湛振弟

摘要：本文從工業(yè)4.0對傳統(tǒng)制造業(yè)的影響入手，分別從更新觀念，領(lǐng)悟工業(yè)4.0的智能制造對人才創(chuàng)新能力提出的新要求;考慮工業(yè)4.0對人才創(chuàng)新能力的要求，合理進(jìn)行通用技術(shù)場室的建設(shè)、教學(xué)載體的選擇;合理選擇通用技術(shù)教學(xué)實(shí)施的項(xiàng)目，有助于培養(yǎng)出符合工業(yè)4.0本質(zhì)的個(gè)性化創(chuàng)新人才;工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)，能對學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)施有效評價(jià)等幾個(gè)方面，論述工業(yè)4.0理念對通用技術(shù)教學(xué)的影響以及應(yīng)對的措施。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0通用技術(shù) 創(chuàng)新能力

未來社會的發(fā)展取決于我們擁有怎樣的人才。人才的培養(yǎng)需要教育的支撐，需要課程的落實(shí)。2003年國家實(shí)施新一輪課改時(shí)，增加了通用技術(shù)課程，目的就是為了培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的人才。2017課標(biāo)修訂提出通用技術(shù)課是一門立足實(shí)踐，注重創(chuàng)造、體現(xiàn)科技與人文相統(tǒng)一的課程，并將創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為通用技術(shù)學(xué)科的五大核心素養(yǎng)之一，重點(diǎn)突顯出在通用技術(shù)課培養(yǎng)創(chuàng)新能力的任務(wù)與要求。

通用技術(shù)的目標(biāo)之一就是要為未來培養(yǎng)更多的人才。因此用工業(yè)4.0相關(guān)理念指導(dǎo)通用技術(shù)課程的建設(shè)，有助于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和課程的健康發(fā)展。

一、更新觀念，領(lǐng)悟工業(yè)4.0的智能制造對人才創(chuàng)新能力提出的新要求

在18世紀(jì)以前，大多數(shù)家庭是以家庭小作坊的方式進(jìn)行生產(chǎn)，以自己的手工藝來養(yǎng)活自己和家人，過著自給自足的生活。學(xué)成一技之長，就可以以技養(yǎng)家，并且可以世代相傳。幾千年來形成的這種觀念在人們腦海中根深蒂固，并一直持續(xù)影響至今，所以現(xiàn)在還有部分人提出要充分利用通用技術(shù)課，來強(qiáng)化學(xué)生技能的學(xué)習(xí)。對此，我也有過切身的體會，在通用技術(shù)課剛開設(shè)初期，曾有安排學(xué)生鋸木塊、鋸鐵片的活動。學(xué)生積極投入，但一節(jié)課下來累得滿身大汗，才能鋸出一小塊形狀。后來引進(jìn)了電鋸、機(jī)床等新設(shè)備，大大降低了對體力、技能的要求。這讓我認(rèn)識到人類的技能會被機(jī)器代替，機(jī)器追使很多人必須進(jìn)行職業(yè)轉(zhuǎn)移，并且這種轉(zhuǎn)移速度會越來越快。農(nóng)業(yè)機(jī)械化大生產(chǎn)促使很多農(nóng)民走進(jìn)工廠成為工人，而工廠的流水線生產(chǎn)方式和近年快速發(fā)展的人工智能技術(shù)，又把工人從工廠里解放出來，他們又需要尋找新的工作。工業(yè)4.0的智能制造，會進(jìn)一步削弱對人技能的要求，進(jìn)而強(qiáng)化對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，強(qiáng)化人的創(chuàng)新能力。這是社會發(fā)展對人才的創(chuàng)新能力提出了新的要求。

國家主席習(xí)近平指出，我國要在科技創(chuàng)新方面走在世界前列，必須在創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人才、在創(chuàng)新活動中培育人才、在創(chuàng)新事業(yè)中凝聚人才，必須大力培養(yǎng)造就規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的創(chuàng)新型科技人才。這是國家發(fā)展對人才的創(chuàng)新能力提出了新的要求。

