指向深度學習的通用技術實踐活動的設計

王彥

【摘要】在通用技術課程教學實踐中，以“技術試驗及其方法”這節課為例，設計一個學生通過已經完成的作品進行二度實踐的實踐活動，推進教師引導、學生自主探究并利用新知改進已有結構，觸發學生的真實思考與實踐。以對真實的案例進行技術試驗的設計和實踐活動為手段，以落實通用技術學科核心素養為目標，有效推進深度學習的發生。

【關鍵詞】深度學習；二度實踐；技術試驗；實踐活動

“技術試驗及其方法”這節的內容是蘇教版通用技術必修“技術與設計1”第二章“技術世界中的設計”的第四節。為讓學生真正掌握技術試驗和撰寫試驗報告的方法，在第1課時中我們學習到了技術試驗的常見類型和方法，并了解了技術試驗報告的寫作要求，在學生了解了基本的理論知識框架之后，我們結合了學生在本章第3節“設計一般過程”中的實踐作品—古代投石機做二度實踐（圖1），進行一個真實的技術試驗及撰寫試驗報告體驗活動。

在“設計一般過程”的學習主要是考察學生在設計的一般過程及模型制作中學習的掌握情況，學生設計并制作了一個簡單的投石機械結構，這個設計只是讓大家完成投石功能即可，學生對設計的一般過程、模型制作有了一定的體驗和了解，但對投石距離沒有詳細、量化的指標。結合“技術試驗及其方法”第1課時的技術試驗的方法和技術試驗報告的寫作要求，我們利用深度學習理念來指導本節的學習。在這個單元設計之初，我們就考慮學生在“結構設計”一節中制作作品時要讓其物盡所用，要貫穿于整章的學習過程，后面的章節也同樣可以使用。根據深度學習理論，我們先讓學生學習技術試驗的相關理論以及認識相關的測量工具，然后再指導學生進行二度實踐，讓學生自主地去探究現實的問題、試驗、并得出結論、最后驗證，使深度學習得到真正的貫徹落實。設計思路如表1所示。

一、教學設計

1.教材分析

本節由走進技術試驗和撰寫試驗報告兩個任務構成，其中“走進技術試驗”主要是讓學生理解技術試驗的概念及其意義，指導技術試驗常見的類型和方法。“撰寫試驗報告”主要是讓學生了解技術試驗報告的寫作方法，理解技術試驗的重要性。本次課需要2個課時完成。本節實踐課的重點是利用學生在本章第3節“設計一般過程”中的實踐作品—古代投石機進行深度學習體驗，利用前節所學知識學會自己設計試驗報告，記錄試驗數據并撰寫技術試驗報告。

2.教學目標

本節課以實踐為主。根據學生前面已經學習了的內容，確立以下教學目標：

（1）學會設計試驗報告；

（2）小組分組規劃試驗方案；

（3）進行技術試驗，記錄試驗數據，撰寫完整的試驗報告。讓學生知道在技術試驗中注重實事求是的精神，形成富有責任感的技術意識；

（4）重點和難點。重點：技術試驗的實施及報告的寫作；難點：掌握一種技術試驗的方法及技術試驗的實施。

3.教學手段

因為本節課的內容以測試投石機的性能為載體，讓學生動手試驗為課堂教學主線，以視頻和教具的技術資料輔助教師激發學生的學習興趣，充分調動學生參與動手試驗的積極性和主動性，達到體驗式學習，提高教學質量和效率的目的。

4.教學方法

為充分體現老師的主導作用、學生的主體地位，在教學過程中采用教師演示引導，學生主動探究式學習等教學方法。

5.學習方法

學生以4人一組為單位，通過老師課堂上的引導，分析出影響投石距離的三個維度的主要因素。為了提高課堂的效果，對應三個維度分為三個大組別進行各自的試驗，最后通過交流匯總，形成一個完整的技術試驗結論。

