喬翠玲

（南京師范大學(xué)附屬中學(xué)，江蘇南京 210003）

通用技術(shù)課程是一門(mén)注重實(shí)踐、專注設(shè)計(jì)、綜合性極強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已無(wú)法滿足技術(shù)課堂的教學(xué)要求。項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過(guò)程和特點(diǎn)與通用技術(shù)課程教學(xué)理念相符合，內(nèi)容安排上側(cè)重基礎(chǔ)性技術(shù)設(shè)計(jì)，要求重點(diǎn)突出“做中學(xué)”，多以問(wèn)題推動(dòng)、探究串聯(lián)、實(shí)踐操作練習(xí)為主，成為課程五大核心素養(yǎng)培養(yǎng)與提升的有效途徑。本文以電子控制技術(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施來(lái)探究通用技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。

一、技術(shù)意識(shí)

技術(shù)意識(shí)是對(duì)技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問(wèn)題的感知與體悟。學(xué)生結(jié)合個(gè)人成長(zhǎng)經(jīng)歷體驗(yàn)技術(shù)活動(dòng)是獲得感知與體悟的重要途徑。過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生合理地看待技術(shù)、看待技術(shù)問(wèn)題、看待解決技術(shù)問(wèn)題的方法，幫助學(xué)生形成敏銳的技術(shù)感覺(jué)，強(qiáng)化學(xué)生技術(shù)的安全和責(zé)任意識(shí)、技術(shù)倫理與道德意識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)態(tài)度上的責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生深切把握技術(shù)的本質(zhì)，理解技術(shù)與人類文明的相互促進(jìn)、相互滲透、相互聯(lián)系的關(guān)系。實(shí)際教學(xué)中，選用典型案例，指導(dǎo)學(xué)生篩選各類數(shù)據(jù)與信息，就某一技術(shù)領(lǐng)域?qū)€(gè)人、社會(huì)、環(huán)境的影響作出判斷，形成正確的技術(shù)觀；后續(xù)在技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)中，整合應(yīng)用人文、科學(xué)、社會(huì)等多方面知識(shí)，能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)參與社會(huì)有關(guān)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的討論與決策。學(xué)生設(shè)計(jì)方案、物化作品的評(píng)價(jià)交流中學(xué)會(huì)從多元文化的角度評(píng)價(jià)，具有一定的對(duì)技術(shù)文化的選擇能力。教師要培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識(shí)，首先激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)課程的興趣，點(diǎn)燃學(xué)生內(nèi)在的生命力，促使他們主動(dòng)地學(xué)習(xí)，以便滿足其主觀能動(dòng)性，在不知不覺(jué)中幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的技術(shù)認(rèn)知印象，從而在潛移默化的狀態(tài)下樹(shù)立學(xué)生的技術(shù)意識(shí)[1]。

情景引入時(shí)，選擇與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代背景，貼合學(xué)生實(shí)際生活的情境，讓學(xué)生運(yùn)用課程需要掌握的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題。比如學(xué)生參觀時(shí)了解智能家居窗簾根據(jù)光線強(qiáng)弱自動(dòng)打開(kāi)、關(guān)閉的控制系統(tǒng)，室內(nèi)煤氣泄漏窗戶開(kāi)關(guān)的控制系統(tǒng)，VR 體驗(yàn)中感興趣的電子控制模塊等等，實(shí)物吸引的同時(shí)也可以結(jié)合視頻、音頻、圖片等手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子控制技術(shù)的興趣，興趣是最好的老師。

例：綜合學(xué)生已學(xué)知識(shí)，教師親自設(shè)計(jì)制作演示教具。自制教具更具靈活性，并且拉近電路設(shè)計(jì)、制作與學(xué)生自我認(rèn)知的情感距離。根據(jù)耶克斯-多德森的研究理論，學(xué)習(xí)中等強(qiáng)度的任務(wù)最有利于任務(wù)的完成，大多學(xué)生從來(lái)沒(méi)有獨(dú)自設(shè)計(jì)制作過(guò)電路，自認(rèn)為基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力有限，自我肯定薄弱，這會(huì)影響到學(xué)生體驗(yàn)活動(dòng)的積極性。從教師設(shè)計(jì)制作教具開(kāi)始，以此為引入鋪展開(kāi)來(lái)通過(guò)視頻、圖片等方式列舉與教具相似原理的案例，學(xué)生恍然大悟，“哦，老師能做到的我也能做到”，“似乎也沒(méi)有看上去那么玄啊”，親身實(shí)踐中形成更具象、更深刻的技術(shù)意識(shí)。

