通用技术课程技术实践活动研究
2017-07-01王兴复
王兴复
摘 要 通用技术课程一个突出的特征就是实践性,完成教学的目的就是给学生提供一个技术学习平台,以提高他们的技术素养。从技术操作技能、技术探究、技术设计、技术实践活动的评价四个方面,探讨通用技术课堂教学如何通过开展技术实践活动来提升学生技术素养。
关键词 通用技术;技术素养;教学设计;三视图
中图分类号:G633.67 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)09-0152-03
1 实践活动重在提升学生技术素养
在通用技术课程中属于操作技能范畴的内容,笔者认为有两方面。一方面属于技术语言的内容,表现为以图样的方式表达设计意图以及与他人进行技术交流。技术图样的表达也就是对学生读图、绘图能力的培养。另一方面就是木工、金工、电工等制造技术领域的操作技能。通用技术课时有限,把学生培养成熟练的绘图员和技工是不可能的,也不符合普通高中通用技术课程培养学生技术素养的教学目标,所以只要能配合整个技术课程的学习过程,有选择地进行一些基本操作技能学习即可。
如“三视图及其绘制”的教学设计,应着重把握技术交流语言的功能与作用,知道三视图产生和形成的过程,能绘制简单的三视图,能通过所给基本视图建构零件实体形状;能看懂主要尺寸标注;能通过标题栏信息获取相关技术信息。在技术图样的实践活动中要牢牢把握它的语言功能和作用,运用图样的目的就是传递设计意图,尽可能规范使用图样,提升学生的工程素养。有了三视图的基础,在选修模塊进一步引导学生识读相关图样,如建筑的平面、立面、剖面图,让学生绘制简单的平面图,体验建筑的空间关系。学生绘制的图样及依据图样制作的模型中,图1是用轴测图表示的设计草图;图2是用轴测图表示的每层的体量关系及平面图;图3是用三视图表示平面、立面及西立面,以及用轴测图对整体的表达;图示4是制作的1:50建筑模型。
本案例目的在于在有限的通用技术课时内,使学生通过绘制图样,实现技术交流,完成模型制作,感受建筑体量及空间之间的关系,实现教学目标。
在通用技术课堂上,制造领域的操作技能常用到木工、金工、电工技能,在组织学生进行操作技能实践活动时,教师应通过正确示范,包括利用一些视频媒体演示等方法,指导学生正确操作。在这一过程中,教师要及时传授给学生手工工具的安全使用方法、机器设备的安全操作规程、现场操作的各种注意事项等安全知识。课堂上常用到的工具的操作,如锯割木块、挫削、电路的焊接等,教师应首先规范演示,再使学生进入操作过程。在操作中,教师要及时给予指导,保证学生正确操作。近年来,激光切割、3D打印也开始被引入实践活动,设备所加工出的模型精度更高。教师应加强设备操作基础规程的常识性指导,使学生学会安全使用即可。
2 基于技术探究的实践活动
通过技术试验增强探究性 技术探究是技术活动的一项重要内容,是学生学习技术的主要方法之一。应用技术试验不仅可以探究解决实际问题的方案,还可以培养学生的技术试验能力,并从中构建新的技术知识与技能。如教学苏教版“建筑及其设计”的第二单元第三节“简单建筑结构的设计与模型制作”,教师让学生设计制作梁柱结构的模型,试验探究在规定的条件下如何提高结构强度。学生用ABS杆、502胶水设计制作模型,用10吨的小型微机屏显万能试验机进行加载试验,直观观察结构形变、破坏,机器记录下形变大小、受力的曲线图。试验的过程激发了学生的创造激情,同时培养了技术试验能力,让他们学会从技术的角度去思考问题并探寻解决问题的方案。
做好设备、工具的准备工作,调动学生人人参与、亲身体验 如在上述梁柱模型设计制作的案例中,上课前教师要检查调试好万能试验机,准备好ABS杆、502胶水、PVC板
等材料,以及壁纸刀、剪刀、钢尺等工具。相应地把学生分成三人一组,指导学生操作万能试验机对材料进行性能试验;然后以小组为单位做出设计方案,经过讨论优化,制作出模型;对模型再进行测试,根据试验数据,每个小组撰写试验报告。
案例具体设计要求包括:1)设计制作一个梁柱结构,模型质量小于100克,最长边长(圆就是直径)不能超过100 mm,结构高度(400±10)mm;2)除了所给材料,不准使用或者添加任何其他材料;3)由万能试验机检测承载值的大小并记录承载值;4)求承载与自身重量的比值。
每一项探究试验活动都离不开一定的材料、工具以及设备,准备得是否周全直接影响教学效果,显然这些需具备一定经济条件。大连市普通高中创新实践学校目前是大连地区专门为大连市高中生创办的创新实践学校,大连市财政局、教育局投入相应专项资金,为各种实践活动项目的开展提供保障。学校开展多项丰富多彩的探究试验活动,引导学生积极投入活动中来,做到人人动手、亲身体验,使实践活动的探索性不断增强。
