沈溢男

(福建省詔安一中 363500)

通用技術(shù)學(xué)科是一門以技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)、物化能力為核心素養(yǎng)的高中課程.以此為導(dǎo)向，我們倡導(dǎo)以學(xué)生為中心、實踐為核心的多樣化學(xué)習(xí)方式，注重創(chuàng)設(shè)與學(xué)生經(jīng)驗相聯(lián)系的學(xué)習(xí)情境，采取自主、合作、探究等學(xué)習(xí)方式.通用技術(shù)課程中的案例分析同樣應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)技術(shù)學(xué)科特點.

一、結(jié)合案例，設(shè)計實踐小活動

蘇教版《技術(shù)與設(shè)計2》第一章第一節(jié)《常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識》以蒼耳子與尼龍搭扣為例，幫助學(xué)生理解“通過對自然界中結(jié)構(gòu)的分析和研究，欲達(dá)到更好的教學(xué)效果，應(yīng)給學(xué)生一次觀察體驗的機會.教學(xué)設(shè)計如下.

新課引入：上學(xué)期，同學(xué)們在實踐室完成了一些作品：木制相框、小木槌、孔明鎖.它們都是由若干部分搭配排列而成.

教學(xué)內(nèi)容：事物各個組成部分之間的有序搭配和排列叫做結(jié)構(gòu).任何事物都存在結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)多種多樣且決定了事物存在的性質(zhì).

創(chuàng)設(shè)情境：假期郊游，到野外呼吸新鮮空氣，近距離接觸大自然，拓展了我們的視野，愉悅我們的心情.我也很喜歡，但是上次郊游回家以后，我花了很多時間清理衣物.為什么呢？我和家人的衣物上粘滿了草籽.什么草籽這么粘人呢？就在大家桌面的盒子里.

觀察活動：盒子里是我從郊外帶回來的草籽和一個放大鏡.現(xiàn)在請同學(xué)們用放大鏡仔細(xì)觀察這種草籽有什么特點，為什么可以粘在衣服上不掉落呢？

活動反饋：草籽有倒鉤

拓展活動：繪圖：請同學(xué)們根據(jù)放大鏡所觀察繪制這種草籽上的倒鉤.

交流討論：各組之間借助所繪圖紙互相交流，討論得出結(jié)論.

結(jié)論：草籽上的倒鉤結(jié)構(gòu)幫助草籽粘在纖維上.

教師總結(jié)：這種草籽是蒼耳子草籽，通過倒鉤結(jié)構(gòu)粘在動物皮毛和人的衣物上，被帶到新的地方孕育新的生命.展示圖片，這樣的倒鉤可以鉤住纖維.瑞士的喬爾吉在一次郊游后，發(fā)現(xiàn)了這個奧秘，最后發(fā)明了尼龍搭扣(魔術(shù)貼).

學(xué)生體驗：請同學(xué)們用放大鏡觀察盒里的尼龍搭扣.

體驗分享：尼龍搭扣的設(shè)計靈感來源于大自然，自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們創(chuàng)造的靈感和啟示.

拓展一步：同學(xué)們討論生活中還有哪些用品與自然界中的事物在結(jié)構(gòu)上是相似的.

通過以上活動，學(xué)生方能深刻領(lǐng)悟：自然界中的結(jié)構(gòu)給了人們創(chuàng)造靈感和啟示.觀察、作圖、交流討論的過程豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式.

二、因地制宜處理教材中的案例

蘇教版《技術(shù)與設(shè)計2》第三章第二節(jié)《系統(tǒng)的分析》中“系統(tǒng)的優(yōu)化“這個內(nèi)容以農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)業(yè)間作套種為案例呈現(xiàn)在約束條件不穩(wěn)定不明確、目標(biāo)函數(shù)較難表達(dá)時，通過估算和推斷得到滿意解的思維.案例中涉及的作物是：麥、棉、瓜、菜、玉米.筆者工作的地區(qū)，田間較少種植麥、棉，學(xué)生更不清楚此類作物的習(xí)性.于是難以組織一個比較有實踐意義的案例分析過程.我們可以做一定程度的修改.以學(xué)生所在地區(qū)的農(nóng)業(yè)實情為依據(jù)，設(shè)計一個即可以達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)又可以給學(xué)生參與機會的案例分析.

教學(xué)引入：我們剛剛一起學(xué)習(xí)了什么是系統(tǒng)分析、系統(tǒng)分析的一般步驟和主要原則.那么分析系統(tǒng)的目的是什么呢？

分析系統(tǒng)的目的是得到一個最佳方案.

那么什么是最佳方案呢？

不同的活動，“最佳”的標(biāo)準(zhǔn)不同：貿(mào)易活動中，能得到最大利潤的方案就是最佳方案；施工過程中，讓工期最短的方案就是最佳方案；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，什么是最佳方案？

畝產(chǎn)值高或畝產(chǎn)量高(二者區(qū)別待學(xué)生思考).

教學(xué)內(nèi)容：通過估算、試驗得到滿意解.

創(chuàng)設(shè)情境：我們縣城的蔬菜大部分由城郊的東西沈村供應(yīng)，這片土地不僅有全縣最大的蔬菜生產(chǎn)基地，還有一片萬畝良田——下洋.亞湖水庫的水沿水渠到下洋附近時，由承包項目的人負(fù)責(zé)灌溉，收割期前，外來收割機工作隊到田間收割水稻.

討論：本地水稻有幾季？分別是什么時間段？

結(jié)論：兩季：3月中旬——6月中旬；7月中旬——10月下旬.

討論：一年有幾個時間段稻田空閑？

結(jié)論：6月中旬——7月中旬，這段時間，農(nóng)民修整稻田.

11月——來年3月，這段時間，除了修整工作，基本閑置.