工業(yè)4.0對人才的結(jié)構(gòu)和能力也提出了要求：不僅要擁有分析處理問題的能力，要具備跨學(xué)科的學(xué)習(xí)能力和系統(tǒng)解決問題的能力，還應(yīng)具備以信息化素養(yǎng)為首的綜合能力。尤其是對數(shù)學(xué)、信息、科學(xué)和工程方面的素質(zhì)要求大大增加。這是對創(chuàng)新能力要求的進(jìn)一步明確和要求，與國家和社會對人才的要求相一致。

作為引領(lǐng)高中學(xué)生進(jìn)入技術(shù)之門的課程

通用技術(shù)的教師，是培養(yǎng)適應(yīng)工業(yè)4.0人才的入門的領(lǐng)路人，在思想和方法上要適應(yīng)時(shí)代的變化，甚至要有超前的意識。要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，認(rèn)真領(lǐng)悟課標(biāo)與教材，理論聯(lián)系實(shí)際，了解當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢，及時(shí)更新自己的育人觀念，重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，才能培養(yǎng)更多未來需要的復(fù)合型創(chuàng)新人才。

二、考慮工業(yè)4.0對人才創(chuàng)新能力的要求，合理進(jìn)行通用技術(shù)場室的建設(shè)、教學(xué)載體的選擇

在通用技術(shù)教學(xué)過程中，我曾有過兩次不同的嘗試。一次我給學(xué)生提供做無線尋跡小車的材料是電路板和電子元件，學(xué)生需要通過焊接的方式來組裝，預(yù)計(jì)給學(xué)生兩節(jié)課來完成，因?yàn)楹附蛹寄艿南拗疲Y(jié)果非常不理想，到預(yù)定的時(shí)間沒有一半同學(xué)完成。另一次則把材料中的電路板換成面包板和導(dǎo)線，學(xué)生連接電路不受焊接技能的限制，效果比預(yù)期的要好很多，絕大部分同學(xué)一節(jié)課就可以完成了。很明顯第二次選擇的載體能讓學(xué)生更高效完成電路連接，更加方便、靈活地進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。相比焊接技能，電路設(shè)計(jì)的能力更符合工業(yè)4.0的要求，也更不容易被機(jī)器代替。

良好的教育環(huán)境、合適的教學(xué)載體，有利于創(chuàng)新活動的開展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。工業(yè)4.0要求我們要具有創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。然而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該怎么配備相關(guān)設(shè)備每間學(xué)校甚至每個(gè)老師都會有不同的思考，但有幾點(diǎn)原則我們必須要把握：

1.要圍繞教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成來選擇合理的設(shè)備或材料;

2.要根據(jù)學(xué)校的實(shí)際和特色，與學(xué)生生活緊密結(jié)合;

3.要有利于設(shè)計(jì)能力、綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng);

4.要能體現(xiàn)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的方向;

5.要根據(jù)地方特色，因地制宜。

根據(jù)以上的原則，以前勞技課用的金工室、木工室，過于強(qiáng)調(diào)單一的技能和單一的村料，會限制學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致創(chuàng)新的形式和活力不足，不能滿足通用技術(shù)教學(xué)的要求。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的形式，工業(yè)4.0不管網(wǎng)絡(luò)化還是數(shù)字化，最前端都將是智能化，但所有的這些都將離不開傳感器。因此通用技術(shù)教學(xué)實(shí)施載體，我們首先考慮的就是要加強(qiáng)云計(jì)算平臺、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、知識工作自動化等軟件，以及工業(yè)機(jī)器人、傳感器、3D打印、智能物流（AGV）、數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)交換機(jī)等硬件的建設(shè)。尤其傳感器、互聯(lián)設(shè)備、電子設(shè)備等應(yīng)成為通用技術(shù)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室配備的首選并且這些材料或元件，來源多樣，類型多樣、成本低廉、加工簡單、功能豐富，更加適合學(xué)生應(yīng)用在他們的設(shè)計(jì)作品中。

三、合理選擇通用技術(shù)教學(xué)實(shí)施的項(xiàng)目，有助于培養(yǎng)出符合工業(yè)4.0本質(zhì)的個(gè)性化創(chuàng)新人才