二、工程思維

工程思維是以系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡為核心的籌劃性思維。在實(shí)踐中，工程思維我們并不陌生，工程思維可能大部分時(shí)間處于處于“日用而不知”的“不自覺(jué)”狀態(tài)。工程思維是一種需要用工程的眼光看待世界和處理世界的思維方式，是一種統(tǒng)籌兼顧的系統(tǒng)思維方式，也是一種籌劃性實(shí)體思維，具有現(xiàn)實(shí)性，是溝通主觀和客觀，連接彼岸和此岸的必經(jīng)之路。

學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，教師重點(diǎn)引導(dǎo)他們從設(shè)計(jì)到確定解決方案時(shí)，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、技術(shù)、科學(xué)、工程等學(xué)科知識(shí)，多維度分析問(wèn)題，明確問(wèn)題解決時(shí)存在的局限性和影響因素，突出自己的思想，提出切實(shí)可行的方案。推進(jìn)的過(guò)程中運(yùn)用科學(xué)視角，不斷優(yōu)化改進(jìn)方案，最終能進(jìn)行簡(jiǎn)單的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和綜合決策。如此，學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)具體項(xiàng)目，潛移默化中建立起工程意識(shí)，學(xué)習(xí)嘗試用工程觀念去看待問(wèn)題，用工程思維方法去分析、解決實(shí)際問(wèn)題，能夠真切地認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)與工程現(xiàn)實(shí)中呈現(xiàn)出來(lái)的多樣性、復(fù)雜性和綜合性[2]。

例：在標(biāo)準(zhǔn)壓力的室溫環(huán)境中，甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味（家庭中天然氣的特殊味道是因?yàn)樘砑恿思琢虼蓟蛞伊虼迹┑目扇細(xì)怏w，約占天然氣成分中的87%?？扇?xì)庑孤O易釀成大禍，如果能夠及時(shí)報(bào)警并且開(kāi)窗通風(fēng)將很大程度上減少損失甚至免遭損失。結(jié)合之前所學(xué)，設(shè)計(jì)、制作一個(gè)檢測(cè)甲烷泄漏報(bào)警并開(kāi)窗通風(fēng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)方法、流程思維、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)蜂鳴器發(fā)聲、發(fā)光二極管閃動(dòng)的報(bào)警功能，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)開(kāi)窗通風(fēng)排除甲烷泄漏隱患。個(gè)人思考后小組討論，集思廣益，充分交流，并將思維邏輯梳理，明確各個(gè)主題條件之間的層次關(guān)系，平衡各個(gè)環(huán)節(jié)，提高控制系統(tǒng)的容錯(cuò)性，將理想客體一步步地轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)實(shí)體，從而幫助學(xué)生尋找最后的解決方法，逐步地加深學(xué)生的工程思維。

三、創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、明確問(wèn)題的基礎(chǔ)上，收集相關(guān)信息，充分發(fā)揮創(chuàng)造力，利用已有的科技成果、科學(xué)理論綜合分析，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，提出符合科學(xué)性、創(chuàng)造性及實(shí)用成果性構(gòu)思方案的一種實(shí)踐活動(dòng)。最初尋求具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課題存在困難，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)挖掘潛在需求，多視角剖析所需解決的技術(shù)問(wèn)題，形成對(duì)需求和技術(shù)問(wèn)題的敏感度，能運(yùn)用科學(xué)系統(tǒng)的分析方法，對(duì)所制定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較權(quán)衡，能設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)試驗(yàn)，完成操作實(shí)踐，并能對(duì)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，綜合現(xiàn)實(shí)限定因素，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)實(shí)踐操作，嘗試解決社會(huì)層面、生活層面的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)技術(shù)現(xiàn)象客觀準(zhǔn)確地反映和判斷，形成使用技術(shù)的科學(xué)態(tài)度和良好習(xí)慣。

高中階段學(xué)生的自控能力、意志力逐漸增強(qiáng)，對(duì)于感興趣的事情能夠長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)關(guān)注。同時(shí)，他們的抽象思維慢慢形成并逐漸變強(qiáng)，對(duì)事物的認(rèn)知也由具象為主轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄鬄橹?。高中生處于青春期，批判性思維逐步變得成熟與強(qiáng)韌，同時(shí)具有較強(qiáng)的自我反思能力，能夠?qū)?shí)踐經(jīng)驗(yàn)升華為理論歸納，能夠客觀理性地分析事物。隨著學(xué)生掌握的科學(xué)方法、科學(xué)手段的多樣化，科學(xué)理論的深入與豐富，結(jié)合感興趣的任務(wù)，學(xué)生能夠從中得到滿足，會(huì)產(chǎn)生積極的情緒體驗(yàn)，更加有勁頭，正向積極促進(jìn)，良性循環(huán)。在自由、愉快的情緒中學(xué)生無(wú)拘無(wú)束地發(fā)散思維更易培養(yǎng)與提升，利于創(chuàng)造出更有想法的作品[3]。

