PBL模式在通用技术“结构设计”教学中的运用——以“叠衣板的优化”为例

张燕敏

（杭州市瓶窑中学 浙江杭州 311115）

技术是指从人类需求出发，运用各种物质及装置、工艺方法、知识技能与经验等，实现一定使用价值的创造性实践活动[1]。技术教育是素质教育的基本组成部分。通用技术以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造，体现了科技与人文统一的课程。

一、“结构设计”教学中的困惑

通用技术中的结构设计是非常开放的，很能锻炼学生的创新思维。但为什么学生在这一模块的学习中反而主动性不强呢？反观课堂，笔者发现存在以下问题：1.课堂上缺少问题情境的导入；2.问题或问题链缺乏趣味性、探索性、层次性；3.问题分析不到位，匆忙制定方案，就会困难重重；4.学生各种新奇的想法得不到回应，学习积极性下降；5.缺少解决问题的体验感。

二、“结构设计”教学中PBL模式的流程

针对上述教学现状，笔者尝试把PBL模式运用在“结构设计”的课堂上。PBL全称是Problem-Based Learning，直译为“以问题为基础的学习”，源于北美国家医学健康课程的教育实践。通用技术“结构设计”PBL模式中的“问题”是指技术领域内的问题，是可以通过通用技术知识去解决的问题[2]。从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。因此，问题是设计的源头。

笔者经过多年教学摸索，总结了“结构设计”这一教学内容具体的PBL模式：第一步，问题情境创设；第二步，分析问题；第三步，明确解决问题的标准；第四步，设计分析；第五步，草图表达设计方案；第六步，小组讨论比较和优化。

三、“结构设计”中PBL模式的教学实践——以“叠衣板的优化”为例

PBL教学模式主要以问题为导向，因此，问题的设计是课堂的关键。问题的设计应体现以下特征：

1.问题要有“技术意识”。在设计问题时，老师要确定学生需要掌握的基本结构，由此出发，设计要解决的问题。

2.问题应该是不良的、真实的结构问题。在分析问题、解决问题的过程中来掌握该结构的原理，可以促使学生向新问题迁移。

3.问题需能够激发学生的学习动机，激励他们去探索、学习。

4.一个好问题能够随着问题解决的进程自然地给学生提供反馈，让他们能很好地对学习进行评价，并促进他们的预测和判断。

5.问题的选择要考虑到教学目标及学习者的知识、技能水平和生活环境等因素。

下面，笔者以自己的一堂“叠衣板的优化”课为例，探讨如何在“结构设计”模块应用PBL模式。

（一）问题情境创设

师：现在夏天刚过去，换季了要做些什么事？

生：天凉了，要注意感冒，要穿长袖、带薄外套了。

师：同学们好细心。那短袖的衣服就可以放进收纳箱了。有哪些同学是自己整理衣服的呀？

（会有很多学生举手，尤其是女生。）

师：那谁叠得最好呢？

（找三个学生现场比赛叠衣服，其他学生作为观众，投票评选谁叠得最好。气氛达到小高潮。）

笔者在这里做一个“换季要叠衣服、收纳衣服”的问题情境导入，用简单的叠衣服比赛调动学生的兴趣。

师：这两天，我也在忙家里叠衣服的事。我叠得不好看，所以研究出来一个“叠衣神器”（如图1）。

（学生看到这样一个又大又丑的纸板，眼中是满满的鄙视。气氛有所下降。）

师：我看出来了，很多同学啊，瞧不上老师的这个设计。来，让我展示一下它的本领吧。左翻一下，右翻一下，再从下往上翻，好了。

（学生看到这个叠衣效果感到很惊喜，就会思考这几块纸板是如何拼接的。气氛回升。）

师：怎么样，这个设计好不好？

生：好，又简单，又实用。

（二）分析问题

通用技术核心素养中的“技术意识”就是从技术的角度发现问题，对技术现象及问题有所感知，有所体悟。有了问题，就会想着如何去解决，想着如何利用系统分析的方法进行分析，这就是“工程思维”。

要想解决问题，体验设计的奥妙，学生对问题的剖析就得到位。学生剖析得越清楚，就说明越把自己放到整个问题情境中去了。整个学习过程就变成了一个主动性很强的探索活动，学生的主体作用也得以体现。这就很考验老师的引导力了。在课堂上，笔者一直主张重笔墨渲染问题探索的层次性。

