基于建構主義學習理論的技術素養提升路徑

曹豐錦

【摘 要】建構主義學習理論是關于學習者如何學習的理論。高中通用技術教師基于建構主義學習理論設計課堂教學，是提升學生技術素養的有效路徑。本文以“辨析結構的類型”為例，探索怎樣在課堂中以立德樹人為中心，厚植愛國情懷，激發學生的技術興趣，提升學生的技術意識和物化能力等技術素養。

【關鍵詞】建構主義 通用技術 愛國情懷 技術素養 提升路徑

2022年4月27日，由中華全國總工會主辦的首屆大國工匠創新交流大會在京開幕，大會以“技能強國、創新有我”為主題，習近平總書記致信祝賀；2022年5月1日，新修訂的《中華人民共和國職業教育法》開始施行；2023年5月26日，教育部等十八部門聯合印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，要求加強通用技術等學科教材修訂完善工作，培養學生核心素養。

一系列會議及政策文件有力推進了“科技強國”戰略目標的實現，也使得提升學生技術素養成為高中通用技術教師的迫切任務。通用技術教師基于建構主義學習理論設計課堂教學，是提升學生技術素養的有效路徑。將建構主義學習理論運用于高中通用技術課堂教學，有利于激發學生的技術興趣，提升學生的技術意識、創新設計、物化能力等核心素養。

一、對建構主義學習理論的本體認識

建構主義學習理論認為，學習過程不是學習者被動地接受知識，而是積極地建構知識的過程[1]。其核心內容用一句話概括就是：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構[2]。建構主義學習理論認為“情境”“協作”“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素，教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者[3]111。

二、基于建構主義學習理論的高中學生技術素養提升路徑

通用技術教師基于建構主義學習理論，用生活化的教學和技術產品讓學生體驗工匠精神對技術制造的獨特作用，可以提升學生的技術素養，培養學生成為有理念、會設計、能動手、善創造的技術人才。本文以“辨析結構的類型”課堂教學為例，探索如何以生活化體驗教學為契機、基于建構主義學習理論設計高中通用技術教學，厚植愛國情懷，提升學生技術素養。

“辨析結構的類型”是高中通用技術蘇教版《技術與設計2》第一單元“結構及其設計”第一節“常見結構的認識”的任務三。課程要求在前兩個任務的基礎上，教會高中學生辨析生活中常見結構的類型以及相應的受力特點。教師需要認真把握高中生學情—學生好奇心強，成功需求高，合作探究欲望強，喜歡動手體驗、在玩中學，且對結構的豐富性有一定的感知，對結構的受力分析也有一定的基礎。教師基于學情從技術體驗、技術意識、物化能力三個方面精心設計任務，樹立學生的技術規范意識和責任意識，以達到提升學生技術素養的目的。

1. 建構主義學習理論下的技術體驗激趣

建構主義學習理論認為，教師要成為學生建構意義的幫助者。這就要求教師在教學過程中激發學生的學習興趣，幫助學生形成學習動機[3]111。

為了讓學生認識生活中的三種結構類型—框架結構、實體結構和殼體結構，教師引入新課時展示自制的大型老年人落地折疊式可升降晾衣架，在學生的協助下進行現場組裝（見圖1），并讓學生在晾衣架上晾衣服，初步體驗生活中晾衣架的框架結構，以及此結構的穩定性和簡易性給行動不便的老年人所帶來的便利。

圖1 組裝晾衣架

接著請學生分別折斷一根筷子和一組（共五十六根）筷子（象征五十六個民族），從實體結構的受力中體驗、感受團隊的強大力量，滲透核心素養—“中華五十六個民族猶如五十六根筷子團結在一起，定會克服前進道路上的任何困難，不斷取得更大的勝利”。

為了認識殼體結構的受力情況，在學生的強烈推薦下，教師讓一位力氣大的男生演示用手心捏雞蛋。此男生從擔心將雞蛋捏碎到用盡全力也無法捏碎，在全班同學的笑聲中，教師趁機啟發學生思考雞蛋不易被捏碎的原因，感悟殼體結構的受力特點。然后再請學生在碗邊試著敲破蛋殼，通過學生輕松將蛋殼敲破的過程，區別體驗殼體結構在兩種情況下的受力特點和破碎原因。

本環節中，教師通過三個技術體驗活動讓學生感知結構的三種類型及其受力特點，用建構主義的激趣理論做指導進行教學，用老年人晾衣架的組裝引發學生對老年人的關愛，在五十六根筷子的體驗活動中厚植學生的愛國情懷，將立德樹人與技術素養有機融合，讓學生的心靈產生共振，從而產生學習通用技術知識的動機。

為了讓學生對殼體結構的受力有更直觀的認識，教師特意增加一個試驗活動，即用蛋殼強度測定儀（見圖2）

擠壓雞蛋，以測試蛋殼的受力大小。

在雞蛋上面蓋一個瓶蓋進行擠壓，教師緩慢增加測定儀所施加的力，當顯示受力為230牛頓左右時蛋殼才被擠破。教師又將瓶蓋移開，直接擠壓雞蛋，只用幾牛頓的力便聽到蛋殼“咔嚓”的破碎聲。

教師通過破蛋殼技術試驗對比，利用建構主義的“情境”要素，培養學生提取信息的能力，提升學生的工程思維能力，在體驗活動中激發學生對技術的熱愛和探索。

2. 建構主義學習理論下的技術意識滲透

建構主義學習理論認為，要在具體的情境中鍛煉學生解決問題的能力。體現在高中通用技術的學習中，就是通過技術探究活動培養學生技術探究的意識，讓學生養成技術探究的習慣，培養學生的技術意識。