3 在技术设计实践活动中培育创新思维
技术设计是通用技术课程学习的核心内容,是培养学生创新精神和实践能力的良好载体。产品设计最重要的阶段就是技术设计,产品的结构是否合理,工艺性、可靠性、经济性如何,都取决于技术设计。
技术设计实践活动一般过程
1)发现与明确问题。在苏教版“电子控制技术”的教学中应用案例[1]:小孩和老人夜间上厕所开灯很不方便,开灯时甚至会摔倒,请帮忙设计一个能自动控制的小夜灯,方便夜间小孩和老人上厕所时照明。引导学生在生活中发现问题,了解要解决的问题所受到的限制,在此基础上,教师明确提出设计要求。
2)功能要求:用手触摸片,灯自动会亮;可以根据需要自行设定灯亮的时间,超过设定的时间灯会自动熄灭。
3)技术要求:设计电路图,选择电子元件并填写元件清单;搭建电路,模型制作(用插式面包板搭建电路并验证,按一定的比例制作模型,画出电路布局图及模型中的电路走线图);焊接电路(根据改进优化的电路图焊接电路并安装到模型中调试优化,根据功能需要调试电路并优化)。
4)外观要求:美观大方。耐用性:结构坚固。
5)安全性能:使用直流低压电源,绿色环保。成本要
求:低于25元人民币。
6)完成期限:7天。
制订设计方案
1)收集信息。
2)进行设计分析。围绕使用者、待设计的产品、使用产品的环境三个方面分析。
3)方案构思。引导学生思考人机关系,遵守设计的一般原则。
4)方案呈现。创新是设计的灵魂。在规定限制条件下,只有创新才能促进形成多角度的设计方案,促进设计的不断优化。高中生的工程意识还很模糊,在通用技术课堂上通过呈现设计方案的形成过程,引导他们使用标准图样进行技术方案呈现与交流,有利于提升他们的工程素养及创新意识。
模型或原型制作 模型是根据实物、设计图样或构思,按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法,而且模型在设计中发挥着重要的作用。模型能帮助分析设计的可能性,使设计对象具体化。
测试、评估与优化 测试是检验所设计的产品是否满足设计要求,能否正常使用的一个重要环节,测试过程也是一项设计不断优化的过程,从安全性、可靠性、经济性等方面使产品设计得到改进。再好的设计也有可能被优化,而优化的过程往往需要反复进行试验与改进。
在组织学生进行技术设计实践活动时,一般采取“大处着眼、小处着手”的策略——既要考虑到设计活动过程的规范要求,使之能够产生培养学生各种技术素养的效果,又要考虑到学生动手能力有限的实际状况,选用容易制作的材料来制作模型、表现设计作品。
4 关于技术实践活动的评价
这里所说的技术评价特指高中通用技术课程教学中对技术与设计方面知识技能学习过程的“评价”[2]。在通用技术教学中,无论是讲授课,还是设计课、技术实验课、作品制作课、作品点评课,都时常面临如何对某一设计进行评价的问题。对于通用技术实践活动中技术设计的评价,可以从技术性、使用性、创造性及社会性去评价,如图5所示。
教师的评价包含和综合了课程内容的核心,对学生技术学习起着重要的导向和引领作用。在教学中无论是对技术产品、技术试验、作品设计的评价,还是对模型制作的评价,都要注意以下几个方面。
1)要及时发现问题,及时给予评价,引导学生参与评价,可以采用自评、他评、小组评、教师评相结合的方式。
2)需要使学生明白评价的依据和标准,把评价和指导联系起来。要对评价的结果进行分析,从不同的角度找出因果关系,确认产生的原因,并通过及时的、具体的、启发性的反馈,让学生明白如何做。
3)在评价过程中可适当采取量化评价,所采用数据应相对准确。
评价技术产品既是学生技术素养的体现,又是促进学生技术素养发展的有效途径。教师应把技术评价的一般原则融合在活动过程中并加以引导,通过评价活动进一步提升学生的技术素养;还应把技术产品评价与技术产品的改进结合起来,以激发学生的创新思维。
5 结论
本文从技术操作技能、技术探究、技术设计、技术实践活动评价四个方面,结合一线教学实例论述通用技术课堂教学开展技术实践活动提升学生技术素养的方法、经历的过程或步骤,应用创新教学设计理念,以项目教学为载体,贴近技术实际应用,贴近生活,以丰富学生的视野,培养学生的创新思维。通用技术实践教学为提高学生实践能力提供了广阔的平台,开展通用技術课程的技术实践活动是学生创新精神和技术素养的重要载体和有效途径。
参考文献
[1]普通高中创新实践课程系列丛书.电子控制技术项目任务书[M].辽宁:大连理工大学出版社,2015.
[2]顾建军.高中通用技术教师专业能力必修[M].重庆:西南师范大学出版社,2013.