常言道:“教学有法,教无定法,贵在得法。”通用技术课堂教学同样如此。为此,我们需要进一步探讨教师如何根据教学内容与学生实际情况,灵活多样地选择教学策略与方法,使教学取得更好的效果。
目前,通用技术课程资源还是相对比较缺乏的,部分教师为了提高学生的学习热情,激发学生的学习兴趣和动力,在教学设计中,费尽心思地采用了大量案例,而且所涉及的都是尖端、先进的高科技——大到宇宙飞船,小到纳米机器人,每个案例都精彩生动,声画并茂。这样给学生的感受就是技术的快速发展改变了人们的生活习惯、学习方式,不学技术就会被社会淘汰掉。课件制作也是精美华丽,内容翔实,动画演示变化无穷,教师认为这样的课堂教学过程生动活泼,刺激着学生的大脑,课堂教学不再枯燥无味。
在日常教学中有这样一些现象:课堂上,教师提出一个问题:“如果流程中没有时序和环节会怎么样?”随后,教师要求学生分组围绕这一问题进行合作探究;还有的教师让学生用半个小时的时间以废旧报纸、胶水和橡皮筋为材料搭建桥梁,并比较哪个桥梁更能承重;甚至有的教师让学生进行一些三五分钟就可以完成的手工制作等随意、无序的实践活动等。
众所周知,教学策略是为完成教学目标而采用的手段和方法。上述两个案例在一定程度上反映出当前部分教师在课堂教学中存在的误区,即对教学案例的作用缺乏准确定位,对所探究的问题和实践活动缺乏精心设计,他们没有认真思考课堂教学的策略问题,没有明白课堂教学需要达成怎样的目标,以及学生需要做什么、怎样去做、做到什么程度等。这些做法,使通用技术课堂丧失了其应具备的功能,变得毫无实效。
实际上,案例教学是一种非常好的、特别适合技术设计学习的课堂教学方法。但是在案例 1 中,我们明显看出教师对案例教学法的运用不太恰当,教师只是把案例作为一种激发学生兴趣的课堂导入,没有对案例进行再次加工,没有挖掘案例所承载的教学目标的深层内涵。案例的选取首先应该基于学生的生活体验,如果离学生生活太远,学生会产生距离感,不易引起共鸣。案例的设计不能仅仅局限于激发学生学习兴趣的“引”的目的上,还要把重点落在启发、鼓励学生主动“学”的延伸上,通过案例来发现问题,思考解决问题的具体措施和办法,确保教学始终紧扣课堂的教学目标。案例的分析和讨论应该是开放、互动的,要通过大家观点的碰撞来辨明技术原理,启迪思维智慧,提高分析问题和解决问题的能力。因此,案例的选取应有助于实现教学目标,且宜精不宜多。单一、机械的教学方法,不能调动起学生学习和思考的积极性。而一节形式花哨的课,尽管学生在课堂上可能表现的积极性也很高,但同样收效甚微。
此外,小组合作探究以及小制作实践活动,也都是非常好的课堂教学和学习方法,但也不是万能的、通用的。如果研究的是“非常简单”的问题,采取小组合作探究方式,既不利于学生对知识、技能的掌握,又无助于学生思维能力的发展。利用废旧报纸、胶水和橡皮筋搭建的桥梁,只能算是生活中欣赏的作品,不具备桥梁的功能和作用,也体现不出课程中结构的技术原理,学生体验和感受不到技术的思想和方法,是对“做中学”和“学中做”的误导和曲解。
教材版本:粤教粤科版普通高中通用技术教材《技术与设计 2》(2019 年版)
课型:新授课
课时:1 课时
本节课教学理念是挖掘真实情境,发挥技术育人作用。
本课以“长时间线上教学引起的健康问题”作为情景引入教学,以“设计一款适合学习用的PAD支架”为主线,通过两个技术活动和对家乡著名建筑的赏析,引导学生完成对结构的初步认识,发挥技术设计的教育功能和引导作用。
1.课程标准要求
从力学的角度理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值,了解结构的一般分类和简单的受力分析。
2.学科核心素养
(1)技术意识:能在探究日常生活物品结构的技术活动中,结合具体案例的辨析,形成对技术的理性态度和评价。
(2)创新设计:通过对结构、结构与力和结构分类的学习,了解为满足特定需求而需要解决的技术问题,并设计相应的解决方案。
(3)工程思维:能对生活中物品的结构,进行多因素分析试验,并通过比较、权衡、优化的分析方法,形成初步的工程意识和工程思维。
(4)物化能力:能使用基本工具完成产品的制作和装配。
3.教材内容分析
本节课“认识结构”,是粤教粤科版普通高中通用技术教材《技术与设计 2》(2019 年版)第一章“结构及其设计”第一节内容。
