基于工程實(shí)踐的非遺項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)踐

教師以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為橋梁，將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，不僅能夠促進(jìn)學(xué)生對非遺文化的深刻理解和文化自信的建立，還能有效培育他們的工程思維和實(shí)踐能力。這種融合傳統(tǒng)與現(xiàn)代、理論與實(shí)踐的教育模式，不僅為傳統(tǒng)文化的傳承注入了新的活力，也為學(xué)生核心素質(zhì)的提升提供了多維度、深層次的學(xué)習(xí)平臺，是一項(xiàng)極具價(jià)值和深遠(yuǎn)影響的教育實(shí)踐。

一、依托教材，發(fā)掘項(xiàng)目載體

研讀小學(xué)科學(xué)教材可以發(fā)現(xiàn)，教材中蘊(yùn)含著與我國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)緊密相關(guān)的豐富內(nèi)容，如紙的發(fā)明、指南針以及走馬燈的制作等。這些內(nèi)容中，一部分以閱讀的形式出現(xiàn)，旨在讓學(xué)生理解和體驗(yàn)其背后的科學(xué)原理，但他們對相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識主要停留在知識層面；一部分雖然安排了相關(guān)的工程實(shí)踐，但在實(shí)際操作中由于教學(xué)時(shí)間的限制，教師往往會(huì)對這些工程實(shí)踐進(jìn)行簡化處理，使學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)知主要停留在技能層面。

以走馬燈的制作為例，學(xué)生探究了相關(guān)科學(xué)原理后，教材安排他們制作簡易的走馬燈（如圖1），通過在兩只紙杯的側(cè)面和頂部開孔形成空氣對流，推動(dòng)紙杯的轉(zhuǎn)動(dòng)。該作品取材容易、制作簡單，能充分體現(xiàn)走馬燈的科學(xué)原理，也正因如此，導(dǎo)致作品缺少了趣味、創(chuàng)意和美感。這樣的工程實(shí)踐教學(xué)“學(xué)科味”較重，學(xué)生很難從中體會(huì)到非遺中的精湛工藝和美學(xué)價(jià)值。

教材中的非遺內(nèi)容是開展工程實(shí)踐教學(xué)的理想載體。教師可在引領(lǐng)學(xué)生深入挖掘走馬燈的發(fā)展演變過程與文化內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，激勵(lì)他們從科學(xué)原理、材料選擇、制作過程、光影效果和表演形式等多方面開展研究，通過融入現(xiàn)代元素和新材料，改進(jìn)制作工藝等手段推動(dòng)走馬燈制作技藝的傳承與發(fā)展。這樣不僅有助于學(xué)生全面深入地了解非遺的內(nèi)涵和價(jià)值，更有效地瓦解了學(xué)科內(nèi)的“小院高墻”，解決了學(xué)科知識與社會(huì)發(fā)展脫鉤斷鏈的問題，推進(jìn)教育從學(xué)科本位向育人本位的轉(zhuǎn)變。

二、縱向聯(lián)結(jié)，在具身體驗(yàn)中走向深度學(xué)習(xí)

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的教學(xué)應(yīng)強(qiáng)化學(xué)段間的連貫性，在學(xué)段間建立縱向聯(lián)系，讓學(xué)生在解決真實(shí)問題的過程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的連續(xù)性，在具身體驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)他們批判性思維和問題解決能力的發(fā)展。

以走馬燈的制作和創(chuàng)新為例，學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)走馬燈依賴于點(diǎn)燃蠟燭產(chǎn)生的熱空氣作為動(dòng)力源，在安全性和便利性方面存在不足，限制了其在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生需要從材料選擇、動(dòng)力裝置、框架結(jié)構(gòu)等方面聯(lián)結(jié)不同學(xué)段的學(xué)科知識進(jìn)行運(yùn)用。在選擇材料時(shí)，學(xué)生不僅要關(guān)注材料的透光性、耐熱性，還要關(guān)注材料的結(jié)實(shí)程度。什么框架結(jié)構(gòu)既穩(wěn)定又省材料？如何分別通過熱空氣、電力、風(fēng)力、太陽能等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)？它們之間有什么區(qū)別？這些都是項(xiàng)目中實(shí)際需要考慮并解決的問題。以蘇教版教材為例，為了解決這些問題，學(xué)生需要主動(dòng)整合不同學(xué)段的學(xué)習(xí)內(nèi)容（如圖2），自主建立知識間的聯(lián)系，在一個(gè)連續(xù)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)中深化理解。這種學(xué)習(xí)方式有助于他們在深度學(xué)習(xí)中形成更為全面的知識結(jié)構(gòu)。

