通用技術教學中對學生工程思維和能力的培養

黃霞

摘 要：通用技術課程是一門立足實踐、注重創造、高度綜合、科學與人文融合的課程。為了適應新課標，在通用技術教學和課程設計等環節中，使學生能夠建立起工程意識和工程觀念，要培養學生的工程思維，并運用工程思維指導創新項目的實踐。

關鍵詞：通用技術教學;工程思維;能力培養

通用技術課程是以培養學生的技術設計和應用能力為主，鼓勵學生手腦并用與知行合一，增強技術思想和方法的學習與運用，發展工程思維和創造能力，提高解決技術問題的綜合能力的一門課程。通用技術課程培養學生的工程思維能力，是教學工作中的一個重要任務。要培養學生用工程的觀點分析和思考實際問題，學生只有對工程實際問題建立起工程的思維方式，才能真正獲得可用在一些研究領域的日常知識和社會技能。

一、工程思維的內涵

工程思維是指在系統思想指導下對系統內在結構、功能、要素、關聯性等進行分析、處理、解決實際問題，并以追求系統最大化（最小化）為目的的思維方式。

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，形成和發展于工程的整個完成過程中。培養學生的工程思維，需要從工程思考、要素分析、整體規劃、方案設計、實施等方面進行分析。

二、通用技術教學中培養學生的工程思維能力

教學活動中，教師是主導，學生是主體。在教學過程中使學生建立起工程意識，學會用工程觀念和思維方法去分析、解決工程實際問題。在實踐過程中著重引導學生從設計到完成方案，突出思想和方法在設計過程中的應用，指導學生運用系統分析的方法處理問題，一個創新項目的完成使學生能夠認識系統與工程的多樣性、復雜性和綜合性。

三、教學案例設計——多功能收納盒

根據必修一模塊，以制作“多功能收納盒（教師用）”為例，談通用技術課程教學實踐中，如何培養學生的工程思維和能力。

1.創設情境，確定項目

每天我們都要工作和學習，經常看到老師的桌面上都是凌亂不堪的，都無暇打理。創設生活情境，激發學生思考，并提出一些問題，如同學們有沒有想過這個問題我們要怎樣解決？

學生進行觀察，明確所要收納的物品。小組討論明確設計要求：穩定性好，易于搬動;易于制作、經久耐用;美觀，色彩搭配合理;占用空間不宜過大。

2.方案構思，形成方案

教師提供450×300×5mm的木板及木工工具，學生4人一組，根據小組成員的技能與經驗做出預判，進行分工合作。

（1）提前上網查閱相關資料。上課時，組內討論交流，學生的想法有些很奇特，有些很務實，有些過于簡單，有的不切實際，最終每組形成統一的設計方案并繪制出草圖。工程設計思維可用設計圖紙體現出來。

（2）形成方案后繪制三視圖，標注尺寸，并檢查視圖是否繪制準確。按照《技術圖樣的繪制》的要求認真繪圖，這是成為“設計師”和“工程師”的基本要求。

（3）繪制三視圖的同時，其他學生用廢舊報紙或紙箱子，做出一個草模，檢驗設計方案是否有誤，并作出調整。

3.制作模型，形成產品

模型制作，屬于創意形成和工程思維實施階段。

（1）畫分解圖

教師提出要求：收納盒的各面板之間要采用榫卯結構連接，這是對我國優秀傳統文化的傳承，也是對學生技藝的考驗。介紹燕尾榫和梳齒榫，選擇一種連接方式。

學生根據三視圖進行分解，畫出每個面的分解圖，并標注相應的序號，為后期的加工制作打下基礎。

（2）劃線

根據分解圖在木板上進行劃線，將每個面的分解圖繪制在木板上，同時考慮到榫頭和榫眼的位置，要求繪圖一定要精準，同時還要考慮木板的合理利用，避免造成不必要的浪費。在此過程中提升學生對待設計科學嚴謹的態度。畫分解圖是工程思維的體現，要考慮到每塊板與板之間的連接，考慮不周全就會導致拼接不上。

（3）加工制作

利用《工藝》課中所學木工工具的操作規范及要領，對木板進行鋸割。組內的每位成員合理分工，相互配合，體現小組的團隊精神。在制作過程中，會遇到很多問題，如把線鋸歪了、把木板鑿劈了等問題，鼓勵大家想辦法解決。這是學生將創意實現成產品的過程，也是本項目設計的核心環節。

（4）組裝

所有零部件完成后進行組裝，組裝過程中，大家遇到很多問題，如榫頭太小，榫眼開大了，加工精度不高，無法做到“嚴絲合縫”，必須使用熱熔膠槍進行加固，這讓學生體會到誤差和設計失誤帶來的后果，深刻認識到“精益求精”。

（5）美化

組裝后，多數學生采用顏料裝飾，也有學生使用“包書紙”的方式。

4.分享交流，總結評價

展示作品，進行匯報，并介紹作品的創意之處，制作過程中遇到的問題和困難，又是如何解決的等。

學生看著自己的作品，感受到成功的喜悅。深刻認識到多功能收納盒作為一個系統，要考慮到每一個零部件和每個環節，稍有失誤都會影響到整體，在合作探究過程中，形成了一定的技術意識和工程意識，培養了科學嚴謹的態度，提升了工程思維的能力，也提高了學科綜合素養與創新實踐能力。

活動中讓我感受到學生的聰明才智，意識到工程思維和能力的培養不是一朝一夕的事情，以后的教學中，我會結合實際尋找好的活動項目，讓學生學會把握全局，真正體會到解決工程問題的思路和方法。

參考文獻：

中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準[M].北京：人民教育出版社，2007.