挖掘科技創(chuàng)新大賽中的通用技術(shù)教學資源

■丁尚品

作者： 丁尚品，紹興市第一中學分校通用技術(shù)組教研組長，中學一級教師。

高中通用技術(shù)課程開設(shè)以來，各方面都在不斷成長，但教學資源的缺乏一直阻礙著通用技術(shù)的發(fā)展，把科技創(chuàng)新大賽應(yīng)用到通用技術(shù)教學中能有效地解決這個問題。

普通高中通用技術(shù)課程在浙江開設(shè)5年以來，課程的各個方面都在趨于成熟和完善，但還是存在教學資源缺乏等一些根本性的瓶頸。教學資源是一線教師最迫切需要的內(nèi)容，需要大家的力量逐步構(gòu)建。將科技創(chuàng)新大賽內(nèi)容和項目融入通用技術(shù)的教學，是豐富通用技術(shù)教學資源的有益探索和有效途徑。

科技創(chuàng)新大賽是一項具有20多年歷史的綜合性科技競賽，是一項面向全國在校中小學生開展的規(guī)模最大、層次最高的青少年科技教育活動，旨在通過此項活動，培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高青少年的科技素質(zhì)。

1 科技創(chuàng)新大賽項目具有以下特點

1.1 項目體現(xiàn) “三性”

“三性”是科技創(chuàng)新大賽評審的重要標準。

1）科學性。包括選題與成果的科學技術(shù)意義、技術(shù)方案的合理性和研究方法的正確性、科學理論的可靠性。

2）創(chuàng)新性。包括新穎程度、先進程度與技術(shù)水平。新穎程度指該項發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)在申報之日以前沒有同樣的成果公開發(fā)表過，沒有公開使用過，該項研究課題及論文的選題有創(chuàng)意；先進程度指該項發(fā) 明或創(chuàng)新技術(shù)同已有的技術(shù)相比，有顯著的進步；技術(shù)水平指課題研究及論文的研究結(jié)論所具有的科學價值和學術(shù)水平。

3）實用性。指該項發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)可預(yù)見的社會效益、經(jīng)濟效益或效果以及課題研究的影響范圍、應(yīng)用意義與推廣前景。

1.2 項目內(nèi)容豐富

科技創(chuàng)新項目按申報者人數(shù)分為個人項目和集體項目；按研究領(lǐng)域分為物質(zhì)科學、生命科學、地球與空間科學、技術(shù)與設(shè)計、行為與社會科學等5個領(lǐng)域。其中技術(shù)與設(shè)計領(lǐng)域是指直接將科學原理應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實踐，把計劃、規(guī)劃、設(shè)想通過特定的形式和方法（生存和生產(chǎn)工具、設(shè)施、裝備、語言、數(shù)字數(shù)據(jù)、信息記錄等）實現(xiàn)，是科學實踐的重要方面。包括土木、機械、航空、化學、交通運輸、環(huán)境、電子、電氣、人工智能和計算機等領(lǐng)域的綜合設(shè)計與制作，以解決實際問題。

1.3 項目難度多樣

科技創(chuàng)新競賽分為全國級、省級、市級、縣級，參賽人員包括小學、初中、高中。這樣的競賽結(jié)構(gòu)使項目難度多樣。

2 通用技術(shù)課程標準的要求

注重學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)；學生學會或掌握一些通用技術(shù)的基本知識和基本技能，掌握技術(shù)及其設(shè)計的一般思想和方法；具有一定的技術(shù)探究、運用技術(shù)原理解決實際問題以及終身進行技術(shù)學習的能力；形成和保持對技術(shù)的興趣和學習愿望，具有正確的技術(shù)觀和較強的技術(shù)創(chuàng)新意識；養(yǎng)成積極、負責、安全地使用技術(shù)的行為習慣。由此可見，科技創(chuàng)新大賽的宗旨是符合通用技術(shù)課程標準的，科技創(chuàng)新大賽為通用技術(shù)教學使用是合理的、可行的。

3 科技創(chuàng)新大賽項目作為課堂案例使用

由于科技創(chuàng)新大賽項目本身的特點，其中的技術(shù)與設(shè)計領(lǐng)域的項目適合在講解技術(shù)的價值、技術(shù)的性質(zhì)、設(shè)計的一般原則、設(shè)計的評價、發(fā)現(xiàn)問題、方案構(gòu)思等內(nèi)容時使用。

