張紅妹

一、研究背景

智能穿戴的思想和設備的雛形在20世紀60年代已出現，而具備智能可穿戴式的設備則于20世紀70～80年代開始出現，但其技術的研發(fā)維持在較小的規(guī)模，計算器腕表開始流行。在進入21世紀之后，智能穿戴設備出現在科幻電影中，這項技術才真正開始有了新的發(fā)展。2012年6月的谷歌I/O大會上，謝蓋兒·布林為與會者帶來了谷歌眼鏡，向人們宣告了智能穿戴紀元的到來。

智能穿戴，顧名思義就是能夠穿戴到人身上的設備，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等等，能實現人和這些設備的交流互動，建立關系，通過這些設備使人的生活更加信息化、智能化，實現技術與人們的互動。如果我們長時間盯著屏幕，它會提出建議：你可以站起來伸伸腰、抬抬腿了，可以出去散散步了。

高中通用技術必修1、必修2和選擇性必修模塊“現代家政技術”“電子技術”等課程都涉及智能穿戴技術，旨在幫助學生掌握常見的、與生活相關的技術知識與技能，初步形成科學地利用技術創(chuàng)造美好生活的意識與能力。通過智能穿戴技術的學習，了解技術的概念，初步形成科學而健康的技術觀，知道技術的最新進展，能以健康理念和技術理性參與討論和評價，并利用必備的技術素養(yǎng)為自己及家人創(chuàng)造安全環(huán)境和健康便利的生活。探究智能穿戴技術旨在幫助學生掌握常見的、與家庭生活相關的技術知識與技能，初步形成科學地利用技術創(chuàng)造美好生活的意識與能力。

二、理論依據

高中學生的思維能力應具備根據已知條件、利用經驗和能力等進行相應的概括、解答問題，也能運用知識對未曾經歷的情景進行概括。老師提出相同的問題，學生的答案不會完全相同，有的全面、周全、邏輯性強，有的不著邊際、離題，這也就是說明他們的概括、歸納能力存在差異。而這跟學生的認知結構有關，可我們又很難區(qū)分每個學生的認知結構水平。

但SOLO分類理論告知我們，測量一個人的認知發(fā)展階段（水平）并不是教師一定要關注的問題。教師更應關心的是教學之后發(fā)生的變化，而不是那些相對來說不受教學影響的東西，知道某個學生的IQ值為78，就據此對他將來的表現做出預測，這種做法可能恰當，也有可能不恰當。但如果對學生的回答進行歸類，根據回答問題的情況來分析其思維能力，運用SOLO分類理論就可以初步判斷學生的認知水平有沒有達到這一年齡段的基本水平。

SOLO分類理論將不同年齡學生認知發(fā)展基本階段和回答層次進行了梳理：4—6歲是前結構，問題線索和解答混淆；7—9歲是單點結構，相關回答能區(qū)分線索和一個相關的方面；10—12歲是多點結構，回答的問題中包含多個或對某個概念或素材；13—15歲是關聯結構，能將各個概念相互聯系起來；16歲以上，高中學生是抽象擴展結構，學生不僅需要對已知素材進行編碼，而且還要理解已知信息與首要的抽象原理的關聯，導出假設并將其應用到相應的知識上。

三、實踐研究

穿戴式智能技術在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、教育、娛樂等諸多領域都有重要的研究價值和應用潛力，學生熟悉的智能手表、智能眼鏡等穿戴式智能設備為人們提供了專屬的、個性化的服務，是人和科技的一種交互方式。而設備的計算方式要以本地化計算為主，只有這樣才能準確地定位和感知每個用戶的數據，形成個人隨身移動設備上獨一無二的數據。如今，智能穿戴已發(fā)展成為人體的一部分，就像皮膚、手臂一樣。在更遠的未來，手機可能只需向人體植入一個芯片，跟人的親密程度可能遠遠超過家人。

以《現代家政技術》課程為例。本課程介紹了智能穿戴技術，讓學生知道智能穿戴有哪些產品，怎樣深刻地影響了人類的生活，從而再去探究所涉及的智能技術。我根據SOLO分類理論厘清學生回答問題所處的能力水平和思維層次，將學生分成若干小組，以小組為單位進行智能穿戴技術的學習，展開討論、交流和歸納。