例：以實(shí)現(xiàn)甲烷泄漏報(bào)警、開(kāi)窗通風(fēng)的電子控制電路設(shè)計(jì)與制作為例。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，收集大量的信息了解采集甲烷濃度的信號(hào)方式，由此也會(huì)主動(dòng)地思考其他氣體濃度的檢測(cè)方式，比如二氧化碳、氧氣等。如果檢測(cè)煙霧的濃度，這種方式能實(shí)現(xiàn)嗎？溫度、濕度、亮度的信號(hào)呢……如此，與傳感器相關(guān)的疑問(wèn)一一解鎖，學(xué)生的思路打開(kāi)，學(xué)習(xí)方式由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，這一層面凸顯了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體地位，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，潛移默化中掌握了常用傳感器采集信號(hào)的原理及其應(yīng)用。不同傳感器，選擇的控制模塊、輸出模塊與之有所對(duì)應(yīng)，用以完成電路功能性的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)電路時(shí)需要權(quán)衡多方面問(wèn)題。比如：技術(shù)方面的問(wèn)題，像參數(shù)兼容性、效率的提升、采用不同原理解決同一個(gè)問(wèn)題等，又比如應(yīng)用方面問(wèn)題，像安全問(wèn)題、實(shí)用性、可操作性等。設(shè)計(jì)可燃性氣體泄漏的電子控制系統(tǒng)，安全問(wèn)題是首要解決的，所以在選擇啟動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置避免產(chǎn)生電火花，如電機(jī)選擇上考慮選用無(wú)刷電機(jī)。能根據(jù)要求，比較權(quán)衡選擇科學(xué)的方案；能根據(jù)要求，進(jìn)行電路的原理設(shè)計(jì)、參數(shù)確定；能根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象解決技術(shù)問(wèn)題的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案。實(shí)施每個(gè)步驟就是在創(chuàng)新設(shè)計(jì)，正所謂“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時(shí)，人人是創(chuàng)造之人”。

四、圖樣表達(dá)

圖樣是一種技術(shù)語(yǔ)言，圖樣表達(dá)是使用圖形樣式對(duì)意念中或客觀存在的技術(shù)對(duì)象進(jìn)行可視化的規(guī)范和整理，便于與他人交流設(shè)計(jì)創(chuàng)意和問(wèn)題解決方案，實(shí)現(xiàn)抽象與具象之間的思維轉(zhuǎn)換。圖樣表達(dá)能力包括識(shí)圖能力、表達(dá)能力。在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生能夠識(shí)讀機(jī)械加工圖、控制框圖等常見(jiàn)的技術(shù)圖樣。在面對(duì)比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，能準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)構(gòu)想通過(guò)繪制簡(jiǎn)單的技術(shù)圖樣表達(dá)出來(lái)，圖樣形式可以是簡(jiǎn)單三視圖、草圖、機(jī)械加工圖等，可以手工繪制也可以使用二維、三維設(shè)計(jì)軟件繪制[4]。

圖樣是根據(jù)投影原理、標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)規(guī)定，表達(dá)意念中技術(shù)對(duì)象的圖樣形式。在日常生活中，有各種各樣的圖表，學(xué)生也會(huì)用簡(jiǎn)單的示意圖來(lái)表達(dá)自己的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)有形與無(wú)形、抽象與具體之間的思維轉(zhuǎn)換。教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生選擇與綜合運(yùn)用圖樣或其他技術(shù)語(yǔ)言表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想，目的是幫助學(xué)生形成用技術(shù)語(yǔ)言進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換的能力。

例：在電子控制系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)識(shí)讀技術(shù)圖樣，如一般的機(jī)械加工圖和簡(jiǎn)單的電子電路圖等；掌握運(yùn)用方框圖分析常見(jiàn)電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程，根據(jù)方框圖或者電路圖能夠闡述電子控制系統(tǒng)的工作原理、實(shí)現(xiàn)的功能和工作特點(diǎn)，并使用設(shè)計(jì)文件、日志等記錄自己的創(chuàng)意、過(guò)程和結(jié)果。

