于强化学生手脑并用与知行合一,提高解决技术问题的综合能力,增强技术思想和方法,实现从低阶思维到高阶思维的发展过程。

一、技术体验,跟着做,培育学生的技术意识

技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟,是通用技术学科的核心素养之一。在通用技术实践教学中,可以通过设计技术体验活动,让学生跟着做,在体验性学习中了解工具的缘由及规范操作,形成技术的安全和责任意识、生态文明与环保意识、技术伦理与道德意识,掌握技术与人类文明、技术与人文文化之间的关系。

(一)探究工具的缘由

工具是技术发展的标志,蕴含着极其深刻的技术文化。这种技术文化是人们在认识世界、改造世界的活动中长期积累形成的,包括物质层面的显性技术产品、精神层面的隐性技术内涵以及中间层面的完整技术规范。[1]比如在木工工具锯子实践教学中,可以让学生先探究锯子的发明过程及技术规范,了解锯子的技术文化内涵:一要掌握锯子表层显性的结构、种类、功能及锯片形状、材料等;二要掌握中间层的锯子操作规范,锯片安装、站姿、握锯以及如何起锯、收锯、推锯、拉锯等;三要掌握最深层的技术内涵、科学故事。本阶段的实践培养学生技术意识、跨界思维,懂得技术是为满足人类需求和愿望的道理,树立正确的世界观、人生观、价值观。

(二)学习工具的操作

工具的规范使用是通用技术实践教学的基础,也是实践教学的重要环节,只有学生学会了工具设备的规范使用,才能加工制作出满足人类生活需求的产品。虽然通用技术必修教材中只列举木工、金工、电子电工等一些常用工具,但是工厂生产中常用的一些加工设备,如激光雕刻切割机、3D 打印机、数控机床等,也必须作为拓展知识用于实践教学,并加强对这些工具设备操作的安全教育,提高学生的安全意识。因此,在工具使用的实践教学中,建议以操作性学习为主,在学生按照技术规范亲身体验、安全操作,在体验中感知并熟练工具设备的使用,感悟技术的发展以及给人们生活带来极大的便利,理解技术与人类文明之间的有着不可磨灭的联系。安全教育是实践教学的头等大事,需要时时提醒、处处检查,并制定相关制度及操作策略,有效避免安全事故的发生,如为避免工具传递中的意外伤害,规定“人—桌—人”的传递策略,即甲同学将使用完的工具先放在桌面,乙同学再从桌上取工具使用,提高安全意识,养成良好习惯。

(三)实现工具的创新

创新是人类创造性的实践行为,技术创新是用新的技术取代陈旧或落后的技术,是推动人类社会进步的动力。工具是为了满足人们的需求和愿望而诞生的,其创新包括工具自身的创新和使用方法创新。工具自身创新是一个从无到有、从有到优的过程,使用方法创新是拓展工具使用功能的过程,在技术实践教学中,教师要引导学生一边实践体验一边反思,通过实践中认真观察,发现工具存在的不足之处,分析存在缺陷的原因并提出改进方案,在劳力上劳心,实现加工工具的不断创新。比如锯子,原来只有框锯,但是在生产实践中,为了满足加工不同材料、不同形状的需要,创新设计了板锯、线锯等。

二、技术设计,想着做,培养学生的创新思维

创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程,是创新能力的源泉。因此,在技术设计实践教学阶段,要注重进阶式创新思维训练,学生想着做,一边构思一边完善;教师要指导学生突破思维定式,进行开放思维;善于从不同角度思考问题,进行多向思维;敢于提出不同见解,能够独立思考问题。

(一)技术方案构思

技术设计是从问题和需求出发,在技术方案构思的实践教学中,首先,要引导学生在平时生活中善于观察,发现和明确问题,培养学生的问题意识。其次,要对问题进行分析,广泛收集跟问题解决相关资料,进行技术方案构思,这一阶段最能够体现学生的创新思维。最后,要对学生构思的方案在小组、班级上交流,大家畅所欲言、思维碰撞,取长补短、集思广益,不断筛选并完善设计方案。因此,在技术设计实践教学中,采用思维递进训练法,进阶式实践活动,不断引导学生进阶深度思考问题,如联想法、头脑风暴法、思维导图法、异想天开法等,让学生养成善于观察、勤于思考、敢于质疑、乐于交流的良好习惯。

(二)设计方案表达

设计方案的表达是为交流研讨深入开展服务,为设计人员全面展示设计构思搭建交流平台。在实践教学中常见的图样表达形式有:草图、效果图、工程图纸、模型等,要指导学生学会选择图样表达。草图的绘制可以是徒手绘制,如构思性设计草图,便于第一时间快速记录设计灵感;也可以借助绘图工具绘制,如轴测图,有一定的设计比例及立体效果,更能展示产品三个坐标维度的效果。效果图更能反映产品的形态、比例、配色、材质等特征,在草图的基础上进一步绘制,如透视图。工程图纸是设计人员与加工人员之间交流的载体,是加工人员生产的依据,一般采用三视图,有准确的加工尺寸、材料等加工所需的完整信息。模型是表达产品造型、结构关系、人机关系,分研讨性模型、功能性模型、表现性模型等,选用黏土、石膏、油泥、塑料、泡沫、纸材、木材等易于加工成型的材料。

