自动浇水装置在项目教学中的具体应用

李常

[摘   要]文章以自动浇水装置项目为载体，以学生为主体，教师为主导，探讨在日常的教学中如何选择、引入和实施项目教学，培养和提升学生的学科核心素养。

[关键词]自动浇水;项目教学;核心素养

[中图分类号]    G632.4        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）30-0054-02

基于建构主义理念以学生为中心的项目教学，最显著的特点是以“项目为载体、学生为主体、教师为主导”，主张学生在具体实践操作中通过以真实项目为导向进行学习，发展学生对学科知识的整合、应用和物化能力。将学科知识和技能融入具体项目中，让学生主动参与、自主解决问题，培养学生的技术意识、工程思维、创新设计水平、图样表达水平、物化能力和善于实践的精神与勇气，加强学生的创造潜能和实践能力的培养，提升学生通用技术学科的核心素养。

普通高中通用技术课程，以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计和操作学习为主要特征，立足于学生的直接经验和亲身经历，强调学生亲手操作、亲历情景、亲身试验，是实践与创造、科技与人文统一的课程。普通技术课堂忽视应用和实际操作，是简单的知识传授或习得一些技术“技能”的课堂。而项目教学注重理论与实践相结合，主张在教师的引导下，将一个相对独立的具有强烈现实意义的项目交由学生解决。学生自主完成文献的调研、问题的提出、方案的设计、项目的实施和最终的评价。在整个过程中，教师引导学生了解并把握每一个环节的具体要求和细节。

那么，在日常的教学中如何选择、引入和实施项目教学，培养和提升学生的学科核心素养呢？下面我将通过一个具体的例子来进行阐述。

一、項目的选择

通用技术课程倡导以实践为核心的多样化学习方式，技术的最终目标是为人们服务和为生活服务。因此，项目的选择要遵循以下四个原则：第一是真实性，贴近实际生活，准确反映实践活动;第二是地方性，一定能反映和解决校园或当地能看得见的问题;第三是典型性，必须选取具有代表性的案例，从而起到举一反三的作用;第四是实用性，这是技术的重要特征。

柳高每间教室的走廊外面都种有很多花卉和植物，要解决假期花卉和植物的浇水问题，以及平时不至因值日的学生不同导致花卉和植物枯死或者涝死的问题。自动浇水装置的应用就是一个很具有现实意义的问题。所以在9月份开学第一周的课上，我在必修2《控制与设计》教学中引入设计和制作“自动浇水装置”。这个项目贴近生活，发生在学生身边，制作好装置之后还能运用到实际之中，为学生所用，受学生欢迎。同时，项目设计巧妙地将整个《技术与设计1》的教材内容贯穿到一个项目中来，学生亲历设计的一般过程，在实践中形成技术意识，体验和感悟技术思想和方法，基于技术问题进行创新性方案的构思、设计，提高自己的技术设计能力。同时，项目也整合了《技术与设计2》系统与设计、控制与设计，在构思方案的时候还可以进行多学科的知识融合。

二、项目的实施

1.发现问题与明确问题

首先展示学生在教室走廊上所种的花暑假前与暑假后的照片，进行对比，引发学生思考。在讨论、思考中利用所学知识进行理性分析，发现问题和明确问题，培养学生的技术意识，从而明确设计任务与目标。

2.设计方案

接下来激励学生对自动浇水装置进行构思和设计，随后让学生展示并分享自己的设计。教师点评的同时指出学生设计的缺陷，指导学生在设计作品时应该考虑设计的一般原则和相应的技术规范，引导学生构思方案时应考虑人、物和环境的因素，运用系统分析方法针对技术问题进行要素分析和整体规划，简单评估和优化。

预设一些提问：生活中有哪些现象是关于液体的控制呢？引发学生思考。教师展示生活中的例子，引发学生进行深度思考，开展小组讨论并进行设计，组织学生展示自己的设计草图。此时，学生的思维过程从“单一的模仿”经过小组讨论过渡到“多种功能的模仿”，再经过教师点拨，最后上升为“系统的组合”。

进一步设问：在我们所学习的知识中，流体有哪些特性？回忆高中物理、生物或化学中关于流体的力学、动力学、物理和化学性能的知识，请大家尝试结合这些知识进行设计。

指导学生从科学知识的应用角度开展小组讨论，并进行创新设计。学生从所设计的作品中筛选出一个作品，从“画”“仿”“移”三个角度进行讨论、优化，利用不同的绘图工具、软件画出设计图。用技术图样实现无形到有形、抽象到具体的思维转化。通过此活动，让学生再一次巩固和应用所学知识，加强学生灵活运用技术知识的能力，从而进一步培养学生的技术思维、工程思维和图样表达能力。

3.制作模型

根据不同的设计图纸，选择不同的加工工具，力求完成模型或原型的制作。在制作前，让学生充分考虑材料的属性、常用工具和设备的使用方法、安全操作程序、加工难易程度、工艺方法等。根据方案设计要求，进行材料选择与规划，工具选择与使用。通过实践活动，培养学生动手的能力和严谨细致、精益求精、追求卓越的工作态度，体验工匠精神对技术制造质量的作用。

4.测试优化

完成作品后，到问题现场对作品的可行性和优劣性进行试验，根据在现场试验的应用要求，结合原始设计对作品进行不断优化。

5.交流评价

学生通过自动浇水装置的设计与制作，明确项目实施的全过程。尤其是实施阶段，明确任务和要求，懂得查阅资料、自学、进行团队研究等，知道每个环节都要思考为什么？这样做行不行，好不好？能不能达到项目要求？是不是最佳设计方案？原理的选择：选虹吸还是杠杆原理？连通器还是点滴浇灌？材料的选择：选塑料还是金属？布艺还是木质？双层还是单层？加工工具的选择：选曲线锯、直线锯、还是钢锯？手动还是电动？激光切割还是3D打印？控制系统的选择：选定时控制、湿度传感控制还是机关触发控制？最后，将整个过程全部记录在“自动浇水装置信息采集表”中。

整个教学过程包含提问、小组讨论、现场优化、制作、测试优化等环节，逐步将学生的思维从科学思维引导到技术思维，再由技术思维进一步提升到工程思维。同一个项目从不同的角度进行设计，可以让学生在不断的反思和比较中，对问题的认识更加深入，思维更具深度。

总之，教学过程以项目为载体，紧紧围绕通用技术的核心素养开展。引导学生通过知识的迁移与应用来解决生活中自动浇水的问题，培养他们的技术意识;让学生用草图来表达自己的创意和想法，培养他们的图样表达和创新设计意识;让学生经历分析、讨论、设计、优化自动浇水装置的过程，培养他们的工程思维能力;在制作、优化过程中不断提升他们的物化能力。整个教学会让学生觉得技术可以让生活更美好。

（责任编辑 黄   晓）