3.1 在講解技術(shù)的價值時使用

技術(shù)的價值主要講解技術(shù)對人、社會和自然的價值，在使用案例時可用較難的項目也可用簡單的項目，比如：自動扶梯的欄板裝置、小型家用玉米脫粒機、中式餐飲廚余垃圾綜合處理裝置等。

3.2 在講解技術(shù)的性質(zhì)時使用

科技創(chuàng)新大賽項目都具有創(chuàng)新性、目的性、綜合性和專利性，而且不少項目也都申請了專利，教師可選擇能讓學生眼前一亮的項目，比如：水中吸塵器、新型環(huán)保組合牙刷等。

3.3 在講解設(shè)計的一般原則時使用

設(shè)計的一般原則有7個，能夠參加全國級科技創(chuàng)新大賽的項目一般都符合設(shè)計的一般原則。校級或縣級的個別項目不符合設(shè)計的一般原則，可以作為反例使用。

3.4 在講解設(shè)計的評價時使用

選擇學生熟悉的項目讓學生評價，比如：可以起長釘?shù)难蚪清N、高層建筑火災(zāi)逃生裝置等。

3.5 在講解發(fā)現(xiàn)問題時使用

創(chuàng)新大賽的每個項目都闡述了發(fā)明背景，其實質(zhì)是如何發(fā)現(xiàn)問題。可以選擇生活、學習中的項目來引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)問題。比如在乘坐無人售票公交車時無法找零。現(xiàn)代家庭中電器越來越多，遙控器也越來越多，但每種家用都有一種遙控器，常常給使用者造成不便。

3.6 在講解方案構(gòu)思時使用

把方案構(gòu)思與發(fā)現(xiàn)問題相結(jié)合，讓學生先構(gòu)思方案，然后再展示科技創(chuàng)新大賽項目作為對比。

除以上應(yīng)用，科技創(chuàng)新大賽項目還可以在結(jié)構(gòu)與設(shè)計、系統(tǒng)與設(shè)計、控制與設(shè)計等方面使用。

4 科技創(chuàng)新大賽項目作為設(shè)計活動方案的來源

設(shè)計是通用技術(shù)學科的核心，要開展好設(shè)計活動，關(guān)鍵是要尋找合適的項目。科技創(chuàng)新大賽經(jīng)過多年積累，項目很多，怎樣的項目才適合在通用技術(shù)教學中作為設(shè)計活動方案呢？

有以下幾條標準：一是貼近學生實際生活。二是科技創(chuàng)新大賽項目中有比較多相同題材的。同樣的題材，不同的方案，這種項目作為設(shè)計活動，往往可以讓學生構(gòu)思出比較多的方案來，教師最后也可展示科技創(chuàng)新大賽項目，與學生的方案形成強烈對比，從而快速提升學生的方案構(gòu)思能力。三是重設(shè)計、輕制作的項目。根據(jù)現(xiàn)有情況，要開展大規(guī)模動手制作和難度較大的制作比較困難。因此，重設(shè)計、輕制作的項目作為設(shè)計活動的方案比較可行。

根據(jù)以上標準，棋類設(shè)計是理想的設(shè)計活動項目，棋類貼近學生生活，常見的棋有圍棋、中國象棋、國際象棋、跳棋、飛行棋等，而在科技創(chuàng)新大賽中關(guān)于棋的項目也很多，有圓圖棋、多功能棋盤、行為規(guī)范棋、隱子五子棋、盲童五子棋、抗“非典”游戲棋等。棋類設(shè)計活動主要是設(shè)計棋子、棋盤、下棋規(guī)則和制作棋盤和棋子。設(shè)計重在創(chuàng)新，制作只要用簡單的工具即可進行，制作完以后還可以下棋，讓學生感受設(shè)計給他們帶來的樂趣。此類設(shè)計活動的流程可以按照以下模式進行：教師先根據(jù)歷年科技創(chuàng)新大賽項目提煉出適合的設(shè)計項目，并引導(dǎo)每位學生發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計分析、方案構(gòu)思、方案呈現(xiàn)，教師舉例科技創(chuàng)新大賽項目，開闊學生視野，并讓學生分組對他們各自設(shè)計的方案進行評價、改進。然后，每組設(shè)計出一個方案，并向全班同學講解，全班同學一起評價、改進，最后每班篩選出一到兩個方案進行制作。如果有一定的推廣價值，可申請專利。