第一章“结构及其设计”的学习主题围绕通用技术学科大概念“结构”展开。该主题重点关联“工程思维”和“创新设计”核心素养目标。第一节“认识结构”既是本章学习的入门章节,也是进行结构探究和结构设计的理论基础。“认识结构”共有三个部分:依次是“感知不同的结构”“结构与力”和“了解结构的分类”。考虑到本单元的拟定项目主题为“设计一款适合学生使用的PAD支架”,有必要对教材内容进行适当的合理调整。在具体教学设计上,由技术活动1 引出结构在广义上的含义,过渡到“感知不同的结构”;由为什么学习结构过渡到“结构与力”,最后通过家乡的著名建筑学习“结构的分类”。这样处理,就可以帮助学生从整体上理解结构在不同层面上的含义,构建默会性知识和程序性知识,发展学生的工程思维,提高学生解决问题、优化方案的综合性能力,从而形成良好的技术理性和个性品质。
通过技术活动 1,帮助学生理解结构的含义及研究结构的重要意义;
通过技术活动 2,帮助学生了解结构的 5 种受力形变及简单的受力分析方法,培养学生的技术意识和工程思维。
1.学生分析
(1)年龄特点:高中一年级的学生,好奇心和求知欲特别旺盛,探究能力明显提高,初步完成从具体思维到抽象思维为主的过渡。
(2)学习能力水平:在发现事物的一些主要细节和事物的本质方面,其稳定性、持久性都比初中生有了很大的提高。
(3)学习风格:更多地表现为听觉型、触觉型、群体型学习风格。
2.学情分析
通过《技术与设计 1》的学习,学生具备了一定的分析问题、解决问题能力,但对结构的认知水平还仅限于生活中的直接感受,不能从理论上进行正确阐释。因此本节课试图让学生在技术活动体验中,学习结构的基本知识,引导学生对结构的认识从感性层面上升到理性层面,提升其技术核心素养。
教学重点:从力学角度理解结构,理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值;了解结构的一般分类和简单的受力分析方法。
教学难点:结构的受力分析方法。
多媒体教学设备;材料和工具:PAD支架两款各 16 个、螺丝刀 32 把;海绵长条 32 块、剪刀 32 把。
图 2-1 教学设计思路图
1.环节一:走进情境
由疫情防控期间长时间的线上学习导致的健康问题导入,引出本单元的设计项目“设计一款适合学习用的PAD支架”。
设计意图:激发兴趣,预设问题。通过长时间居家学习带来的健康问题,引起学生共鸣,激发学生解决问题的欲望,引导学生养成用技术思维解决生活中实际问题的良好习惯,培养学生的技术意识。
2.环节二:感知不同的结构
(1)结构在广义上的含义。
技术活动 1:拆解并组装支架。从拆解、组装市场上现有PAD支架产品入手,初步分析支架的组成结构及各部件功能的关系。引出结构在广义上的含义。
问题 1:这两款支架,是由哪些部分组成?
问题 2:各个组成部分能否调整其相对位置?它在这个支架中的功能是什么?
归纳总结出结构、构件的含义。
(2)为什么要学习结构?
通过金刚石和石墨不同物理性质的原因分析,阐释学习结构、研究结构的重要意义。
(3)仿生学。
从人们根据自然界中的结构设计出了不同的产品,引出“仿生学”的含义,并作以简要介绍。
结论:对于结构进行的研究越深入,人类生产生活的质量和水平就会越高。
设计意图:通过对支架的拆解和组装,引导学生归纳总结结构的含义;帮助学生初步认识结构的组成部分及功能,为后面设计PAD支架结构做好铺垫,培养学生的工程思维。通过对仿生学的简要介绍,引导学生探究结构的兴趣,为研究“结构与力”的关系做好铺垫。
3.环节三:认识结构与力
(1)结构在力学角度上的含义。从分析四腿八奓小板凳的设计,引出结构在力学角度上的含义。
(2)讲解分析结构受力的一般步骤。
(3)厘清物理学科、技术学科在对物体进行受力分析时的相同点和不同点。
(4)技术活动 2:海绵块的五种受力形变。分析海绵块在 5 种形式力作用下的形变特点、受力特点。
(5)课堂练习:①分析插销在牵引作业时,受到什么形式的力?②分析吊扇在静止和运转状态,拉杆的受力形式。
(6)案例分析:压紧机构的受力分析。
(7)课堂练习:机械手的连杆和夹持手的受力形式。
设计意图:通过一款传统木工工艺中的榫卯结构——四腿八奓小板凳,引出结构的力学含义;通过讲解物理学科、技术学科在对物体进行受力分析方面的相同点和不同点,帮助学生掌握正确的受力分析方法。通过技术活动 2,引导学生运用所学知识,进行构件的受力分析。通过课堂练习和案例分析检验学生学习效果,帮助学生将所学理论与实际生产结合起来,强化所学知识与技能。
4.环节四:了解结构的分类
实体结构:防洪纪念塔、索菲亚教堂。
框架结构:龙塔、松花江铁路大桥。
壳体结构:安全帽、气罐等。
组合结构:哈尔滨大剧院。
设计意图:以家乡的著名建筑为案例,学习结构的四种分类,即培养了学生运用本节课所学知识联系生活实际的良好习惯,实现知识的迁移应用,又培养了学生热爱生活、热爱家乡的情感,达到技术课程“立德树人”的价值目标。
5.环节五:课堂小结
6.环节六:课后作业
分析PAD支架在不同使用状态下:
(1)各构件会受到哪些力的作用?