三、學(xué)科統(tǒng)整，在實(shí)踐創(chuàng)新中培育跨學(xué)科素養(yǎng)

跨學(xué)科素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要組成部分，學(xué)校教育不僅要培育學(xué)習(xí)者的學(xué)科素養(yǎng)，更要培育他們的跨學(xué)科素養(yǎng)。融合非遺與工程實(shí)踐的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的一種形式，是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑。

該項(xiàng)目融合了科學(xué)、語文、美術(shù)等多學(xué)科知識，是理想的培育跨素養(yǎng)的教學(xué)載體（見表1）。項(xiàng)目基于學(xué)生的基礎(chǔ)、體驗(yàn)和興趣，圍繞真實(shí)問題，運(yùn)用并整合多學(xué)科相關(guān)知識和方法開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，打破學(xué)科間的壁壘，使學(xué)生在聚焦問題解決的創(chuàng)新實(shí)踐中探尋知識的價(jià)值和意義，有助于培養(yǎng)他們的批判創(chuàng)新、社會(huì)責(zé)任、合作能力等應(yīng)對未來生活的跨學(xué)科素養(yǎng)。

四、實(shí)踐操作，在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中落實(shí)核心素養(yǎng)

該項(xiàng)目旨在讓學(xué)生理解走馬燈的文化和科學(xué)背景，并在感受非遺魅力的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需求提出研究問題，運(yùn)用跨學(xué)科知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)規(guī)劃、美學(xué)考慮、光源選擇和動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生還需要考慮材料的可用性、成本效益、安全性和環(huán)保性。隨后，通過實(shí)踐操作將設(shè)計(jì)物化成原型，并在測試中評估走馬燈的功能實(shí)現(xiàn)度和美學(xué)效果。最后，通過展示評價(jià)促進(jìn)項(xiàng)目的迭代優(yōu)化。

1.創(chuàng)設(shè)情境，明確任務(wù)

在濃厚的校園非遺文化節(jié)氛圍中，教師巧妙地抓住這一契機(jī)，整合教材中非遺精髓，創(chuàng)設(shè)了通過制作走馬燈來豐富校園非遺文化節(jié)這一情境。學(xué)生首先通過查閱資料和觀看紀(jì)錄片，深入了解走馬燈的歷史背景和文化價(jià)值。隨后，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生對市場上的走馬燈進(jìn)行了拆解、分析，探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。通過分析走馬燈的結(jié)構(gòu)和科學(xué)原理，學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)走馬燈依賴于點(diǎn)燃蠟燭產(chǎn)生的熱空氣作為動(dòng)力源，這種方法雖然具有歷史意義，但在安全和環(huán)保方面存在不足。在認(rèn)識到傳統(tǒng)走馬燈這一局限性后，學(xué)生結(jié)合校園特色進(jìn)一步明確了項(xiàng)目任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作既安全環(huán)保又充滿校園特色的走馬燈。

2.任務(wù)細(xì)化，集思廣益

在面對復(fù)雜的工程問題時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生全面系統(tǒng)地分析工程任務(wù)，預(yù)估潛在的困難和挑戰(zhàn)，將大任務(wù)拆解為多個(gè)子任務(wù)，再針對子任務(wù)進(jìn)行深入研究，共同探討出切實(shí)可行的解決方案。該階段教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)尋求解決問題的多元視角，齊心合作，大膽創(chuàng)新。

確定任務(wù)后，小組通過討論將項(xiàng)目細(xì)化為3個(gè)子任務(wù)。針對這些任務(wù)，各小組集思廣益，提出了許多有創(chuàng)意的想法。

任務(wù)1：探索替代傳統(tǒng)熱動(dòng)力裝置的新動(dòng)力傳動(dòng)裝置。解決方法：放棄了使用傳統(tǒng)的熱空氣驅(qū)動(dòng)的方式，采用相對安全的電力、風(fēng)力等方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。其中，選用電力驅(qū)動(dòng)的小組計(jì)劃引入電池和電動(dòng)機(jī)，選用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的小組計(jì)劃在電機(jī)上加裝了一個(gè)風(fēng)扇。

任務(wù)2：在設(shè)計(jì)走馬燈框架和選用材料時(shí)，要充分體現(xiàn)環(huán)保理念。解決方法：盡量使用家中的廢舊且可降解的材料進(jìn)行制作，如一次性筷子、舊報(bào)紙、棉質(zhì)布料等；通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)減少材料的用量；使用LED燈代替蠟燭，并引入太陽能板為燈具提供電力。

