自動澆水裝置在項目教學中的具體應用

李常

[摘? ?要]文章以自動澆水裝置項目為載體，以學生為主體，教師為主導，探討在日常的教學中如何選擇、引入和實施項目教學，培養和提升學生的學科核心素養。

[關鍵詞]自動澆水;項目教學;核心素養

[中圖分類號]? ? G632.4? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）30-0054-02

基于建構主義理念以學生為中心的項目教學，最顯著的特點是以“項目為載體、學生為主體、教師為主導”，主張學生在具體實踐操作中通過以真實項目為導向進行學習，發展學生對學科知識的整合、應用和物化能力。將學科知識和技能融入具體項目中，讓學生主動參與、自主解決問題，培養學生的技術意識、工程思維、創新設計水平、圖樣表達水平、物化能力和善于實踐的精神與勇氣，加強學生的創造潛能和實踐能力的培養，提升學生通用技術學科的核心素養。

普通高中通用技術課程，以提高學生的學科核心素養為主旨，以設計和操作學習為主要特征，立足于學生的直接經驗和親身經歷，強調學生親手操作、親歷情景、親身試驗，是實踐與創造、科技與人文統一的課程。普通技術課堂忽視應用和實際操作，是簡單的知識傳授或習得一些技術“技能”的課堂。而項目教學注重理論與實踐相結合，主張在教師的引導下，將一個相對獨立的具有強烈現實意義的項目交由學生解決。學生自主完成文獻的調研、問題的提出、方案的設計、項目的實施和最終的評價。在整個過程中，教師引導學生了解并把握每一個環節的具體要求和細節。

那么，在日常的教學中如何選擇、引入和實施項目教學，培養和提升學生的學科核心素養呢？下面我將通過一個具體的例子來進行闡述。

一、項目的選擇

通用技術課程倡導以實踐為核心的多樣化學習方式，技術的最終目標是為人們服務和為生活服務。因此，項目的選擇要遵循以下四個原則：第一是真實性，貼近實際生活，準確反映實踐活動;第二是地方性，一定能反映和解決校園或當地能看得見的問題;第三是典型性，必須選取具有代表性的案例，從而起到舉一反三的作用;第四是實用性，這是技術的重要特征。

柳高每間教室的走廊外面都種有很多花卉和植物，要解決假期花卉和植物的澆水問題，以及平時不至因值日的學生不同導致花卉和植物枯死或者澇死的問題。自動澆水裝置的應用就是一個很具有現實意義的問題。所以在9月份開學第一周的課上，我在必修2《控制與設計》教學中引入設計和制作“自動澆水裝置”。這個項目貼近生活，發生在學生身邊，制作好裝置之后還能運用到實際之中，為學生所用，受學生歡迎。同時，項目設計巧妙地將整個《技術與設計1》的教材內容貫穿到一個項目中來，學生親歷設計的一般過程，在實踐中形成技術意識，體驗和感悟技術思想和方法，基于技術問題進行創新性方案的構思、設計，提高自己的技術設計能力。同時，項目也整合了《技術與設計2》系統與設計、控制與設計，在構思方案的時候還可以進行多學科的知識融合。

二、項目的實施

1.發現問題與明確問題

首先展示學生在教室走廊上所種的花暑假前與暑假后的照片，進行對比，引發學生思考。在討論、思考中利用所學知識進行理性分析，發現問題和明確問題，培養學生的技術意識，從而明確設計任務與目標。

2.設計方案

接下來激勵學生對自動澆水裝置進行構思和設計，隨后讓學生展示并分享自己的設計。教師點評的同時指出學生設計的缺陷，指導學生在設計作品時應該考慮設計的一般原則和相應的技術規范，引導學生構思方案時應考慮人、物和環境的因素，運用系統分析方法針對技術問題進行要素分析和整體規劃，簡單評估和優化。

預設一些提問：生活中有哪些現象是關于液體的控制呢？引發學生思考。教師展示生活中的例子，引發學生進行深度思考，開展小組討論并進行設計，組織學生展示自己的設計草圖。此時，學生的思維過程從“單一的模仿”經過小組討論過渡到“多種功能的模仿”，再經過教師點撥，最后上升為“系統的組合”。

進一步設問：在我們所學習的知識中，流體有哪些特性？回憶高中物理、生物或化學中關于流體的力學、動力學、物理和化學性能的知識，請大家嘗試結合這些知識進行設計。

指導學生從科學知識的應用角度開展小組討論，并進行創新設計。學生從所設計的作品中篩選出一個作品，從“畫”“仿”“移”三個角度進行討論、優化，利用不同的繪圖工具、軟件畫出設計圖。用技術圖樣實現無形到有形、抽象到具體的思維轉化。通過此活動，讓學生再一次鞏固和應用所學知識，加強學生靈活運用技術知識的能力，從而進一步培養學生的技術思維、工程思維和圖樣表達能力。

3.制作模型

根據不同的設計圖紙，選擇不同的加工工具，力求完成模型或原型的制作。在制作前，讓學生充分考慮材料的屬性、常用工具和設備的使用方法、安全操作程序、加工難易程度、工藝方法等。根據方案設計要求，進行材料選擇與規劃，工具選擇與使用。通過實踐活動，培養學生動手的能力和嚴謹細致、精益求精、追求卓越的工作態度，體驗工匠精神對技術制造質量的作用。

4.測試優化

完成作品后，到問題現場對作品的可行性和優劣性進行試驗，根據在現場試驗的應用要求，結合原始設計對作品進行不斷優化。

5.交流評價

學生通過自動澆水裝置的設計與制作，明確項目實施的全過程。尤其是實施階段，明確任務和要求，懂得查閱資料、自學、進行團隊研究等，知道每個環節都要思考為什么？這樣做行不行，好不好？能不能達到項目要求？是不是最佳設計方案？原理的選擇：選虹吸還是杠桿原理？連通器還是點滴澆灌？材料的選擇：選塑料還是金屬？布藝還是木質？雙層還是單層？加工工具的選擇：選曲線鋸、直線鋸、還是鋼鋸？手動還是電動？激光切割還是3D打??？控制系統的選擇：選定時控制、濕度傳感控制還是機關觸發控制？最后，將整個過程全部記錄在“自動澆水裝置信息采集表”中。

整個教學過程包含提問、小組討論、現場優化、制作、測試優化等環節，逐步將學生的思維從科學思維引導到技術思維，再由技術思維進一步提升到工程思維。同一個項目從不同的角度進行設計，可以讓學生在不斷的反思和比較中，對問題的認識更加深入，思維更具深度。

總之，教學過程以項目為載體，緊緊圍繞通用技術的核心素養開展。引導學生通過知識的遷移與應用來解決生活中自動澆水的問題，培養他們的技術意識;讓學生用草圖來表達自己的創意和想法，培養他們的圖樣表達和創新設計意識;讓學生經歷分析、討論、設計、優化自動澆水裝置的過程，培養他們的工程思維能力;在制作、優化過程中不斷提升他們的物化能力。整個教學會讓學生覺得技術可以讓生活更美好。

（責任編輯 黃? ?曉）