通用技术学科“学习情境”实践研究

陈 心 陈 磊 徐 敏 黄燕辉 卓凌颖

（1.福建省普通教育教学研究室，福建 福州 350001；2.福州第十五中学，福建 福州 350004；3.福州格致中学，福建 福州 350001；4.南安市新侨中学，福建 泉州 362331；5.福州第七中学，福建 福州 350012）

情境，并不是一个崭新的词汇，但对于通用技术学科而言，“学习情境”却是一个比较崭新的研究领域。它的提出，来源于《普通高中通用技术课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称“新课标”）中第六部分“实施建议”所提出的“强化基于技术实践的学习情境设计”。今天，开展通用技术学科“学习情境”研究，最关键的驱动力，在于情境是“与个体当前活动产生关联或相互作用的环境”［1］，而“核心素养的养成意味着学习者面对真实的环境，能够解决问题的整体能力的表现”［2］。教师只有在课堂中设置出正确、合理、具体的“学习情境”，才有可能使学生的个人素养得到培养和展示，才有可能使学生个体素养的水平差异得到显示和检验，才有可能使学生的学科核心素养得到不断发展和提高。因此，正确的“学习情境”设计，对于开展好通用技术学科教学，全面发展学生的通用技术学科核心素养具有重要的基础性意义。

但是，在当前的课堂教学现实中，“伪情境”“假情境”的现象比比皆是，教师普遍难以正确、全面地认识“学习情境”的基本特征，不完全掌握课堂教学中“学习情境”设置的基本办法。有鉴于此，笔者根据多年从事教学教研工作的经验，充分考虑通用技术一线教师所面对的教学实际，结合具体实例，从“学习情境”的实践特征和“学习情境”设置的基本步骤等两个维度对通用技术学科“学习情境”的设置进行简要阐述。

一、正确理解通用技术学科“学习情境”的实践特征是进行通用技术学科“学习情境”设置的基础

之所以要强调通用技术学科“学习情境”的实践特征，而不是研究“学习情境”的内涵或本质特征，关键是由于不同学科所设置的“学习情境”总是存在学科差异，总是包含了具有各自学科特色的学科核心素养和相应水平层级，总是对于“学习情境”所包含的具体要素有着不同的认知。因此我们有必要明确，本文所讨论的“学习情境”仅限于通用技术学科。

同时，“学习情境”还是一个动态概念，不同的教师和学生在同一情境中的感受、认知和习得均有比较明显的差异。对于一线教师而言，过多拘泥于“学习情境”的名词分析和理论解释，不利于他们在教学实际中进行有效的情境设置操作，因此，对于通用技术学科一线教师而言，只讨论和研究“学习情境”的实践特征，比较有利于他们在教学中的掌握和使用。

一般而言，通用技术学科的“学习情境”实践特征，应具有以下三方面，即技术性、真实性和综合性。

（一）技术性是通用技术学科“学习情境”实践特征的核心本质

通用技术学科作为普通高中技术课程的一门必修科目，它的教学实践基于真实的技术实践，以发现技术问题、研究技术问题和解决技术问题为主要过程。因此，技术性必然成为通用技术学科学习情境的本质特征，这也是新课标的规定。任何不符合真实的技术实践或与技术实践无关的情境都不是通用技术学科所要求的学习情境。

技术性的本质特征，要求通用技术学科“学习情境”中的各技术要素应具有一定的复杂性和不确定性，应天然包含结构不良的问题，所设计的任务应具有开放性和层次性，技术问题不应设置唯一答案，而应设计多种可能路径解决同一技术问题的可能，同时应能对多学科知识进行融合应用。特别地，这样的“学习情境”自身还应具有一定的复杂程度，尽可能贴近学生所面对现实生活中的多种复杂技术情境，以发挥情境在促进学生素养发展、形成和迁移应用中的重要作用。

通用技术学科“学习情境”的技术性，还包含了对教师能否正确、合理使用信息技术的必然要求。当前，信息技术与教学的充分融合是时代发展的要求，也是提高课堂教学效率的重要技术手段。在情境设置中使用信息技术，既可以是传统意义上的，利用信息技术手段展示音视频资料，如利用微课、微视频等进行知识、技能的讲授，还可以是从更高层面对信息技术的应用，如构建基于虚拟现实技术和增强现实技术条件下的虚拟环境。但教师应明确，信息技术手段在课程中的应用只是教学辅助手段的一种，基于信息技术的情境预设不能抛弃教师指导的主体性作用，应密切关注是否出现喧宾夺主的现象。同时，应谨慎对待信息技术的新发展。因为技术总是具有两面性，特别是基于虚拟现实技术和增强现实技术所构建的情境预设是否能够有效适合学生的认知发展和素养形成，应持必要的谨慎态度。

