高中技術課程融合的校本實踐研究

夏燕萍

【摘 要】高中技術課程雖然肩負著培養數字公民和技術創新人才的雙重責任，卻徘徊在高中階段的學科邊緣。設計與智造的核心理念就是從產品設計與智造的角度組織項目化教學，融合高中信息技術、通用技術乃至其他學科課程，基于學科大概念設計項目活動，引導學生開展基于“設計與智造”的沉浸式深度學習，從而發展高階思維，提升技術素養。本文主要介紹了該項目的問題、思路、方法和策略，并對實踐成效進行了分析，希望能對同行有所啟發。

【關鍵詞】設計;智造;技術課程;融合

【中圖分類號】G434 ? 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）06-047-04

當前高中技術課程的深度實施面臨一些難題：一是技術課時緊張，教師無暇研究選擇性必修和選修模塊，而這些模塊恰恰是支撐學生個性化發展和創新能力培養的基石。二是由于課程評價單一，目標僅僅是統考合格，導致師生發展乏力。三是過分強調學科中心，人為割裂學科間聯系，造成課程的孤立無援，課程資源有限，發展后勁不足。針對上述需求和問題，我們圍繞技術課程開展了多年的校本改革，主要解決三個問題：如何發揮教師能動性，利用有限的課時獲取最大的課程效益？如何激發學生興趣和主動性，實現技術素養的整體提升？如何培養和選拔特長學生，為其個性發展創設條件？

高中技術教育在數字公民和技術創新人才的早期培養方面大有可為。遵循2017版普通高中信息技術課程標準，秉承“獨立、協作、創造”的校訓，我們開始了探索培養會設計、能智造的高素質創新人才的新征程。

“設計與智造” 內涵構建

1.“設計與智造”的內涵

“設計與智造”一詞是基于產品視角，以勞動者為主體闡明技術課程目標及價值。技術課程的目標就是培養能設計、會智造的數字公民和技術創新人才，從而實現課程價值。

具體而言，“設計”是一種具有目的性、計劃性、技術性和藝術性的創意與創作活動，需要設計思維[1]。“制造”是指工業時代把各種原材料加工成人們需要的大型工具、器械、生活消費等實物產品的過程，需要工程思維。“智造”則是“智能制造”的簡稱，是指發揮人類的智慧，運用人工智能、互聯網、大數據、云計算等新技術來開展創造性活動，形成具有創新性的物化產品，需要計算思維。

高中階段可設計、可創造的作品或產品有很多種，如程序類、網絡類、多媒體類、手工類、機械類和電子類等。所有產品的原型都需要“設計”，實物產品需要“制造”，“智能產品”則需要“智造”，從設計到智造需要循序漸進的過程。在設計與智造的學習過程中，高中生能夠體驗到設計師、工程師和程序員的工作過程，真正地在“學中做、做中學”，自主高效地思考與創造，發展學科思維，提高創新能力，從而實現技術素養的提升。

2.“設計與智造”的理論基礎

“設計與智造”遵循杜威的實用主義理論。我們認同“教育即生活、學校即社會”，致力于把學生從產品使用者塑造成產品的設計者、智造者，強調學生“從活動中學，從經驗中學”。

“設計與智造”遵循維果斯基和戴克斯的活動理論。[2]在基于活動理論的教學模型中，技術課堂就是一個活動系統，師生共同構成活動主體，而活動的客體即是“設計與智造”的目標對象，技術則是主體作用于客體的工具和媒介，包括一切物質工具和智力工具。師生在活動過程中可以形成一種更為持久的技術文化互動模式，有利于素養形成。

“設計與智造”借鑒了柯林斯等人的認知學徒理論[3]。項目活動采用了認知學徒制的教學方法（如示范、指導、搭建腳手架、清晰表達、反思、探究）和活動序列（如復雜性遞增、多樣性遞增、全局先于局部）等。

聚焦“設計與智造”，融合技術課程，統整學習方式

首先，基于2017版普通高中信息技術和通用技術的課程標準，結合學校已有的校本選修、創客活動和社團課程，我們搭建了技術課程融合的建設框架，將相關內容整合為“技術與設計”“數據與計算”“媒體設計”和“智能制造”四個課程系列（圖1）。

其次，我們基于“設計與智造”統整學習方式。余文森認為，學習方式是以弘揚人的主體性為宗旨，以促進人的可持續發展為目的，由許多具體方式構成的多維度、具有不同層次結構的開放系統。有效的學習方式應該具有主動性、獨立性、獨特性、意義性、交往性、體驗性、問題性和創新性這八種特征。[4]研究表明，基于創造的學習是人類自身最基本的學習方式。因為，創造者在真實問題情境中用心、動手、動腦解決問題，創造過程的本身就是學習發生的直接證據。[5]“設計與智造”就屬于創造性活動，是基于大概念的項目學習，遵循活動理論開展教學，引領學生在“設計與智造”的過程中開展沉浸式深度學習。

所有產品的設計都始于設計思維。因此，在產品設計階段，我們按照國際上普遍認同的設計思維“五步說”分為五個階段展開。[6]事實上，我們將“制造”和“智造”這兩個階段合并到“設計思維”第四步的“建立模型”階段，從而用設計思維統整了另兩種思維。如表1。