任務(wù)3：讓走馬燈富有校園特色，使得每一次點(diǎn)亮都成為一次沉浸式的校園文化體驗(yàn)。解決方法：結(jié)合繪畫、剪紙等藝術(shù)形式，將校徽、吉祥物、校園建筑等校園文化元素巧妙地展現(xiàn)在走馬燈的燈罩上；利用編程技術(shù)將校歌和隨校歌閃動(dòng)的可編程燈光融入設(shè)計(jì)，讓走馬燈在視覺藝術(shù)的基礎(chǔ)上增加聽覺元素。

3.繪制圖紙，思維具象

在明確任務(wù)后，小組成員初步構(gòu)思出了可行的解決方案，著手進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)與繪制。學(xué)生在紙上繪制走馬燈的設(shè)計(jì)圖，包括底座大小、燈架高度、燈罩形狀及圖案布局等，確保設(shè)計(jì)既美觀又符合科學(xué)原理，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

設(shè)計(jì)過程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生采用圖文結(jié)合的方式，清晰地展示自己的設(shè)計(jì)方案。在繪制走馬燈框架時(shí)，在圖示的相應(yīng)位置用文字標(biāo)注出結(jié)構(gòu)名稱、科學(xué)原理和主要功能等關(guān)鍵信息，以增強(qiáng)圖紙的說明性。同時(shí)，教師要強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)圖的尺寸比例的重要性，除立體圖外，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生繪制出正面和側(cè)面視圖，以確保設(shè)計(jì)的精確性和完整性。這樣不僅有助于小組內(nèi)更好地理解設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，也便于小組之間理解和評估設(shè)計(jì)方案。完成設(shè)計(jì)后，教師應(yīng)與學(xué)生一起對圖紙進(jìn)行可行性評估，確保設(shè)計(jì)方案既有創(chuàng)意又實(shí)用，從而幫助他們順利推進(jìn)并完成整個(gè)項(xiàng)目。

4.探究實(shí)踐，作品物化

作品物化是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案可行性的重要環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，學(xué)生常常會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)，這些問題的解決往往依賴于科學(xué)探究的深入，通過探究得出的結(jié)論可以為實(shí)踐提供方向。因此，探究與實(shí)踐密不可分、相互促進(jìn)，它們形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的循環(huán)過程，共同推動(dòng)工程項(xiàng)目向前發(fā)展。

完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，小組根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行制作。

制作底座與燈架。首先，學(xué)生在經(jīng)過一系列穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)后，結(jié)合空間大小，精心挑選出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。隨后，他們利用木板或輕質(zhì)塑料板，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精確裁剪出底座和燈架。在底座上鉆孔，以確保電機(jī)和電池盒的牢固安裝。組裝過程中，燈架需穩(wěn)固且能承載燈罩的重量。為保障安全，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生采取必要的防護(hù)措施，如佩戴手套和護(hù)目鏡。

制作燈罩與圖案。為了有良好的透光效果，學(xué)生選擇透明或半透明的紙張或塑料片作為燈罩材料。各小組按照設(shè)計(jì)裁剪出燈罩的形狀，在燈罩內(nèi)側(cè)粘貼或懸掛已準(zhǔn)備好的帶有校園特色的圖案卡片。該環(huán)節(jié)要注意卡片的位置和角度，以確保旋轉(zhuǎn)時(shí)圖案能夠流暢地展示。之后，使用細(xì)鐵絲或竹條制作燈罩的支撐結(jié)構(gòu)，并將其固定在燈架上。

組裝電路。學(xué)生設(shè)計(jì)的走馬燈的電路中主要包含動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置和燈光裝置。在組裝電路時(shí)，先將電機(jī)固定在底座上，確保電機(jī)軸心垂直于底座平面。連接電機(jī)與電池盒，測試電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢，調(diào)整電機(jī)位置以優(yōu)化旋轉(zhuǎn)效果。部分小組還安裝了開關(guān)以控制電機(jī)啟停。有些小組選擇用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)走馬燈，為此需要在電機(jī)上方加裝一個(gè)風(fēng)扇。在調(diào)試時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)紙質(zhì)扇葉在風(fēng)力作用下角度易變，影響了走馬燈的穩(wěn)定性。為解決這一問題，他們利用學(xué)校3D打印社團(tuán)的資源，打印出不同葉片角度的塑料葉輪。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對比，他們發(fā)現(xiàn)走馬燈的旋轉(zhuǎn)速度跟葉片角度有關(guān)。基于這一發(fā)現(xiàn)，他們制作了不同轉(zhuǎn)速的走馬燈，實(shí)現(xiàn)了對走馬燈性能的優(yōu)化。接下來，學(xué)生將LED小燈串或LED燈泡連接到驅(qū)動(dòng)電路中，并通過調(diào)節(jié)燈泡的個(gè)數(shù)和規(guī)格確保光線能夠均勻地照亮圖案卡片，以達(dá)到最佳視覺效果。同時(shí)，在探究實(shí)踐中，學(xué)生不斷優(yōu)化了集成了電機(jī)、LED燈泡、可編程音樂電路和開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，確保了走馬燈的功能完善和操作便捷。