本節課中，教師自制了三個模型—實體結構的木磚、框架結構的木制桿件、殼體結構的半個雞蛋殼，由學生分組分工進行技術探究活動。學生互相協作，將木磚搭成木墻，通過推、壓等操作體驗實體結構的受力情況；將桿件各邊移動，分別形成三角形、四邊形，探究不同形狀框架結構的受力特點；然后將半個雞蛋殼分別呈拱形向下放置和呈凹形向上放置，把鉛筆從高處釋放，用筆尖刺蛋殼，對比兩種不同的放置情況產生的不同效果，體驗殼體結構的受力特點（見圖3）。

學生通過自主探究，各小組很快總結出三種不同結構的受力特點—實體結構主要承受壓力，框架結構主要承受壓力和拉力，殼體結構受力均勻分散在表面。

為學以致用，將通用技術與生活相結合，教師特別準備了安全帽讓學生戴上。教師用木棍使勁敲擊安全帽，在“當當當”的敲擊聲中，學生安然無恙，以學生的親身體驗證明安全帽的殼體結構對人體頭部的保護作用。但教師并沒有就此結束，而是將安全帽內部的帽襯除去，讓學生再戴上安全帽體驗。當教師做著夸張的動作試著用力敲擊安全帽時，學生卻害怕并躲閃，用學生的話說就是：沒有帽襯的分散作用，外力直接作用于頭頂，安全帽的保護性能下降。從兩次生動的安全帽探究體驗活動中，學生總結出安全帽的外殼和帽襯的作用，教師也將生活中的安全教育融入探究活動中，使學生形成安全和責任意識（見圖4）。

圖4 教師演示安全帽性能

學生借助具體探究過程建構技術知識，認識力與結構的關系及其產生的影響，感悟不同的受力特點是不同結構存在的重要條件，體會常見結構類型的大概念，樹立合作探究意識，培養團隊精神、規范意識和責任意識。

教師利用建構主義學習理論在學習環境中的“情境”“協作”要素，進行探究教學設計，讓學生在參與體驗中開展技術探究，拉近了學生與通用技術的距離，使學生對后續學習有了更進一步的期待。

3. 建構主義學習理論下的物化能力培養

建構主義學習理論強調學生對學習的主動發現和對所學知識意義的主動建構。體現在本節課中，即調動學生根據不同結構受力特點搭建簡單的結構模型，讓學生體驗將方案轉化為有用物品的喜悅，增強學生的動手實踐和創造能力，積累一定的操作經驗。

在學習了前面三種典型結構的受力特點之后，教師利用廢紙，變廢為寶自制了懸索橋、拱架橋和梁架橋模型進行示范（見圖5），讓學生認識到通用技術離生活其實很近，也為介紹趙州橋歷史做鋪墊。

師：以殼體結構為主的趙州橋距今有1400多年歷史，是世界上現存年代久遠、跨度最長的單孔坦弧敞肩石拱橋。今天就讓同學們來挑戰趙州橋模型的搭建，感受中國智慧。

教師提供自制的十二組趙州橋模型泡沫條和自承重橋（倍力橋）模型木條，讓學生動手搭建，挑戰基本結構的搭建過程，從挑戰中領悟趙州橋屹立千年的秘密（見圖6）。學生熱情高漲，小組成員配合積極，在教師視頻動畫的指導下動手搭建。但看似簡單的趙州橋模型卻總是搭好又垮掉，自承重橋的搭建更復雜，多根木條要相互支撐，更考驗學生的動手能力和小組成員間的團隊協作能力。最后，教師公開表揚和獎勵搭建成功的幾個小組，同時鼓勵失敗的小組別氣餒。教師將模型全部留給學生，讓他們利用課后時間再進行搭建，學生們歡呼雀躍。從學生的歡呼聲中，看得出學生喜歡上了技術試驗活動，教師于無聲中向學生滲透了技術素養，增強了學生的民族自豪感。

學生通過趙州橋和自承重橋兩種基本結構的技術圖樣識讀，完成了相應結構的裝配，并對模型和草圖進行了簡單的評價。學生經歷多次失敗后才體會到技術試驗的成功，科學態度與責任得到培養，對結構類型的深度學習得到促進，形成了物化過程中嚴謹細致、精益求精、追求卓越的工作態度，提升了自身的物化能力。

教學是一場心靈的革命、課堂技術的革命，教師是學生學習激情的點燃者。基于建構主義學習理論的高中通用技術教學用技術體驗和技術探究活動點燃學生的學習熱情，培養學生的探究精神。好的理論指導是教學成功的基礎，貼近學生生活的體驗最容易引發學生的共鳴，本節課讓學生在驚奇和期待中進入技術世界，為厚植愛國情懷、提升學生的技術素養找到了新的路徑，也為學生的終身發展奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1] 李姍姍，劉文賢.基于建構主義學習理論的物理教學研究[J].山東師范大學學報（自然科學版），2009（1）：153-155．

[2] 曾德勝.基于建構主義理論的高中化學教學[J].南北橋，2017（18）：3．

[3] 何泉清.對建構主義數學觀的再認識[J].當代教育論壇，2006（12）．

本文系重慶市教育學會第十屆基礎教育科研立項課題“新高考1+2學科課堂育人教研的實踐研究”（課題編號：XH2021B209）的階段性研究成果。

（作者系重慶市永川區教師進修學校高中通用技術教研員，正高級教師）

責任編輯：趙繼瑩