5 科技創(chuàng)新大賽項目作為命題的載體

科技創(chuàng)新大賽項目作為命題的載體有以下優(yōu)勢：

5.1 項目本身具有創(chuàng)新性

由于科技創(chuàng)新大賽非常注重創(chuàng)新性，因此，只要是縣級以上的獲獎項目都具有一定的創(chuàng)新性，以這些項目為載體命制的題目會顯的新穎。更重要的是學生在做題過程中就在感受創(chuàng)新，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

5.2 符合學生實際水平

科技創(chuàng)新大賽項目都是中小學生的作品，項目的難度基本上與學生現(xiàn)有知識水平相適應(yīng)，以這樣的載體命制的題目不會造成空對空，不會像有些題目的載體根本是學生看不懂的。

5.3 項目廣泛，可以作為考查各個知識點的載體

科技創(chuàng)新大賽舉辦時間悠久，項目領(lǐng)域廣泛，考查各個知識點的載體都能找到相對應(yīng)的項目。其實，在現(xiàn)有通用技術(shù)考試中也有這些項目的影子，比如浙江2011年3月高考題。有時，還可以用相同的項目載體命制多個題目。比如：有一項目是“腦波控制仿生人形機器人”，它是通過腦波采集器采集來自人腦的腦波信號，經(jīng)過處理后，無線傳送給腦波接收器，從而讓接收狀態(tài)顯示系統(tǒng)內(nèi)的乒乓球升起或者落下，再通過一條數(shù)據(jù)線，連接到機器人智能控制接口，當接口檢測到腦波模式后，可無線控制機器人完成各種任務(wù)。這個項目的靈感來源于阿凡達，今后人可以通過自己的想法，直接控制機器人或者一定的智能結(jié)構(gòu)，完成我們想要完成的事情，比如清潔房間、智能搜救、爆破等，這樣一來，一些繁雜、重復(fù)的行為就可以交給機器人去解讀和完成。以這個項目為載體命制的題目可以考查的知識點有技術(shù)的價值、技術(shù)的性質(zhì)、技術(shù)的未來、技術(shù)與設(shè)計的關(guān)系、設(shè)計的評價、發(fā)現(xiàn)問題、控制的手段、控制的工作過程與方式等。

6 從大賽中來，到大賽中去

學生作品是通用技術(shù)教學的一大成果，每年都會有大量的學生作品設(shè)計出來，其中不乏一些優(yōu)秀的作品。教師可以把通用技術(shù)的教學與科技創(chuàng)新大賽相結(jié)合。在上通用技術(shù)第一節(jié)課時不僅要介紹通用技術(shù)學科，還可以介紹科技創(chuàng)新大賽。讓學生清楚通用技術(shù)學科主要是技術(shù)設(shè)計和動手制作，優(yōu)秀作品可以去參加科技創(chuàng)新大賽，其中校級的科技創(chuàng)新大賽結(jié)果直接影響到成績總評，并記入班級考核。縣市級科技創(chuàng)新大賽獲獎對出國留學或有一定幫助，省級科技創(chuàng)新大賽獲獎可以獲得一些學校的自主招生資格，全國級科技創(chuàng)新大賽獲獎可以高考加分和獲得名牌大學的保送資格。更重要的是可以通過通用技術(shù)學習提高人的科學素養(yǎng)和技術(shù)能力，激勵學生學習通用技術(shù)。在開始進行設(shè)計的一般過程的教學時，與課程進度相適應(yīng)，讓學生實踐發(fā)現(xiàn)與明確問題、制訂設(shè)計方案、制作模型或原型、測試評估及優(yōu)化、產(chǎn)品的使用和維護。最后完成作品并首先參加校級創(chuàng)新大賽，并擇優(yōu)參加上一級比賽。

科技創(chuàng)新大賽的資源是豐富的，需要我們通用技術(shù)教師用心地去挖掘，是通用技術(shù)教學取之不盡、用之不竭的教學資源寶藏。

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

[2]中國科協(xié)青少年科技中心.第二十四屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽獲獎作品集[C].北京:化學工業(yè)出版社,2010.

[3]中國科協(xié)青少年科技中心.第二十六屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽獲獎作品集[C].北京:科學普及出版社,2011.