（一）SOLO分層理論的能力與思維層次

（二）梳理問題與回答的結構層次

學生通過閱讀教材、觀看視頻，交流見過、聽過、用過的智能設備，如智能手機、智能手環(huán)、智能手表、智能眼鏡，結合生活經驗、已有知識回答下列問題，我根據其回答得到學生的思維層次。老師了解了學生的能力，再有針對性地輔導，學生的思維從前結構慢慢提升到抽象擴展結構。

問題1：智能穿戴產品涉及哪些技術？

1.前結構

學生：不清楚。

2.單點結構

學生：智能穿戴設備如智能手表，它需要芯片。

3.多點結構

學生：智能穿戴設備如智能手機，它需要芯片、屏幕、存儲器、攝像頭技術。

4.關聯結構

學生：智能穿戴設備中涉及的技術有芯片、存儲器、屏幕和攝像頭外，還需要一個處理器。

5.抽象擴展結構

學生：智能穿戴產品如手機，設計的技術有芯片、處理器、存儲器、屏幕、攝像頭，其中攝像頭是智能手機最核心的技術。

問題2：智能穿戴產品有哪些功能？請列舉其功能。

1.前結構

學生：我的手機是智能的，但被父母沒收了。

2.單點結構

學生：智能穿戴設備如智能手表，它的功能是可以打電話。

3.多點結構

學生：智能穿戴設備如智能手機，除了基本的打電話功能外，還有拍照、上網瀏覽網頁、購物等功能。

4.關聯結構

學生：智能穿戴設備更像一臺移動電腦，具有獨立的操作系統(tǒng)。智能手機能上網，所以，我們可以打游戲、出門導航。

5.抽象擴展結構

學生：智能穿戴產品如手機，更像個人電腦，具有獨立的操作系統(tǒng)、運行空間，可以自行安裝軟件、游戲、導航等第三方服務商提供的程序，還可以通過移動通訊網絡來實現手機上網。智能手機可以下載軟件，如微信、騰訊QQ、美顏相機、百度地圖、高德地圖，如美顏相機能自動補光、美顏、存儲、上傳等。人們出行使用導航功能，只需輸入起點、終點后，手機導航還能提供多種模式的選擇，走高速還是路面、距離最短還是紅綠燈最少，一路有語音提示測速、違章拍照等等。

問題3：說說智能穿戴產品的利與弊。

1.前結構

學生：我不是很清楚。

2.單點結構

學生：智能穿戴設備如智能手表，優(yōu)點是方便了人與人之間的溝通，缺點就是電池使用時間太短。

3.多點結構

學生：智能穿戴設備如智能手機，優(yōu)點大于缺點，大大縮短了人與人之間的交流成本，基本實現了電腦的功能，方便了辦公、處理信息等。缺點就是使用智能手機，人會有依賴性，對眼睛也不好。

4.關聯結構

學生：我認為智能穿戴設備優(yōu)點就是大大提高了我們處理事情的效率，提高用戶的個性化服務，如拍照有美顏功能，出門有導航功能。缺點是所有的智能產品的生命力有限，淘汰的速度很快，導致電子垃圾快速增長。其次，人們對智能手機會產生依賴，玩游戲可以隨時隨地，使用久了還會傷害眼睛。

5.抽象擴展結構

學生：智能穿戴產品如手機，只要有網絡或流量，智能手機的QQ、微信，把溝通變得極其方便，傳輸文件變得快速便捷，使得手機的容量不斷增大，導致手機淘汰的速度也加快；智能手機出現后，人們買東西都使用了微信、支付寶支付，避免了現金的丟失、假鈔和攜帶不便等問題，但手機一旦遺失，會很麻煩；智能手機改變了支付方式、交流方式、購物方式，也方便了出行等等，從而推動對網絡、網速的要求，從2G、4G到如今的5G，智能手機讓我們能快速下載視頻、交流沒有延遲、隨時隨地可以學習。但智能手機的無所不能，也帶來了很多健康問題，如輻射、傷眼，人們過度依賴手機，也導致用戶信息的泄密；手機的淘汰率逐步上升，怎么處理電子垃圾更是人類面臨的一大問題。