工廠的產(chǎn)品，都是以項(xiàng)目化的形式進(jìn)行生產(chǎn)和管理的，也許我們曾以為，工廠生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，都是干篇一律的。然而工業(yè)4.O的本質(zhì)，就是通過數(shù)據(jù)流動自動化技術(shù)，從規(guī)模經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向范圍經(jīng)濟(jì)，以同質(zhì)化規(guī)?；某杀荆瑯?gòu)建出異質(zhì)化定制化的產(chǎn)業(yè)。這說明工業(yè)4.O的本質(zhì)強(qiáng)調(diào)個(gè)性化，個(gè)性化恰恰體現(xiàn)通用技術(shù)要求的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目化不止存在于企業(yè)或工廠，項(xiàng)目化對培養(yǎng)綜合型創(chuàng)新人才的諸多優(yōu)點(diǎn)，也被不斷的引入到教育領(lǐng)域中。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是通過學(xué)生對完整、系統(tǒng)的項(xiàng)目加以完成，以此實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)方法。通用技術(shù)的課標(biāo)建議必修一模塊“教學(xué)實(shí)施的全過程可以采取大項(xiàng)目加輔助案例的形式”。必修二模塊“可以采用大概念引導(dǎo)大項(xiàng)目的方式進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)置”?？梢婍?xiàng)目化是通用技術(shù)課程實(shí)施的必然選擇。

項(xiàng)目內(nèi)容的選擇是項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵，直接決定著人才培養(yǎng)的效果和質(zhì)量。對于流程的設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容，我曾嘗試用過有兩個(gè)項(xiàng)目。一個(gè)是組裝彈簧圓珠筆，一個(gè)是為校運(yùn)會設(shè)計(jì)一個(gè)決出鉛球前八名的比賽方案。經(jīng)過對比我們發(fā)現(xiàn)，組裝彈簧圓珠筆幾乎只能按部就班，最后結(jié)果都是干篇一律;而對于鉛球比賽是投完一次就測一次成績、還是先標(biāo)點(diǎn)后測量，選擇什么樣的測量工具等問題，學(xué)生有更多的思考空間，最后每個(gè)學(xué)生提供的方案都不盡相同。顯然鉛球比賽項(xiàng)目，更能進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，更符合工業(yè)4本質(zhì)要求，更有利于學(xué)生個(gè)性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

課標(biāo)提供了一些項(xiàng)目供我們參考使用，但我認(rèn)為這些例子之間的聯(lián)系不大，不能將必修1和必修2的內(nèi)容有效串接起來。項(xiàng)目千千萬，好的項(xiàng)目要突顯通用技術(shù)重創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，能突顯學(xué)生的個(gè)性化，有利學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在教學(xué)項(xiàng)目的選取時(shí)我們可以參考以下原則：項(xiàng)目目標(biāo)明確、項(xiàng)目可操作性強(qiáng)，在項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中學(xué)生能理解知識的建構(gòu)和親歷技術(shù)過程，同時(shí)要兼顧我們本地區(qū)、本區(qū)域的民俗、習(xí)俗和文化特點(diǎn)。

在實(shí)際教學(xué)中，我做了如下嘗試，考慮到我校地處嶺南水鄉(xiāng)，橋梁眾多，區(qū)內(nèi)擁有廣汽汽車研發(fā)中心、思科智慧城等高科技的產(chǎn)業(yè)園和研究中心。我校希望能有效借助相關(guān)的社會力量，構(gòu)想出通過橋梁承重比賽、汽車模型制作賽、汽車模型競速賽等一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目，把路、橋、車結(jié)合起來，形成一個(gè)關(guān)于交通的大主題，把課程的設(shè)計(jì)、工藝、材料選擇、測試、優(yōu)化、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制的多方面知識有機(jī)聯(lián)系起來。項(xiàng)目融合了課標(biāo)要求與DBL（Disign-Based Learning基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)）和PBL（Project-Based Learning基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)）。通過這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目主題與學(xué)生的生活密切相關(guān)，搭建了實(shí)際知識應(yīng)用場景，讓學(xué)生以實(shí)際問題為切人點(diǎn)，以技術(shù)課標(biāo)為知識范圍，關(guān)注社會、關(guān)注生活，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。項(xiàng)目以學(xué)生為中心，以教材為輔助，讓學(xué)生因需而學(xué)，老師應(yīng)求而教，優(yōu)化了傳統(tǒng)的師生學(xué)習(xí)模式。實(shí)現(xiàn)了工程、技術(shù)、科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、人文等學(xué)科的跨學(xué)科綜合學(xué)習(xí)，通過在不同項(xiàng)目的設(shè)計(jì)并完成過程中，學(xué)習(xí)并運(yùn)用通用技術(shù)的課標(biāo)知識，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新能力和綜合性技術(shù)應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo)。

