福州市林立东名师工作室
 

孔明锁项目在通用技术课程教学中的实践

2017-05-06 08:12

项目教学是指师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动[1]。目前我国的普通高中开设了通用技术课程,旨在培养学生的设计能力和技术素养,进行初步的职业技术教育。项目教学改变了过去用众多的教学案例来讲授、分析技术的教学模式,让学生主动参与一个教学活动,由被动学习变为主动学习[2],提高了学生学习的兴趣和热情。一个项目的完成包含了需求分析、设计分析、方案构思、产品制作、测试评价等要素,覆盖了通用技术课程中大部分的知识点,它以工程为主线,打破课本章节的限制,按照工程的需要重新建构教学内容。它主要有3个优点:1.突出了学生的设计与实践,它以项目为媒介,通过项目实施与目标达成提高学生的综合能力。2.密切了理论和实践之间的关系,形成理论与实践的联结纽带[3],具有教与学的主动性和相关性。3.评价的方式变得多元化、开放式,能全面反映学生运用知识解决实际问题的能力。下面我以三棒孔明锁的设计和制作为例,讲述项目教学在通用技术课程中的实施和应用。

一、       用孔明锁项目将技术理论融入实践,使得理论变的具体生动

高中通用技术苏教版《技术与设计》课程中有许多理论概念,如:什么是技术,什么是设计,以及技术的目的性、实用性等,如果学生单纯从文字定义上去体会,不仅十分枯燥,而且容易忘记,教师可以把这些理论概念融入到项目教学中,让学生在实践中体会,能给学生很深的印象。

我校近两年常以三棒孔明锁作为项目引入许多概念,教师先展示三棒孔明锁的结构,这种结构在中国古代木结构中经常用到,它的目的是不切断木棒而能将三根木棒互相垂直贯穿,提高了结构的强度。那么三棒孔明锁如何实现互相贯穿?教师引导学生思考,如何将木棒切割开槽,实现三根木棒的互相贯穿,并将自己的设想绘成技术图样,这种将设想用图样表达的过程就是设计。当设计完成以后,我们利用工具并按照一定的流程将物品加工出来,这个过程就是技术。而三棒孔明锁的功能、用途又是技术的目的性、实用性的最好案例。这样,一个项目中牵涉到的理论概念就顺理成章地融入到项目教学中,把本来十分枯燥的文字定义,在实践环节加以体验和说明,使这些理论知识变得具体生动。

二、       以孔明锁项目教学的过程为主线,重组各章节的教学内容

由于教材在内容安排上受到条理性的限制,《技术与设计1》第三章第一节《设计的一般过程》让学生设计便携小凳的实践活动,用以说明设计的一般过程,目的是让学生通过一次项目教学来整体地了解设计的各个主要环节,然后在第四章中再具体对设计中的主要环节加以拓展。而教师授课这不一定要按照教材的顺序,其实如果按照学生完成一个项目的过程展开教学,教学效果往往更好。在一个项目教学的过程中,学生遇到困难了,要解决一个问题,教师就及时安排相关章节的内容,这样学生总带着问题去听课,这其实就是一种任务驱动。

例如,当学生想把自己的设想表示出来的时候,教学内容就安排为三视图或者轴测图,这样学生学习之后就能顺利的把自己的设计用技术图样表示出来。再如,当学生设想好孔明锁的方案以后,不能确定方案是否可行,这时可以建议学生用橡皮代替木棒来进行检验,而这又是课程中《技术试验》的内容。当然靠一个项目很难覆盖通用技术课程所有章节的内容,因此教学过程中我们应该由浅入深开发2到3个项目,并将教材的主要内容和重点分散到这几个项目中去。目前我校具体的做法是在《技术与设计1》中安排设计制作“三棒孔明锁”和“便携小凳”两个项目,而在《技术与设计2》中安排学生设计制作“迎风前进的小车”,这是因为“迎风前进的小车”比较复杂,它的设计与制作能覆盖《技术与设计2》中结构、流程、系统、控制这些章节的内容,也是一个非常全面的项目教学媒介。

三、       孔明锁项目注重设计过程,从简单入手逐步加深难度

设计是所有技术的基础,一项设计是基于约束条件下达成预设目标的过程,它需要有很强的空间想象能力,也是一个由简单到复杂的发展过程。因此当我们遇到一个复杂的设计,可以先把复杂的部分简化,考虑好简化的部分后再逐步升级,最终完成设计。