（三）適時引導，提升認知結構水平

從以上三個問題的回答，我們可以判斷出學生當前的認知水平，教師應根據學生的回答做出恰當的引導，拓展他們的思路，將回答與問題、線索聯系起來，進行分析、歸納，達到合乎邏輯的思維演繹，提升認知結構水平。

處于單點結構的學生，他們沒有回答出智能穿戴設備所用到的技術，沒有列舉功能與智能空戴技術的利弊。線索與回答都不存在邏輯關系，回答與問題無關，沒有關聯。老師可通過視頻、實物展示引導學生探究智能穿戴產品所需技術、功能及利弊。

處于單點結構的學生，他們只回答出智能穿戴設備的單個技術和功能，分析優(yōu)點與缺點也比較表面。老師可展示智能手表、提供學習資料，請使用過智能手表的同學做介紹，讓學生探究其功能、分析電池使用時間太短的原因。

處于多點結構的學生，能說出智能穿戴設備的多種技術和功能，但各技術之間相互沒有聯系起來，功能與利弊同樣也是。老師可通過某一技術讓學生探討其功能，由功能引申到利弊，打通技術、功能與利弊之間的邏輯關系。

處于關聯結構的學生，能清楚地表述智能穿戴設備所需的技術，并形象地描述智能手機就似一臺移動電腦，功能與技術是有關聯的，技術決定智能手機的功能。闡述很完整、邏輯性強。老師引導學生探究智能手機的技術、功能上概括其相應的優(yōu)缺點，探究智能手機功能還有哪些，探究對應的、比較顯著的優(yōu)缺點。

抽象擴展結構的學生，能根據前面同學的回答，結合自己生活中的經驗、學過的知識，經過分析、概括、歸納，能多角度地考慮問題，詳細分析了智能手機的技術與功能，及這些功能帶來的利與弊。思維呈現放射狀，結論是開放的、不唯一的，使用智能手機想到網絡、電子垃圾等等，兼容了多個不同的答案。

四、SOLO結構層次對問題設計的啟發(fā)

SOLO分類是評價學生能力和思維的工具，老師可以根據學生回答問題的情況，進行循循善誘。不同學生，其思維結構有很大不同，分析、概括、歸納能力都不同；老師設計的問題，學生回答之前，基本不知道他的思維處于什么層次。第一個學生的回答可能是前結構，也有可能多點結構，甚至有可能是抽象擴展結構。如果第一個學生的回答處于前結構，那么處于單點結構、多點結構、關聯結構、抽象擴展結構的學生就會覺得太簡單，導致對問題失去興趣；如果第一個學生的思維處于抽象擴展結構，那處于前面思維結構的學生就覺得問題太難，產生困擾心理。當我們的問題無法確定學生所處的思維結構時，老師應設計多種方案，提供多種線索（視頻、圖片、資料），引導學生的思維由單點向多點、關聯、抽象擴展發(fā)展，可通過合作學習、探究學習等方式，倡導邏輯思維能力強的學生幫助單點結構思維的同學分享自己的思考、分析問題的過程，判斷、歸納的理由等。

值得強調的是，一個學生在某問題上的表現，不能簡單判定他的思維就是處于什么結構，很多情況下因問題而異。一節(jié)課中，學生對這個問題，他的思維處于單點結構，對另一個問題，他的思維可能處于多點結構。其次，學生回答問題的抽象擴展能力還與給予思考問題的時間有關，也與是思考還是用筆記錄有關。所以，我們老師應以公正、發(fā)展的眼光看待學生的表現，不能以單個問題對學生做出片面的評價。

通用技術課程中對智能穿戴技術的介紹，重在培養(yǎng)學生的技術意識能力、對技術問題的感知與領悟，根據某一技術對人、社會、環(huán)境的影響，做出理性、客觀的分析，形成一定的安全意識、責任意識。所以，根據學情靈活設計多層次的問題，才能滿足學生不同層次的思維能力，從而提升學生的思維結構。