(2)可能会产生哪些形变?
(3)怎样降低形变?
本节课,教学策略选择合理,教学环节清晰,课堂结构也较严谨;教学目标设置比较得当。整个教学过程中,既有理论讲解,又有实践活动探究,动静结合,张弛有度。教学中能够创设有效的问题情境。“疫情防控期间,长时间的线上教学带来的健康问题”这一情境一出现,就立即引起学生的极大共鸣,顺势引出本单元的项目设计主题:设计一款适合学习用PAD支架。可以说这节课,在教学情境的挖掘上下了很大功夫,在接下来进行的理论讲解和两个技术活动中,学生的学习热情和主动性都比较高。在教学时间的分配上,松紧结合。对于“仿生学”的知识,点到为止;对于结构与力的知识,浓墨重彩。活动探究、课堂练习、案例分析交叉进行,师生互动良好,有效地完成了各环节的教学任务。
从以上教学案例中,我们可以看出选择什么样的教学策略对课堂教学来说非常重要。教学策略是为实现某一教学目标而制定的、付诸教学过程实施的整体方案,是对教学思想、方法模式、技术手段三方面进行加工的系统决策,它包括合理组织教学过程、选择具体的教学方法和材料、制定教师与学生的行为程序。为实现通用技术的有效教学,教师在采用教学策略时应注意以下几个方面。
通用技术课堂教学的课型,按教学内容划分,有理论课、构思课、绘图课、试验课、制作课等;按教学形式划分,有讲授课、调查课、参观课、合作学习课等,当然这种划分并不是绝对的。但任何一节课,通常会有某项内容处于中心地位,其他教学内容或者作为它的铺垫,或者发挥辅助作用。
不同的课型决定了不同的课堂教学组织形式。例如,构思课是学习技术思想方法较为集中的课型——构思从课题与资料分析开始,接着运用设计原则与设计思想进行设计分析,采用多种方法构思多个方案,再经过技术试验、方案比较、权衡直至确定最优设计方案。构思的过程也是设计小组集体研究制订设计方案的过程,要积极采用小组学习的组织形式,发挥好小组的团队作用。
教学方法是教学策略的具体化,是更为详细、具体和可操作的方式、手段与途径。针对通用技术教学,《课程标准》给出了“引导学生亲历设计的过程”“重视技术思想和方法的学习指导”“重视技术试验的教学”“倡导学习方式的多样化”“加强对学生的个别辅导”“注重信息技术在教学中的使用”等教学建议。通用技术教师一定要深刻领会好这些教学建议,并在教学中积极采纳。
通用技术课程的教学,应根据教学中的具体内容和知识特点,多样化地选择教学方法,“教无定法,贵在得法”。如“识读流程图”教学,可侧重采用讨论、情境对话等方法;而“设计一个简单开闭环控制系统”,则可采用任务驱动和自主学习相结合的方法。总之,应注意针对不同的学习内容和学生差异,选择不同的学习方式,促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。
技术活动承载培养多方面技术素养的价值,是技术课程中的一种典型性学习活动。在课堂教学中,常常以技术活动载体来帮助学生领悟技术原理,掌握技术操作,体验技术方法。
技术活动载体的选择要根据现有的教学条件,符合诸多课程要素,具有典型特征,最好是贴近学生生活应用的技术产品,如放置CD盘的架子、室内雨伞架、人字梯、方便购物袋、小型书架、笔记本电脑桌等。