在培養(yǎng)學(xué)生圖樣表達(dá)能力的過(guò)程中，避免知識(shí)的淺層化，主要體現(xiàn)為偏重表面知識(shí)和技能，不能深入挖掘知識(shí)所蘊(yùn)含的技術(shù)思想與方法。比如：設(shè)計(jì)電子控制系統(tǒng)的電路，引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)方框圖，如果僅僅因?yàn)閼?yīng)付考試，考的幾率大而學(xué)習(xí)，這樣使得圖樣表達(dá)就停留在知識(shí)淺層化層面上。如果將方框圖的學(xué)習(xí)融入解決一個(gè)具體的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的任務(wù)中，學(xué)生就會(huì)切實(shí)體會(huì)到，繪制方框圖就能清楚地在信號(hào)的采集、信號(hào)的處理、控制輸出走向上有個(gè)框架式的認(rèn)識(shí)，從而對(duì)控制電路中的核心部分有所了解。根據(jù)這個(gè)“框架”去分析電路的原理圖，能順藤摸瓜開(kāi)展學(xué)習(xí)，框出它的各模塊電路，了解各模塊電路在原理圖中的位置、相互關(guān)系及其功能，就能很深入地把握該控制系統(tǒng)電路的工作原理，認(rèn)識(shí)到其所蘊(yùn)含的技術(shù)思想與方法，有效地避免了項(xiàng)目知識(shí)的淺層化。

五、物化能力

物化能力是一種將意念、方案轉(zhuǎn)化為有用物品，或?qū)σ延形锲愤M(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化的能力，是技術(shù)實(shí)踐特點(diǎn)的體現(xiàn)，創(chuàng)造性特征的呈現(xiàn)。物化過(guò)程中，學(xué)生需要采用一定的工藝和方法去實(shí)現(xiàn)，這需要了解常見(jiàn)材料的特性，常用工具的種類和使用方法，常見(jiàn)加工工藝方法與適用范圍，在實(shí)踐操作過(guò)程注意體驗(yàn)和領(lǐng)悟。根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，能夠選擇合適的材料和工具，設(shè)計(jì)技術(shù)試驗(yàn)與測(cè)試，撰寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告，選擇準(zhǔn)確的加工工藝等，能完成模型產(chǎn)品的成型制作和裝配，能對(duì)其進(jìn)行基本的技術(shù)測(cè)試和指標(biāo)測(cè)量。物化過(guò)程真實(shí)經(jīng)歷了運(yùn)用技術(shù)的原理解決實(shí)際的問(wèn)題（從書(shū)本走進(jìn)生活），具有一定的材料規(guī)劃意識(shí)和工具思維，拓寬了學(xué)生的創(chuàng)造思維，體驗(yàn)了技術(shù)交流、合作、互尊互愛(ài)、分享個(gè)性化創(chuàng)意的喜悅，思考了“以我所學(xué)，為民所用”實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的意義[5]。

例：學(xué)生根據(jù)制定的電子控制電路的設(shè)計(jì)方案，選擇所需要的電子元器件、能正確檢測(cè)電子元器件的好壞、能用萬(wàn)用表測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)、能進(jìn)行簡(jiǎn)單地焊接、能安裝和調(diào)試電子電路。學(xué)生親手制作模型或原型的過(guò)程中，見(jiàn)證方案從設(shè)計(jì)圖上一步步以實(shí)物的形式呈現(xiàn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了自我價(jià)值，這使得學(xué)生從內(nèi)心深處歡喜，對(duì)未來(lái)有所期待。技術(shù)試驗(yàn)、技術(shù)測(cè)試、實(shí)物制作使得學(xué)生更加能夠領(lǐng)悟技術(shù)對(duì)人類文明的重要性，更能理解技術(shù)是社會(huì)生產(chǎn)力水平的重要標(biāo)志之一，是人類物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的積累形式。

技術(shù)課程的技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力等五個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)相輔相成，相互滲透，不可分割的。技術(shù)課堂在核心素養(yǎng)引領(lǐng)下，更好地體現(xiàn)通用技術(shù)學(xué)科以創(chuàng)新、實(shí)踐為主的特色，使學(xué)生真實(shí)感受并推進(jìn)自己個(gè)性的豐富性、層次性地綻放，從而認(rèn)識(shí)到技術(shù)的理性精神、責(zé)任意識(shí)、文化內(nèi)涵，讓自己更具道德、更為科學(xué)、更負(fù)責(zé)任的方式使用技術(shù)和參與技術(shù)活動(dòng)，更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生潛能，增強(qiáng)學(xué)生信心，培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，最終獲得技術(shù)知識(shí)和技能、過(guò)程和方法、情感態(tài)度價(jià)值觀有機(jī)融合構(gòu)成的品格和能力，更有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的成長(zhǎng)，更好地培養(yǎng)高中生綜合能力。