總結(jié)：萬畝良田一年差不多有5個月處于閑置狀態(tài).

提出問題：長期以來，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民皆是如上所述耕作，他們除了稻田還有菜園子耕作.但是這樣未免浪費資源，我們能不能幫他們找一個更好的經(jīng)營方案從而提高土地產(chǎn)值同時又保證糧食產(chǎn)量呢？

拓展視野：老師邀請來自農(nóng)村的同學(xué)向大家介紹幾種常見作物

土豆：10——12月可種，來年1——3月收獲，產(chǎn)量：2000公斤/畝

芥菜：10——11月可種，來年3月前收獲，產(chǎn)量：2500公斤/畝(芥菜是腌制酸菜的原材料，3月會開花，所以必須3月前收完)

草莓：四季可種，可種植3年，頭年產(chǎn)量低，第二年產(chǎn)量最高.

圣女果：9——11月可種，60天可摘，采摘期為120天， 3500公斤/畝

學(xué)生反饋：城郊的采摘園就有草莓和圣女果，草莓20元/斤，圣女果10元/斤

活動：請同學(xué)們設(shè)計一個新的耕作方案提高萬畝良田——下洋的產(chǎn)值同時又保證糧食產(chǎn)量不受影響.

活動反饋：①一年兩季水稻，11月種下土豆，來年3月前收.

②一年兩季水稻，11月種下芥菜，來年3月前收.

③一年兩季水稻，11月種下圣女果，來年3月前收.

④水稻田改為采摘園

教師點評：①一年兩季水稻，11月種下土豆，來年3月前收.該方案不影響糧食產(chǎn)量，土豆為平價作物.

②一年兩季水稻，11月種下芥菜，來年3月前收.該方案不影響糧食產(chǎn)量，芥菜價位不高且每年價格波動大.

③一年兩季水稻，11月種下圣女果，來年3月前收.該方案不影響糧食產(chǎn)量，圣女果種植期與稻田閑置期吻合，若以采摘園形式經(jīng)營利潤更高.

④水稻田改為采摘園，該方案嚴(yán)重影響糧食產(chǎn)量，但是由于采摘園利潤高，所以經(jīng)濟效益好，畝產(chǎn)值高.

教師總結(jié)：我們剛剛的目標(biāo)是什么呢？找一個更好的經(jīng)營方案從而提高土地產(chǎn)值同時又保證糧食產(chǎn)量.因此，方案3為最佳方案.當(dāng)然不是說方案4不可取，如果我們的目標(biāo)僅是提高田地的畝產(chǎn)值，方案4是最佳方案.可見，不同的目標(biāo)對應(yīng)著不同的最佳方案.

新課教學(xué)：在上例上中，我們根據(jù)目標(biāo)，改變耕作計劃，使目標(biāo)達(dá)到最大化的過程就是系統(tǒng)優(yōu)化的過程.優(yōu)化的目標(biāo)是：提高土地產(chǎn)值同時又保證糧食產(chǎn)量.這一目標(biāo)與土地的單位面積農(nóng)作物收益總和之間的關(guān)系就稱為目標(biāo)函數(shù).

提出問題：稻田的畝產(chǎn)值只與耕作計劃有關(guān)嗎？

學(xué)生討論：不是，還與作物的生長特性、天氣、氣候、管理方法、病蟲害防護有關(guān).

教師總結(jié)：其中作物的生長特性、天氣、氣候不能人為調(diào)節(jié)，同時也是制約耕作計劃的因素，稱為約束條件.而管理方法、病蟲害防護和耕作計劃一樣對產(chǎn)量產(chǎn)值有直接明顯的影響，且能人為調(diào)節(jié)，稱為影響因素.上例中的約束條件有不穩(wěn)定性且不能量化，目標(biāo)函數(shù)是通過估算、試驗得到較為滿意的解.

三、給學(xué)生自主地、全面地分析案例的機會

蘇教版《技術(shù)與設(shè)計1》第二章第二節(jié)《設(shè)計中的人機關(guān)系》教學(xué)過程中，筆者考慮到學(xué)生已經(jīng)有超市自助結(jié)賬的體驗后，以自助借書機為例進一步討論人機關(guān)系要實現(xiàn)的目標(biāo)之一——高效：優(yōu)化人和機的功能分配，以促進二者的協(xié)調(diào)，提高人的工作效率.每一部走進我們生活的機器，都是經(jīng)過多次試驗改良后走上市場的，所以這個案例可以反映多方面的問題.給學(xué)生思考和討論的機會，可以實現(xiàn)課堂高效化.

視頻中：演示者把書放整齊側(cè)立，借書機讀取信息，在語音提示下，演示者完成借書環(huán)節(jié).

學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題：側(cè)立操作不是最簡化的操作.

學(xué)生討論得到改良方案：把掃碼儀安在置書臺的側(cè)面，可以更簡化這個操作，實現(xiàn)高效目標(biāo)..

學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題：如果書本沒有同向放置，那么借書機采集信息將不全.

學(xué)生討論得到改良方案：應(yīng)該有一個語音提示借書人重新調(diào)整方向或左右兩側(cè)都安裝掃碼儀.

學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題：密碼輸入環(huán)境不安全.

學(xué)生討論得到改良方案：二維碼識別或者改變密碼輸入鍵盤的位置.

通過學(xué)生討論的過程，他們自主認(rèn)識到人機關(guān)系要實現(xiàn)的目標(biāo)之高效和安全，也注意到信息交互的重要性.

通用技術(shù)課是一門即有理論也有實踐的高中課程.教師組織的思考討論、設(shè)計活動、實踐操作、技術(shù)試驗將全面發(fā)展學(xué)生能力.通用技術(shù)課堂上的案例分析只有充分發(fā)揮技術(shù)課程的特點才能有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).