二、教學過程（利用投石機載體、課件進行實踐活動）

1.組織教學：學生入座，點名和播放準備課件，準備試驗材料。

2.（任務一）：如何設計技術試驗報告。

如何設計技術試驗報告表？可根據我們的試驗目的，針對試驗的對象的特點進行設計。主要設計思路如表2所示。

3.（任務二）：以投石機模型為載體、開展技術試驗并撰寫試驗報告，讓學生完整地體驗技術試驗到結論的全過程。

（1）觀看視頻資料：（視頻展示了按作戰用途分的輕型、中型和重型投石機，按發射原理的不同分的人力投石機、配重投石機、彈力投石機和混合投射機，使學生了解各種投石機的原理和作用。它的遠程攻擊特性使敵人的城墻和軍隊士氣受到了嚴重的打擊，讓大家明白了投石機是古代攻城掠地不可缺少的重型攻城機械）看完以后，教師通過視頻背景資料提出問題：投石機的優勢是什么？

（學生討論回答）

（2）教師繼續提問：既然投石機是一種遠程攻城武器，那如何讓投石機投得更遠呢？

導出討論問題：投石機的投射距離與什么因素有關？（學生討論）

（3）利用實物模型展示引導學生答出影響投射距離的因素：角度、力度和高度。

4.介紹試驗準備工作，分發各種測量工具和記錄表格。

公用材料：卷尺、沙包（投擲物）。

角度工具：角度測量儀、投射角度限位裝置。

力度工具：測力計、橡皮筋若干。

高度工具：投擲點定位裝置。

5.分組安排技術試驗。教師現場巡視，指導學生分組完成技術試驗。

（1）組長（負責組織、匯報）1人；

（2）撰寫文本、記錄數據1人；

（3）投射員1人；

（4）測量距離1人。

6.（任務三）：交流匯總展示。

（1）各組展示試驗結果，匯總組合驗證結論。

第1組為高度組：發射的高度越高，發射距離越遠。發射高度與投射距離成正比。

第2組為力度組：投射力度越大，投射距離越遠。發射力度與投射距離成正比。

第3組為角度組：由于各組模型的制作工藝、精度不同，角度在接近35～40度的時候，投射距離最大。與按照物理斜拋公式計算，最佳投射角度應為45度，經過技術試驗測試發現由于空氣阻力、結構設計方面等因素影響，理論計算結果和實際投射角度是有差距的。

（2）驗證結論：請各小組將三組探究的結果，按最優數據改造自己的投石機，驗證是否增大了投射距離？（經過實際用激光測距儀測量，最遠的一組投石機的投石距離超過了原先的3倍距離。）

（3）階段性評價。

評分標準：一次評分=（? ）度改進后/初始作品投射距離；二次評分=三維度綜合改進/初始作品投射距離；綜合評分=一次評分+二次評分。

7.課堂小結。

（1）試驗報告是技術試驗的成果，包含試驗主題、目的、過程、記錄、結論等。

（2）要求試驗者具有科學的精神、嚴謹的態度、頑強的毅力。

①態度要端正；

②方法要準確；

③要反復驗證。

（3）做好技術試驗報告在初期可以幫助我們檢驗設計的可行性；在中期可以幫助我們發現問題、探究規律；在設計后期可以幫助我們優化設計，為我們評價提供準確客觀的數據。

8.布置課后拓展任務。

針對一款我們常用的書立架，參考課本及利用所學知識，構思測試其穩定性的試驗方案。為指導后續技術試驗并獲得相關數據和結論，請設計一份技術試驗方案。

9.課后反思。

（1）為了增加課堂效率，在本節課之前應讓學生對力度、角度和高度等測試工具有所熟悉，并掌握正確的測量方法。

（2）在選擇測距工具時我們一般使用的卷尺，但實際測試中由于人為因素影響誤差較大，建議給每組配備激光測距儀，以便更準確地得到數據。

綜上所述，在本節的教學中利用投石機的設計實驗作為教學載體，進行了深入的探究和學習，讓學生利用所學知識進行技術試驗，對自己設計的產品撰寫技術試驗報告。通過基于真實情境的自主實踐，使其在工程思維、系統思維和創造性思維方面得到了鍛煉和提升，達到了知識遷移的目的，有效地推進了深度學習的發生。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養[J].教肓科學出版社，2019（12）.

[3]葉朝暉.利用二度實踐推進通用技術課堂的深度學習[J].新教育，2022（17）.