（二）真实性是通用技术学科“学习情境”实践特征应具有的天然属性

真实性是通用技术学科“学习情境”实践特征的天然属性。这是由于，素养的本质特征之一在于迁移，即已经形成的素养应可以广泛应用于不同的现实情境。教师在教学中所预设的“学习情境”越接近学生所能应用的真实生活情境，就越容易使对学生素养的培养达到效用的最大化，但应引起注意的是，我们所提倡的“学习情境”接近学生所能应用的现实生活情境，并不能简单机械地要求教师去创设一个和学生的现实生活情境尽可能一致的环境。显然，无论我们如何预设这样的情境，课堂环境总还是课堂环境，总是和其他环境存在着差异。

所谓通用技术学科“学习情境”的真实性，是要求我们能否在同一学习情境中，多次提供学生应用同一概念、知识和技能解决问题的机会。这种机会的提供，一方面应可以使学生将已有的个人知识技能与新知和习得进行自我交汇交融，允许其不断试错，允许其反复尝试，而应避免单纯拘泥于某一节课所给予的新知和习得进行重复、机械的操练；另一方面，这种真实性的要求，应使学生在一个情境中，对于情境所预设的不同类型、不同难度的问题进行知识和技能的不断迁移应用。这样不断进行的迁移和应用同时还能给予我们观察学生素养形成的良好机会。

（三）综合性是通用技术学科“学习情境”实践特征应具备的必备性质

教师在通用技术学科课堂教学中所创设的“学习情境”应具有一定的综合性。这种综合性要求教师，不能针对碎片化的知识或技能而孤立地设立不同条件的情境，而应设计一个能将课堂教学中所出现的知识和技能进行综合应用的，适用于绝大多数学生且具有多重技术要素的预设情境；其次，综合性还指，“学习情境”应有利于学生自身进行综合，即将学生的个人知识技能与新知和习得进行综合，并在解决技术问题或完成技术任务的过程中形成学习的自觉性，进而在真实的学习过程中发展技术能力，形成技术素养。最后，综合性还要求教师所设置的“学习情境”应有利于学生之间开展相互合作和互相学习，在具体技术问题的解决过程中自发形成学习共同体和合作小团队，能共同对同一“学习情境”中的不同技术难度的问题开展必要的合理探究，并尝试解决。

二、通用技术学科“学习情境”设置的基本步骤简析

通用技术学科“学习情境”的设置，是在教师正确理解和掌握通用技术学科“学习情境”的实践特征后，根据具体的教学内容和学生学情所开展的实践操作。我们以必修模块2 中《控制及其设计》这一单元为例，并以水平2 为学生的学科核心水平培养目标，对上述过程进行具体说明。

（一）情境设置的第一步是分析课程标准有关内容，明确素养水平等级，抽象具有技术性的情境要素

通过认真研读新课标必修模块2 中《控制及其设计》这一单元所包含的具体条目，教师会发现上述条目均围绕“控制”的基本概念和简单设计展开，此时应将上述三条的教学内容统整为一个完整的教学单元。这是运用“大单元”“大概念”的理念，将相关知识和技能进行必要整合和处理；进而，教师可明确，在此单元教学中，对于学生学科核心素养水平培养的五个维度：技术意识水平、工程思维水平、图样表达水平、创新设计水平、图样表达水平、物化能力水平均应达到水平2，教学内容应注意要具有良好的综合性和延展性，这既是满足不同素养水平层次学生的学习需要，也是对“深度学习”教育学理论的实践应用。

在上述分析的基础上，教师应根据所面对学生的技术素养现状，结合素养水平的培养目标，对课程标准的具体内容提取关键词，并结合符合学生的生活实际和技术素养现状，便于学生理解的，具有丰富的技术内涵，便于学生开展多种可能性技术探究，不应脱离教师教学所具备的教学软硬件环境的教学资源，抽象出具有技术性的情境要素。

［案例1］必修模块2 中《控制及其设计》这一单元，教师通过分析学生的生活实际和技术素养现状，可以发现学生在生活中普遍接触过简单的控制装置，典型的有电灯开关、电动门及蓄水池等。其中，如果以蓄水池作为教学资源，具有较丰富的技术内涵，便于涵盖新课程有关的教学内容，因此，教师结合自身的教学条件，可抽象出以下技术性的情境要素：水位高度、水位控制、注水、用水、人工控制、自动控制、开环控制、闭环控制、反馈、干扰等。

（二）情境设置的第二步是选择和组合情境要素，生成初始的技术情境和技术任务

在结合教学资源和新课标内容，完成技术性情境要素的抽象分析后，教师应通过对情境要素的适当选择和组合，生成初始技术情境和技术任务。此时，教师所选择进行初始技术情境构建的技术要素应尽量简单，应能结合一个具体的生活环境或生产场景，贴近学生的生活实际和技术素养现状，描述语言尽量简练，以便于学生理解。同时，该初始情境中所包含的初始技术任务应是一个简单的结构不良问题，便于学生开展设计和实践操作，避免学生产生不必要的畏难情绪。

在前述所列举的技术性情境要素中，教师经过分析，可以选择水位高度、水位控制、人工控制等三个较为简单的技术性情境要素，结合一具体生产场景，生成如下初始技术情境和初始技术任务。