师：可是你们刚看到它的时候可是很瞧不起它啊，也就是大家觉得这个设计还有问题。你们说说看有哪些问题啊？

生：实用是实用，可是真的有点丑。

生：太大了。

生：总觉得纸板做的，掉了档次。

师：看来你们觉得它其貌不扬，但还是肯定了它的实用之处。刚才，你们看我用它叠了一次衣服。现在，请一位同学来试试这个叠衣板。你们说叠哪件呢？

生：我来试，我想叠一下我的校服。

（男生在刚才的手动叠衣服比赛中明显处于下风，因此，上来试的男生居多。他们发现叠长袖校服的效果没有刚才叠短袖的效果好，再次对它的实用性产生了怀疑。气氛再次转折。）

师：又发现什么问题了吗？

生：它不能叠厚衣服。

（三）明确问题解决的标准

布鲁纳的发现式学习理论强调学习是一个过程。这个过程充满对问题的探究，而不是对结构的追求。既然不会过分地追求结果，学生学习的动机就在于研究问题，多角度地思考问题。只有在充分分析问题后，学生才能明确该问题的解决标准，才更有动力去设计方案，解决问题。

师：经过同学们的初期观察和几位同学的试验，现在，大家对老师的这个叠衣板是不是有了更全面的认识呢？

生：有好的地方，也有不好的地方，可以改进。

师：一起来看看现在我们要解决哪些问题，要达到什么样的标准。

生：只能叠薄衣服，不能叠厚衣服；又“大”又“丑”。

师：问题总结得不错。那可以帮老师改进一下吗？哪些地方可以改？

生：功能上实现不同厚度的常规衣服都可以叠；外观上美观；整块板可以折叠。

（四）小组合作、设计分析

小组合作可以让学生取长补短、相互学习，一直是很多老师推崇的教学方式。在这个教学案例中，笔者并没有在分析问题的时候就安排小组合作。因为如果一开始就以小组为单位开展活动，那每个组就都会成为“活跃分子”的论坛，那些向来沉默寡言的学生得不到表现的机会，就会让课堂成为半数人的课堂。所以，笔者重点通过气氛的三次转折调动起了所有学生的积极性。

设计分析阶段是课堂知识的输入阶段。每个学生基础不一样，生活经验不一样，对材料、连接方式等的接受能力也不一样。这时，学生通过小组合作，取长补短，比从老师那里获取知识更有成就感。

小组建议4人一组，人数多了会出现一两个学生不参与的现象。4人一般应包括对“结构设计”这部分内容掌握好的学生和相对弱一点的学生，在此基础上，兼顾男女协作。学生在设计分析时要从物、人、环境三方面入手，不能局限于口头讨论，而要用纸笔记录下来。设计分析到位将为后面方案的制定奠定基础。

（五）草图表达设计方案

经过设计分析，独立思考所学知识，提出符合设计原则并有一定创造性的设计方案，以图表达，实现有形与无形、抽象与具体的思维转换——这就是核心素养中的“创新设计”能力。

在叠衣板优化方案中，学生本着解决问题的目的，提出了很多设计方案，多数的可行性很高。无论学生提出了哪种设计方案，老师都要先肯定学生，表扬他们的创新性，才能鼓励他们保持对技术问题的敏锐，形成正向循环。

（六）小组讨论方案，进行比较和优化

前面的环节就是一个信息加工的过程。学生已处于整个问题情境的探索过程中，学习主动性已被极大激发，对新知识的获取需求也是最强烈的时候。学生从事实的参与者变成了信息的分析者、评估者和组织者。

小组之间方案的比较又是一个发现问题的过程。在此过程中，学生之间知识积累的差异会慢慢减少，对问题的探究将逐步深入。小组之间的相互学习还可以采用派遣小组代表进行全班展示与评选活动的形式，让全班变成一个大组，开展合作，让学生再次取长补短，优化自己的设计。

老师可展示市场上的叠衣板实物图，让学生看到自己的设计和市场产品的差距。也有少部分学生发现自己的设计有优于市场产品的地方，在设计领域变得更加自信了。

四、PBL教学模式的教学效果

这堂“叠衣板的优化”课曾获优质课一等奖。笔者在结构设计方面经常做关于问题的情景创设、问题分析的引导的整理，先后上了“桥梁的优化”“吉他架的设计” “吉他架如何改成琴谱架”等公开课，得到了不错的反响。

在结构设计这一模块采用PBL模式教学，相较于传统教学，笔者明显发现，学生设计思维比较活跃、主动性比较强。

五、PBL教学模式的反思

在PBL模式中，学生是主体，是问题的发现者，是问题的探究者，是问题的解决者，还是合作学习的组织者。当然，这并不意味着忽视老师的作用。老师能否运用具有促进性的教学技能，对PBL教学的效果具有决定性意义。在这个过程中，老师既是问题情境的设计者，又是问题思考的引导者，还是学生学习的支持者和合作者。这对老师的教学素养和教学水平要求很高。本文旨在培养学生的技术意识和创新能力，并在今后的PBL教学模式中逐步培养学生的物化能力。