挖掘科技創新大賽中的通用技術教學資源

■丁尚品

作者： 丁尚品，紹興市第一中學分校通用技術組教研組長，中學一級教師。

高中通用技術課程開設以來，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的發展，把科技創新大賽應用到通用技術教學中能有效地解決這個問題。

普通高中通用技術課程在浙江開設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容，需要大家的力量逐步構建。將科技創新大賽內容和項目融入通用技術的教學，是豐富通用技術教學資源的有益探索和有效途徑。

科技創新大賽是一項具有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，培養青少年的創新精神和實踐能力，提高青少年的科技素質。

1 科技創新大賽項目具有以下特點

1.1 項目體現 “三性”

“三性”是科技創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意義、技術方案的合理性和研究方法的正確性、科學理論的可靠性。

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

3）實用性。指該項發明或創新技術可預見的社會效益、經濟效益或效果以及課題研究的影響范圍、應用意義與推廣前景。

1.2 項目內容豐富

科技創新項目按申報者人數分為個人項目和集體項目；按研究領域分為物質科學、生命科學、地球與空間科學、技術與設計、行為與社會科學等5個領域。其中技術與設計領域是指直接將科學原理應用于生產和生活實踐，把計劃、規劃、設想通過特定的形式和方法（生存和生產工具、設施、裝備、語言、數字數據、信息記錄等）實現，是科學實踐的重要方面。包括土木、機械、航空、化學、交通運輸、環境、電子、電氣、人工智能和計算機等領域的綜合設計與制作，以解決實際問題。

1.3 項目難度多樣

科技創新競賽分為全國級、省級、市級、縣級，參賽人員包括小學、初中、高中。這樣的競賽結構使項目難度多樣。

2 通用技術課程標準的要求

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

3 科技創新大賽項目作為課堂案例使用

由于科技創新大賽項目本身的特點，其中的技術與設計領域的項目適合在講解技術的價值、技術的性質、設計的一般原則、設計的評價、發現問題、方案構思等內容時使用。

3.1 在講解技術的價值時使用

技術的價值主要講解技術對人、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 在講解技術的性質時使用

科技創新大賽項目都具有創新性、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、新型環保組合牙刷等。

3.3 在講解設計的一般原則時使用

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

3.4 在講解設計的評價時使用

選擇學生熟悉的項目讓學生評價，比如：可以起長釘的羊角錘、高層建筑火災逃生裝置等。

3.5 在講解發現問題時使用

創新大賽的每個項目都闡述了發明背景，其實質是如何發現問題。可以選擇生活、學習中的項目來引導學生發現問題。比如在乘坐無人售票公交車時無法找零。現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 在講解方案構思時使用

把方案構思與發現問題相結合，讓學生先構思方案，然后再展示科技創新大賽項目作為對比。

除以上應用，科技創新大賽項目還可以在結構與設計、系統與設計、控制與設計等方面使用。

4 科技創新大賽項目作為設計活動方案的來源

設計是通用技術學科的核心，要開展好設計活動，關鍵是要尋找合適的項目。科技創新大賽經過多年積累，項目很多，怎樣的項目才適合在通用技術教學中作為設計活動方案呢？

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，這種項目作為設計活動，往往可以讓學生構思出比較多的方案來，教師最后也可展示科技創新大賽項目，與學生的方案形成強烈對比，從而快速提升學生的方案構思能力。三是重設計、輕制作的項目。根據現有情況，要開展大規模動手制作和難度較大的制作比較困難。因此，重設計、輕制作的項目作為設計活動的方案比較可行。

根據以上標準，棋類設計是理想的設計活動項目，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，而在科技創新大賽中關于棋的項目也很多，有圓圖棋、多功能棋盤、行為規范棋、隱子五子棋、盲童五子棋、抗“非典”游戲棋等。棋類設計活動主要是設計棋子、棋盤、下棋規則和制作棋盤和棋子。設計重在創新，制作只要用簡單的工具即可進行，制作完以后還可以下棋，讓學生感受設計給他們帶來的樂趣。此類設計活動的流程可以按照以下模式進行：教師先根據歷年科技創新大賽項目提煉出適合的設計項目，并引導每位學生發現問題、設計分析、方案構思、方案呈現，教師舉例科技創新大賽項目，開闊學生視野，并讓學生分組對他們各自設計的方案進行評價、改進。然后，每組設計出一個方案，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 科技創新大賽項目作為命題的載體

科技創新大賽項目作為命題的載體有以下優勢：

5.1 項目本身具有創新性

由于科技創新大賽非常注重創新性，因此，只要是縣級以上的獲獎項目都具有一定的創新性，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新，從而培養學生的創新思維。

5.2 符合學生實際水平

科技創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有知識水平相適應，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

科技創新大賽舉辦時間悠久，項目領域廣泛，考查各個知識點的載體都能找到相對應的項目。其實，在現有通用技術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，經過處理后，無線傳送給腦波接收器，從而讓接收狀態顯示系統內的乒乓球升起或者落下，再通過一條數據線，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。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構，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的價值、技術的性質、技術的未來、技術與設計的關系、設計的評價、發現問題、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教學的一大成果，每年都會有大量的學生作品設計出來，其中不乏一些優秀的作品。教師可以把通用技術的教學與科技創新大賽相結合。在上通用技術第一節課時不僅要介紹通用技術學科，還可以介紹科技創新大賽。讓學生清楚通用技術學科主要是技術設計和動手制作，優秀作品可以去參加科技創新大賽，其中校級的科技創新大賽結果直接影響到成績總評，并記入班級考核。縣市級科技創新大賽獲獎對出國留學或有一定幫助，省級科技創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學習提高人的科學素養和技術能力，激勵學生學習通用技術。在開始進行設計的一般過程的教學時，與課程進度相適應，讓學生實踐發現與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、測試評估及優化、產品的使用和維護。最后完成作品并首先參加校級創新大賽，并擇優參加上一級比賽。

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

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

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

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