例如,三棒孔明锁互相垂直贯穿,中间贯穿的部分三棒是如何切割的,这个问题几乎没有一个学生可以通过想象得出答案,如果教师引导学生先考虑两根木棒如何实现十字贯穿,那学生就很容易回答了,只要把两根木棒各自切去一半的槽就可以实现十字贯穿(如图一)。考虑好两根木棒贯穿的问题后,第三根也就容易多了,只要设想把十字贯穿的木棒贯穿部分再切开一个四分之一的方孔(如图二),这样第三根木棒就设计完成了(如图三),它的形状就是能刚好放在这个方孔中。而另外的两根木棒是一样的,都是在开了二分之一槽的基础上再切开一个四分之一的方孔(图四),学生往往经过这样的由浅入深的设计分析就能完成设计图样。当然三棒孔明锁的方式不止一种,还有一种方案是先考虑第一根和第二根木棒分别切去四分之一和四分之三的槽,也可以十字贯穿,然后考虑的方法和第一种相同,这样学生也可以绘出三棒孔明锁的另一种设计图样(图略)。实践证明两种方案的设计都是可行的,这又为后面方案筛选提供很好的案例。

四、       孔明锁项目也重视技术方法,提高学生制作产品的工艺水平

一个项目活动包含两个主要部分——设计部分和技术部分,技术部分主要让学生能学会运用工具和技术方法来实现自己的设计。项目教学不仅注重了项目的设计,也十分重视产品加工中用到的技术方法和技术思想,技术方法可以通过经常使用新的工具得到锻炼,而技术思想也能在不断解决工程问题中得到提高。

例如,在三棒孔明锁的加工中,我们要把木棒锯出一个槽(如图一),学生画好线,才发现槽的两个边可以锯,而槽底水平的那一刀不能锯,怎么办呢?学生采用的方法五花八门,有的用凿子凿,有的用小刀割,可是都不是很成功,最后有学生将要分离出来的木块锯割成小片,然后再用螺丝刀绞断,巧妙地把要锯掉的木块分离出来了,这种通过思考想到的技术方法就是技术思想。再如,对于刚开始使用木工锯的同学而言,要想把木板锯得平整是不容易的,因此在学生操作中应注意引导学生做好划线、引锯,掌握锯割时拖动的距离、方向和力度,并让学生在实践中体会,提高他们使用工具的技能和技巧。在一个项目活动中学生总能遇到几个技术难题,有的可以让学生思考解决,有的教师示范下解决,这些都能大大的提高学生解决技术问题的能力,为他们今后完成其它项目打下基础。

五、       孔明锁项目教学实现了多元、综合、开放的评价体系

   项目教学将众多的理论、技能、设想以及实践贯穿在一起,教学评价也变得多元、全面、方式多样,它是一种注重“过程”的评价原则[4],在学生完成项目的过程中经历了测试、操作、设计、作品展示等环节,这些都可以考核出学生的创新能力和解决问题的能力。

在孔明锁项目的教学评价中,教师可以从学生设计报告中看到需求分析、设计分析、方案构思、方案筛选以及技术图样等内容,也可以从学生制作的作品中看出锯割的平整度、尺寸误差的大小、产品整体效果等技术工艺,并根据学生的设计报告以及作品的优劣给予考核认定,提高了考核的准确性和全面性。有的同学看到自己的考核成绩不如其他同学也可以提出异议,教师还能当面进行对照,指出不足的地方,提高了考核的透明度,也让学生知道自己在项目学习中哪些环节存在差距,并加以改进,提高了他们学习的动力和热情。

《技术与设计》这门课程内容覆盖面广,涉及的知识、技能多,又必须综合起来才能解决技术问题。课程的特点决定了他不能仅仅依靠单纯的案例分析和简单的技术实践进行教学,只有通过项目教学方式才能将这些知识、技能、设想、方法等贯穿在一起,因此项目教学渐渐成为高中通用技术课程教学的一种主要形式,它如一条主线将《技术与设计》课程中散落的珍珠串成项链,提高了学生运用所学知识面对工程问题的能力,在实践中自主探究,在实际中应用知识。