完成制作后，學(xué)生迫不及待地啟動(dòng)電機(jī)，細(xì)致觀察走馬燈的旋轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，圖案展示是否流暢。他們根據(jù)觀察結(jié)果，適時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速、燈光亮度和圖案位置，以優(yōu)化觀賞體驗(yàn)。同時(shí)，每個(gè)小組在走馬燈運(yùn)行時(shí)都會(huì)仔細(xì)檢查各部件的連接情況，確保整個(gè)裝置在運(yùn)行過程中既安全又穩(wěn)定。

最后，各小組要對整個(gè)走馬燈進(jìn)行清潔和整理，去除多余的膠水、線頭等雜物；在底座或燈架上添加一些裝飾元素，如彩帶、小飾品等，使走馬燈更加美觀。

5.展示評價(jià)，迭代完善

評價(jià)作為反饋的“橋梁”，是改進(jìn)、優(yōu)化教學(xué)，促進(jìn)個(gè)人和團(tuán)隊(duì)持續(xù)成長的重要手段。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)評價(jià)時(shí)要注重跨學(xué)科融合、校內(nèi)外結(jié)合，體現(xiàn)評價(jià)的綜合性、增值性及過程性，應(yīng)注意評價(jià)主體多元和方法多樣。

在走馬燈制作完成后，各小組通過集體匯報(bào)的形式進(jìn)行作品交流，教師可引導(dǎo)學(xué)生從走馬燈的設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)新點(diǎn)、制作過程中的挑戰(zhàn)、解決方案以及學(xué)習(xí)收獲和體會(huì)等方面進(jìn)行系統(tǒng)的匯報(bào)。匯報(bào)結(jié)束后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從安全環(huán)保、校園特色、美觀牢固等角度對作品進(jìn)行測試，并結(jié)合評價(jià)表通過小組自評、全班互評、教師評價(jià)的方式提出建設(shè)性的改進(jìn)意見。

該項(xiàng)目的評價(jià)表（見表2）全面覆蓋了走馬燈項(xiàng)目的知識掌握、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作過程安全等過程性學(xué)習(xí)要素，確保了學(xué)習(xí)過程的深度和廣度。在成果性評價(jià)方面，評價(jià)表細(xì)致考量了作品的美觀性、功能性和實(shí)用性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了跨學(xué)科視角和育人目標(biāo)。評價(jià)過程不僅包括自我評價(jià)、小組互評，還有教師評價(jià)，展現(xiàn)了評價(jià)的多元性和綜合性。評價(jià)后，教師應(yīng)進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)反饋意見持續(xù)改進(jìn)作品。

待作品完善后，教師可以借助學(xué)校非遺文化節(jié)展示作品，邀請全校師生共同參與投票，也可以將制作過程中收集的影像資料和產(chǎn)品介紹制作成小視頻在網(wǎng)上發(fā)起投票，讓家長和更多社會(huì)人士共同參與評價(jià)。這不僅增加了互動(dòng)性，也讓學(xué)生認(rèn)識到產(chǎn)品使用與評價(jià)的重要性。

小結(jié)

以項(xiàng)目為載體的工程實(shí)踐活動(dòng)通過工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新表達(dá)，讓學(xué)生在了解非遺文化的過程中樹立了文化自信和民族自豪感。這種全面、綜合的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，不僅有助于學(xué)生將不同學(xué)科的知識和技能進(jìn)行整合，形成全面的認(rèn)知體系，而且有助于他們成長為更適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的復(fù)合型人才。未來，教師可以進(jìn)一步拓展此類教學(xué)案例，引入更多前沿科技元素，為學(xué)生提供更廣闊的實(shí)踐和創(chuàng)新平臺。

（作者單位：江蘇省海安市城南實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

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