高中技術課程融合的具體實踐

高中技術課程肩負著提升高中生整體的技術素養和培養技術創新人才的雙重責任。因此解決全體學生的技術普及、特長學生的技術提高和拔尖學生的技術培優問題是重中之重。學校制定了課程分層和學生分層的實施方案，力圖以學生為中心，開展“設計與智造”學習，形成技術課程融合育人的新模式。具體而言，該模式可以概括為三大層面：首先是面向全體學生，開設初高中銜接課程、信息與通用必修課程，組織科技活動;其次是面向特長學生，拓展校本選修課程，促進跨學科融合;最后是面向拔尖學生，組織特色社團活動和創新競賽，提升學生綜合素養。

1.扎實教學研討，開好國家課程

2017版普通高中信息技術新課程標準出臺后，技術組就定期安排骨干教師開設講座，從核心素養、項目教學、大概念、大單元等方面研讀課程標準。在此基礎上，學校提前一年開展了新課程教學。教師通過集體備課扎實推進教學，效果良好。2020年9月新教材教學伊始，學校就被指定為無錫市北片8所直屬高中的信息技術教研活動基地，每個月組織片區教研活動，同步分享新教材教學設計及資源，得到片區同行的一致好評。學校的高一新生初高中銜接課程安排在每年暑假，已經實行了8年。學校組織了信息學和創客夏令營，開設編程、開源硬件、3D打印、手機編程等課程，每年約有半數新生參加學習。這也是必修課程實施成功的前提和保障。

2.打造校本課程，豐富教學資源

按照融合課程建設框架，組內教師結合自身興趣和特長，進行校本課程設計。校本課程的設計采用了ADDIE模型，主要包括五個步驟：分析（Analysis）、設計（Design）、開發（Develop）、實施（Implement）和評估（Evaluate）。[7]經過兩輪的教學實踐，比較成熟的校本課程達到9門，占到校本課程總數的四分之一。校本課程的開設對教學環境和資源都有較高要求，在開發課程的同時，學校也在同步建設技術課程中心，積累教學資源。

3.培養跨界師資，組織各類社團及競賽活動

師資力量是培養拔尖創新人才的根本保障。在教師培養方面，學校選送年富力強、基礎扎實、具有研究生學歷的青年教師外出參加各類培訓，有意識地擴展教師知識與技能的廣度和深度，培養了多位全能型教師。

以上三個步驟分別說明了課程與學生的分層教學過程。“設計與智造”項目的成敗、學科核心素養的落實關鍵在于教學實施。因此，項目組采用了行動研究的方法，定期開展教研活動，分享經驗與成果，反思問題與不足，不斷改善教學效果。

實踐成效分析

在定期研討的行動研究過程中，項目組構建了校本特色的課程體系，形成了課程設計模式，歸納了典型學習方式，梳理了學習活動的設計策略。整個項目有序而平穩地開展，達成了預定目標。

1.構建了以“設計與智造”為核心的技術課程融合體系

課程體系的四個模塊，強化了國家課程的核心地位，凸顯了校本課程和社團活動特色，實現了國家課程、校本課程與社團活動協調并進的樣態。如校本選修課程有C++程序設計、Python程序設計、智能手機創意項目開發、融媒體新聞采編、微電影創作、三維設計與智造、開源小車比賽項目設計、人工智能-自然語言理解、汽車文化與概念設計等。

所有課程都以“設計與智造”為主線，要求學生完成具體的項目作品。信息技術和通用技術課程的必修都是開設兩個學期，周課時2節。技術類校本課程針對高一年級開設一年，學生走班每周2課時。技術組每年開設7～8門課程，選修人數保持在450人左右，占到年級半數以上，為后續的社團活動和競賽輔導培養了大批特長學生。

2.形成了“設計與智造”項目的課程設計模式

“設計與智造”課程都是從產品設計開始的，所以教師按照設計思維的理念去安排項目教學活動是最合理的。教師通過項目活動，讓學生體驗從用戶需求入手，遵循明確問題、設計方案、建立模型和測試評估的思路，進而開展“設計與智造”。如圖2。

3.歸納了“設計與智造”的典型學習方式

“設計與智造”以大項目方式整合學習內容，基于設計思維模式開展項目實施，構建了“設計與智造”項目化學習模式[8]（圖3）。

4.總結了學習活動的設計策略

在“設計與智造”學習中，教師強調學習內容的情境化和整體性、學習活動的實踐性和自主性、學習思維的可視化和深度化，學習評價的過程性和伴隨性。

5.建設了學習環境與課程資源

與課程框架相對應，學校建設了“設計與智造”學習中心，分成四個區域，共13個教室和場館，配備了相應的軟硬件系統和學習平臺。所有校本課程都積累了豐富的教學資源，保存在學校專用的nas空間和移動硬盤上，并且定期維護更新。“三維設計與智造”課程共享在中望青少年三維創意社區中，目前有來自全國各地的約6000人次學習，202人次下載，產生一定影響。

綜上，雖然“設計與智造”項目取得了一些成果，但后續還有很多問題值得研究。例如，如何開發更多的校本課程，使課程由點及面？如何基于教學平臺融合各種學習方式，更好地支持學生的個性化混合學習？如何構建科學的學業質量評價體系，實現對學生學業的精準評估？為了實現學生技術素養的整體提升及優秀創新人才個性化發展這一雙重責任，我們還在努力。

注：本文系2019年江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目“設計與智造：統整理念下高中生學習方式的變革”階段性成果

參考文獻

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