三、技术制作,试着做,提高学生的物化能力

陶行知的“教学做合一”理论告诉我们,教与学都要以做为中心,做是实践,在劳力上劳心,是真做,这样才能学以致用,才能学到真本领,实践能力才能得到提高。因此,进阶到技术制作实践教学环节,学生通过手脑并用,动手操作实践,试着做,在做中学、做中思、做中悟,提高实践能力,树立劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的观念;体会劳动创造美好生活,培养勤俭、奋斗、创新、奉献的劳动精神;提高基本劳动技能,形成良好劳动习惯。[2]教师巡回观察指导,鼓励学生大胆尝试,有吃苦耐劳不言败的精神,并做好安全教育,确保实践活动的有效实施。

(一)选择材料及下料

进阶式实践教学已经进展到产品的加工制作,学生在完成工具的体验操作、技术设计方案的确定后,即将步入技术制作阶段。材料的选择及下料是技术制作的起始环节,也是容易被忽略的环节,在实际教学中有人认为选择什么材料都行,如桌子可以是木质的,也可以是塑料、玻璃、金属等。但是在实际生产中,不同材质的产品其性能是不一样的,越精细的产品越明显,而且材料的下料方案也会直接影响产品的成本。因此,在选择材料及下料的实践教学中,教师要引导学生探究材料的性能及发展前景,学会根据产品的性能、使用价值科学选用材料,并根据设计方案的尺寸要求,本着先大后小、减少浪费的原则,整体布局、科学合理下料,培养学生务实严谨的科学态度、勤俭节约的优良品质、善思乐学的钉子精神。

(二)选用工具和工艺

正确选用工具和工艺是技术制作的关键环节。不同材料选用不同的加工工具,如木工工具、金工工具、电工工具等;产品的结构设计不同,加工时选用的工具也不同,如木工的锯子是用来锯断木块或将较宽木板锯割开来的工具,凿子是用来凿孔的工具等。不同材料的产品,其加工工艺也不一样。因此,在产品加工中正确选用工具,可以提高生产效率,达到事半功倍的效果;选用科学合理的加工工艺,可以提高产品的质量。在实践教学中,学生可以尝试选用不同工具来加工,如选用不同工具凿孔,体验加工的效果,感悟合理选用工具加工的舒适度、产品的精密度。

(三)产品加工与装配

学生在选择好产品制作的材料、工具、工艺后,根据设计方案进行下料,进阶到具体的零配件加工,然后装配成合格的产品时,教师要指导学生在体验类似企业生产的过程中开展生产劳动,注意安全规范操作,做到手脑并用,出力流汗、磨炼意志,有效培养勤俭、奋斗、创新、奉献的劳动精神以及敬业、精益、专注、创新的工匠精神。因此,产品加工与装配实践教学有利于培养学生劳动精神、工匠精神,树立正确的劳动价值观和良好劳动品质,要做到“三要”“三不要”,即教师要讲清操作要求并坚持巡回指导,不要放任自由;学生要规范操作并认真思考,不要马虎应付;课堂要目标任务明确并秩序井然,不要本末倒置。

四、技术试验,评着做,提高学生的高阶思维

苏格拉底曾说过:“教育不是灌输,而是点燃火焰。”[3]评价是点燃火焰的有效方式,是实践教学不可或缺的环节,贯穿于实践教学的整个过程。合理的评价有利于调动学生参与实践活动的乐趣,激发学生的学习内驱力,让课堂充满生机活力。[4]因此,在技术试验实践教学阶段,学生边实践、边评价,在评价中反思,在评价中学习,有利于提高高阶思维。教师要加强对评价的研究,改进结果评价,强化过程评价,探索增值评价,健全综合评价[5],引导学生科学合理评价,让评价成为学生高阶思维训练的有效支撑。

(一)结构测试

结构测试是评价产品结构设计是否合理的过程,有定量评价和定性评价。定量评价是通过技术试验,测试结构能够承受多大的力,与预期的产品受力指标比较而做出的一种评价,一般评价结构的强度;定性评价是测试结构是否符合人机关系,能否达到操作便利,高效、健康、舒适、安全,以及结构的稳定性等。因此,在结构测试技术试验实践教学中,教师要指导学生设计受控实验,明确实验目标、制定计划、记录现象、分析数据、得出结论、撰写实验报告,学会根据实验结果评价产品质量。

(二)功能测试

产品是为了满足人们的需求而设计制作的,一个产品在服务于人类生活时就发挥了它应有的功能,体现了产品的实用性。功能测试是对产品进行终结性评价,只关注产品外部功能是否满足预期的设计要求,对产品内部结构及制作过程并不关心。因此,教师在实践教学中要指导学生阐述清楚产品是解决生活中哪些问题,如何服务于人们的生活,在使用过程中需要注意的事项,并指导学生掌握功能测试的基本方法,学会全面客观评价产品。

(三)交流反思

产品的评价并非只有结构测试和功能测试,还有外观、尺寸、创意、原理等评价。在技术试验实践教学中,学生的评中学、评中思、评中做,更多是体现在交流反思上,这是提高学生高阶思维及综合素质的重要阶段。每个学生主动与大家分享自己在完成项目设计与制作过程中的体会、产品的主要功能、性能测试结果、使用方法及注意事项等,接受其他同学的提问与点评,开展过程性评价与终结性评价,在综合评价中及时反思自己产品存在的不足,不断进行功能性、美观性、人机适用性等方面的优化和完善,让自己设计、制作的产品能够更好地满足人类的需求。

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