基于項目的通用技術教學中學生工程思維的培養

趙昕

摘 要 通用技術學科學生的核心素養包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力五個方面。其中，工程思維貫穿工程的設計與實施，指導人類把設計結果通過工程實踐活動而變為現實，工程思維的培養是工程教育的核心任務，也是通用技術學科核心素養中的重要部分。作為通用技術教學中最常用的教學方法，項目式教學培養學生的系統分析能力、統籌能力等，適用于綜合培養學生工程思維。本文思考了如何在通用技術教學中選擇教學項目，使工程思維的培養更有效。

關鍵詞 通用技術 工程思維 項目教學法

中圖分類號：G633.94文獻標識碼：A

2016年9月，中國學生發展核心素養研究成果發布。提出中國學生發展核心素養以培養“全面發展的人”為核心，通用技術學科學生的核心素養包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力五個方面。為通用技術教學中，如何培養學生的技術素養提供了指導思想。其中，“工程思維”是人類最常見、最重要的思維方式，在工程教育中，工程思維方式的教育和培養是最核心的任務和內容之一。

項目教學法符合技術學習、工程教育的特點，符合課程標準中提倡學生“經歷完整的技術設計過程”，在此過程中形成技術觀、獲得技術素養的提升。立足于創新項目實踐教學，結合教學內容進行合理的項目設計，可以流暢的完成課程目標，并在此過程中培養學生的核心素養、特別是“工程思維”的培養。

1通用技術教學與工程思維培養

工程思維是以系統分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維。要求學生能夠認識系統與工程的多樣性和復雜性;能運用系統分析的方法，針對某一具體技術領域的問題進行要素分析、方案構思及比較權衡;領悟結構、流程、系統、控制基本思想和方法的實際運用，并能用其進行簡單的決策分析和性能評估。工程思維與工程教育密切相關。由于在工程教育的歷史進程中，缺乏工程思維教育意識一直是一個嚴重缺陷，于是，在20世紀末開始的工程教育改革中，空前重視工程思維教育就成為了工程教育改革的重要任務和內容之一。

在中學階段，通用技術學科的任務是使學生熟悉、應用較為寬泛的、體現基礎性和通用性并與專業技術相區別的技術，關注在日常生活中應用廣泛，對廣大學生的發展具有廣泛遷移價值的技術，強調實踐與技術的綜合應用，正是這一特點，使通用技術學科教學承擔著培養中學生工程思維的任務。

2項目教學法與工程思維的培養

工程具有不同于科學、技術的本質特征， 它是一種造物實踐。工程思維的培養，必須依靠系統的實踐活動，將工程思維的培養貫穿實踐活動始終。麻省理工學院等四所工科院校于2004年創立的CDIO模式成就斐然。CDIO模式把工程活動的完整周期劃分為“構思——設計——實施——運行”四個階段，要求以貫徹和落實這個全生命周期過程為工程教育改革 的核心內容。雖然在CDIO模式中沒有明確使用“工程思維”這個概念，但就其具體內容而言，它已經在實際上通過闡述“構思——設計——實施——運行”四個階段而“全面”涉及了工程思維的內容。

項目教學法實施時，教師將一個相對獨立的項目交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。這一過程與CDIO模式中“構思——設計——實施——運行”的流程非常吻合。項目教學法從實際問題出發，強調知識的綜合應用，非常適合對學生工程思維的培養和訓練。

3如何基于通用技術教學項目培養學生工程思維

在教學中，發揮項目教學的優勢，以項目貫穿教學內容，是現階段通用技術最常用的教學方法。項目的實施過程本身就是一個系統的工程，包含了工程設計、統籌、規劃、實施。因此，基于項目開展通用技術教學，可以將工程思維的培養貫穿始終。此外，好的教學項目，可以避免學生單一的技能訓練，促進學生共通能力的發展。

適于培養學生工程思維的項目應具備如下特點：

3.1項目應具有較強的實踐性和價值

工程思維是面向現實問題的，以實現并物化某種預期設想，設計、籌謀、構建并物化理想性的人工系統。因此，為學生設計解決真實問題的項目，選擇具有實際應用價值、可實踐的項目，才有可能培養真正的工程思維。同時，將學生投入到“真實問題”的解決中，有利于激發學生的興趣。

3.2項目的實施應需要學生的權衡和統籌

工程思維需要在真實的系統工程中培養，理想狀態的設定不利于工程思維中統籌性和規劃性思維的培養。通用技術教學項目，應選擇需要學生統籌、權衡和作出選擇的項目，項目實施過程中，為學生設定成本、功能、環境等多方面的限定條件，學生在限定條件下、根據自己的目的，選擇最優化的設計結果，有助于工程以最小的成本、代價與風險獲得最大的收益（ 效率、效益與效力），是項目取得實效性的客觀要求與根本保證。有利于學生工程思維的培養。

3.3項目的成果應是開放的、多元的

工程思維則是一種殊相思維， 它與具體的“個別對象”聯系在一起， 有很強的“情景依賴性”。任何工程項目都是“唯一對象”或“一次性的”，通用技術項目的每一項學生成果，也都是“獨一無二”的。

教師設計項目時，應為學生成果的差異性提供空間，使項目的結果指向于多元化的學生成果。學生在實施之初，應有明確的目的，在這一目的指導下，完成與眾不同的成果。評價成果的標準，應是學生項目設計的目標達成情況。

3.4項目實施過程兼顧其他核心素養

項目實施過程，是以工程思維貫穿始終，在不同階段突出培養各方面核心素養的過程。在項目設計初期，學生需要在目標指導下、進行創新設計，以圖樣表達的形式展現自己的設計，項目實施過程中，學生通過實踐和制作，發展自己的物化能力。因此，完整的項目式教學，工程思維的培養與其他方面的核心素養培養是滲透在一起的。

3.5項目設計應具有科學性和藝術性

項目實施過程不僅是工程思維培養的過程，同時也是學生科學思維、藝術思維發展的過程：設計的原理，需要遵循科學性原則;項目實施中，需要綜合運用多學科科學知識;成果的設計中，處處體現審美意識，工程造物應該是符合審美訴求的。工程活動應體現學生的藝術性與創造性思維。

4結語

工程思維與其他思維方式（ 科學思維、技術思維等）有截然不同的思維特征與特殊要求，通用技術教學中，需要特別關注工程思維的培養。同時，工程思維的特點決定它可以作為一條學生培養的主線，貫穿于技術意識、創新設計、圖樣表達、物化能力培養過程中。

項目式教學，在項目教學中，學習過程成為一個學生參與的創造實踐活動，學生在項目實踐過程中，理解教學內容，體驗創新的艱辛與樂趣，培養分析問題和解決問題的思想和方法。項目綜合性強、強調實踐，選擇合適的項目，可以助力學生工程性思維的培養。

通用技術教師理解工程活動的價值和地位、理解工程思維的復雜性、系統性、等特點;將工程思維貫穿應用于課程的設計、實施、評價反思過程，應成為通用技術教學研究的重點之一。

參考文獻

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