［案例2］初始技术情境：某工厂有一最大深度为5米的储水池用于存放生产用水，在生产期间，储水池中的水会不断消耗，可通过人工开启水龙头开关，向储水池注水。

初始技术任务：请针对这一液位控制，用控制框图描述一简单的液位控制系统功能模型。

（三）情境设置的第三步是开展情境要素的递进叠加，完成情境设置

初始的技术情境往往是一个只包含了简单结构不良问题的技术情境，此时，无论从该问题本身的难度以及它所包含的学科核心素养培养层次而言，均不能完全满足教学培养目标的要求。因此，教师应在教学过程的开展中，应通过实施递进式的情境要素叠加，完成情境设置，用情境的变化和发展推动任务的发展，通过情境条件的约束使任务的指向性明确，促使学生在不断变化和发展的情境任务中，形成自主学习的动机和欲望，在分析和解决问题的过程中获得知识和方法，从而逐步形成问题解决的能力，最终培养学生核心素养，达成学习目标。

在这一过程中，情境要素的叠加以及随之新增的技术任务，是以递进式的问题串形式，将学生应掌握的知识、技能以及所需培养的素养关联起来，为学生搭建螺旋式上升的问题台阶，使学生拾级而上，帮助学生解决每一个递进式任务中的每一个问题，问题解决的过程便是学生学科核心素养形成和发展的过程。

因此，在前述初始技术情境的基础上，在学生完成人工控制的框图绘制后，教师应基于真实技术实践的液位控制问题，不断叠加前述所提出的技术情境要素，并随之提出新的技术任务，以促使学生在真实的问题解决过程中发展学科核心素养。

［案例3］叠加的技术要素1：水泵注水速率即单位时间内的注水量应保持恒定，不能过快也不能过慢。

对应增加的技术任务1：此时进行人工控制，它的优势和不足分别是什么？人工控制和自动控制哪种更容易设置？

学生在此增加的技术情境中，会经历以人工控制方式进行液位维持在恒定值的真实技术实践过程，对人工控制系统的优势和不足提出自己的见解，并提出改进方案或措施。此时，教师应继续对情境要素进行递进叠加，给出新的技术要素或技术任务，便于学生开展后续的探究实践。

［案例4］叠加的技术要素2：生产期间，对于储水池中水的消耗速率较为平均。液位高度从上限消耗至下限需十几个小时。

对应增加的技术任务2：如何改进液位控制系统，将人工控制改进为自动控制？

在继续叠加技术情境后，教师指导学生通过技术分析，发现此控制系统可优化为定时自动控制。同时，教师应要求学生判断该自动控制系统属于开环控制还是闭环控制，并画出控制系统方框图。此阶段教师运用提问、追问、请学生判断控制系统开、闭环系统并正确画出对于控制系统方框图、展示点评方框图等方式，评价学生是否掌握新课标所要求的“熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作过程，理解其中的控制器、执行器等的作用，并用方框图表达控制系统的工作过程”的内容要求，是否达成了“能运用系统、结构、流程、控制等原理和系统分析方法，进行简单的技术设置活动，尝试解决技术问题”的素养水平。

［案例5］叠加的技术要素3：生产时，储水池中水的消耗速率有很大波动。

对应增加的技术任务3：如何使注水速率与消耗速率匹配？

此时，教师指导学生继续分析，在新的技术要素条件下，该自动控制系统的优势和可能存在的不足，并结合教师新提供的水泵、水位传感器、时间继电器等多种电子仪器，鼓励学生组内探讨构建必要的数学模型，运用科学方法多次测量、试验，定量计算水泵注水速率和消耗水速率之间的相互关系，寻找匹配方法，引导学生从观察、试验和计算中完成技术任务的解答。

［案例6］叠加的技术要素4：生产时，注水量应使储水量始终保持在0.5-2 米之间。

对应增加的技术任务4：如何精确控制注水速率，以满足消耗？

此时，教师指导学生学习反馈和干扰的基本概念，并掌握将开环自动控制改进为闭环自动控制的基本办法，引导学生根据技术任务3 中已使用的各种电子仪器，完成闭环自动控制系统的设计。这里的设计，考查了学生是否掌握新课标所要求的“根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设置，并搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价”的内容，是否达成了“能确定一个生活或生产中的简单对象，分析影响系统的因素，尝试通过改变输入、过程、输出、反馈和干扰等对系统进行优化设置”的素养水平。

至此，以必修模块2 中《控制及其设计》这一单元的教学为例，并以水平2 作为学生的学科核心水平培养目标的“学习情境”设置就基本完成，教师继续进行单元教学设计的书写等工作，就可以开展教学。

然而，目前关于通用技术学科“学习情境”设计的理论研究和实践探索均处于起步阶段，尚未形成完整、成熟的理论体系和实践范式。本文仅从实践的角度出发，对通用技术学科“学习情境”的实践特征做出一定分析，并通过实例，简略阐述“学习情境”设置的基本过程，望能集思广益，促进学科的进一步发展。