四、工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)，能對學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)施有效評價(jià)

學(xué)?，F(xiàn)行采用紙筆考試為主的評價(jià)方式最受人詬病的地方在于一是評價(jià)只能反映結(jié)果，不能體現(xiàn)過程;二是著重反應(yīng)理論知識而不利于呈現(xiàn)動手和實(shí)操的能力;三是結(jié)果是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化答案，缺乏對個(gè)性創(chuàng)意的評價(jià)。而這些卻正是通用技術(shù)評價(jià)的核心和精華所在，所以很多人極力反對用現(xiàn)行的這種評價(jià)模式對通用技術(shù)進(jìn)行評價(jià)。缺乏有效的評價(jià)，就不能有效地推動課程實(shí)施、調(diào)動學(xué)生積極參與。

工業(yè)4.0借助生產(chǎn)過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，能很好實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的過程管理和結(jié)果管理，用其互聯(lián)、互通的智能生產(chǎn)模式，生產(chǎn)出一個(gè)個(gè)充滿個(gè)性的產(chǎn)品。而我們對學(xué)生的評價(jià)為什么不能反應(yīng)過程、能力，和個(gè)性化？歸根到底，就是因?yàn)槲覀內(nèi)狈τ行У臄?shù)據(jù)，因此要改變只以紙筆考試進(jìn)行評價(jià)的模式，核心就要是將過程進(jìn)行數(shù)字化。借助工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)方法，我們可以把學(xué)生的活動過程進(jìn)行數(shù)字化記錄。這是也有探索先例可參考的?，F(xiàn)在初中中考的實(shí)驗(yàn)考查，就是使用數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)，通過系統(tǒng)可對操作過程進(jìn)行錄像，實(shí)驗(yàn)的過程的各種數(shù)據(jù)可通過系統(tǒng)的自帶傳感器進(jìn)行收集、或手動把數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。用過Photoshop的老師都知道，Photoshop操作的每一個(gè)步驟，都會形成一個(gè)歷史記錄，這是軟件自帶的過程性記錄功能。很多軟件都有這樣的功能，利用這些功能，實(shí)際上可以把學(xué)生的思維過程進(jìn)行數(shù)字化呈現(xiàn)洧了數(shù)據(jù)，就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化洧數(shù)據(jù)、有網(wǎng)路再進(jìn)行過程性、個(gè)性化、精準(zhǔn)性的評價(jià)就不是難事了。

每一個(gè)過程都能得到有效的跟蹤，每一個(gè)有個(gè)性的作品都能得到合理的評價(jià)，學(xué)生的創(chuàng)新能力就能得到激發(fā)。所以要對學(xué)生創(chuàng)新能力實(shí)施有效評價(jià)，我們需要借助工業(yè)4.0指引。

五、結(jié)束語

工業(yè)4.0是一種理念，一種標(biāo)準(zhǔn)，也是一種新技術(shù)革命。深入學(xué)習(xí)工業(yè)4.0，有助于促進(jìn)通用技術(shù)課程健康、良性發(fā)展。工業(yè)4.0的建設(shè)在路上，通用技術(shù)課程的發(fā)展也在路上，還有很多問題，需要我們不斷去探索，去研究。我們期待能用工業(yè)4.0引領(lǐng)通用技術(shù)獲得更好地發(fā)展，同時(shí)期待通過通用技術(shù)能為工業(yè)4.0培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才，從而促進(jìn)我國科技發(fā)展更快、更好！

參考文獻(xiàn)

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