高中劳技选修课的跨学科项目设计与实施

田蕾

摘  要  展示一个在高中劳技选修课中开展的跨学科项目——“天文望远镜系列”学习项目的设计与实施。该项目由天文、通用技术、物理三个学科教师对各学科知识进行整合，打破学科界限，培养学生解决现实问题的能力。

关键词  天文望远镜；项目式学习；通用技术；劳技选修课

中图分类号：G633.93    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）05-0108-03

1  问题的提出

1.1  教育教学中存在的现象

1.1.1  传统学科割裂

随着科技发展，学科间联系越来越紧密，相互间渗透程度越来越深，科学研究也朝着综合化方向发展。我国高中实行的分科课程，对学生系统把握知识有益，但碎片化、片面化的知识束缚了学生理解、判断与综合能力的养成[1]。将知识按具体学科划分的传统教育割裂了学科与学科之间、学科与真实世界之间的联系，不能有效培养学生解决现实问题的能力，使学生的学习缺乏真实性和创造性。

1.1.2  跨学科教育流于表面

部分教师对于跨学科进行运用的过程中只是形式上的应用，从而导致教学流于表面[2]，并未对提高教学质量起到任何作用，有时还会浪费大量的时间成本，降低课堂教学质量。一些跨学科课堂教学过程中，教学形式单一，学生一直处于被动接受知识的位置，教学过程并不活跃。

1.1.3  校园教学资源闲置

笔者所在学校有丰富的校园天文台设备和资源，比如有多架天文望远镜，有专门的天文指导教师。但是除了天文社团的学生，其他学生很少有机会使用这些天文设备和资源，以至于这些宝贵的校园教学资源多数时间被闲置。

1.2  反思，提出研究问题

天文望远镜结构精细巧妙，其光学结构、机械结构蕴含很多高中的学科知识，与通用技术、物理联系尤其紧密。学校天文台有6架反射式、折射式的光学望远镜，每架都包含光学结构：主镜筒、寻星镜、目镜；机械结构：赤道仪、三脚架。可拆解，易搬运，既可用于教室内的展示，也可用于户外的学生分组学习实践。学生可以使用真实的天文望远镜，应用多门学科知识，解决实际问题。

笔者是学校天文社团的指导老师，同时也执教劳技选修课。劳技选修课是一门注重学生的动手实践、拓宽技术知识面的课程。因此，设计和实施一个在劳技选修课上开展的“天文望远镜系列”项目，作为一个跨学科教育可操作案例的突破口。围绕望远镜展开的项目式学习可帮助高一学生拓宽技术知识面、提高动手能力。该学习项目由天文、通用技术、物理3个学科教师联合指导，可对高二年级才开设的通用技术课起过渡作用。

本课题要设计由天文、通用技术、物理三个学科教师对各学科知识整合的教学方案，打破学科的界限，培养学生解决现实问题的能力。

2  研究内容

“天文望远镜系列”项目式学习设计与实施设计如图1所示。

3  研究过程

3.1  组建研究队伍

1）熟悉天文望远镜的光学结构、机械结构，并熟练完成组装、调节、拆解等操作。掌握高中通用技术“结构及其设计”这一章现有的教学方法、学生的学习困难；了解高中物理中关于“光学”的内容。

2）天文教师与通用技术、物理教师联合组建研究队伍，共同研讨各学科交叉知识内容，确定教学方案和教学方法。

3）调研国内外跨学科教育、项目式学习相关理论研究成果。

3.2  设计教学方案

在高一劳技选修课中用6课时开展“天文望远镜系列”的项目式学习，以“天文望远镜的操作实践、机械结构、光学结构”为主题。

3.3  形成课程

总结研究进展，调整教学设计方案，记录并整理教学案例。课题实施以来，与其他学科教师共完成6节“天文望远镜系列”项目学习活动，如表2所示。现列举其中“天文望远镜的目视观测操作”教学过程。

教学在“××星”小行星雕塑前的户外空地上进行。教具：4只双筒望远镜和4套单筒望远镜。

【导入新课】教师提问“××星”小行星的发现由来，并以此说明光学望远镜的用途。

【学生】阅读学案中的文字材料《“××星”的由来》了解校史，同时其中4名学生通过教师提供的双筒望远镜观看远处“××星”雕塑上的简介。

【设计意图】加深对校史和天文观测发展简史的了解。

【教师】展示海报漫画《在巨人肩上》，请学生认一认著名天文学家，提问引出天文观测发展简史。

【学生】回答。

【教师】展示海报《天文望远镜的外形及操作注意事项》，提问：望远镜的赤道仪、脚架的哪些部分可以转动或伸缩？提醒学生在下一节通用技术教师上的望远镜机械结构课上进行详细探究。

【学生】观察并思考。

【设计意图】设置天文教师与通用技术教师的衔接点。

【讲授新课】教师先总述并板书观测固定目标的三个操作步骤：1）平衡；2）同轴；3）瞄准。

【教师提问】调节平衡背后的物理原理。

【学生】回答。

【教师】讲解调节平衡的操作要领（步骤一）。讲解调同轴的操作要领（步骤二）。

【学生】分为4组分别围绕4套天文望远镜，根据指示进行同步操作练习。学生实践：每组2名学生动手调节平衡。学生实践：以“××星”雕塑为目视目标，每组再由另2名学生进行望远镜主光路、寻星镜光路的同轴调节。

【教师提问】步骤一、二操作所针对的是哪些望远镜部件。

【学生】回答。

【教师】根据学生回答板书进行步骤一、二小结。

【教师】发出瞄准（步骤三）指令。

【学生】进行瞄准操作比赛。各组的目标物相同，最快观察到对面楼顶尖端的小组获得双筒望远镜使用权一个月。观察并思考。

【设计意图】以图示和演示讲解操作要领，学生进行操作实践，学习使用望远镜进行目视观测的基本操作。

【教师提问】这些望远镜的光学结构有何差异？提醒学生在下一节物理教师上的望远镜光学结构课上寻找答案。

【设计意图】设置天文教师与物理教师的衔

接点。

【教师提问】观看海报照片《星轨》，如果观测目标不是固定目标，而是天体目标，还需什么額外操作？

【学生】回答。

【教师】小结学生的回答，并演示天体目标与固定目标观测的操作差别：根据当地纬度调节望远镜赤道仪俯仰角、调节极轴指向。

【设计意图】让学生在实践中理解理论知识，提高在实践中解决问题的能力。

【归纳总结】望远镜目视固定目标的三个操作步骤及其分别针对的部件；固定目标与天体目标观测的差别。

【作业布置】观看月面地图，预告下一次天文望远镜操作实践课是在上弦月期间使用学校天文台望远镜观测月面。

4  “天文望远镜系列”项目式学习在高中劳技

选修课教学中的意义

通过“天文望远镜系列”项目式学习使学生掌握了天文望远镜的目视观测操作、望远镜光学结构中蕴含的光学知识，由望远镜机械结构拓展到自主设计生活中的可调节结构。通过真实体验和探索实践，提高了学生动手解决问题的兴趣，培养学生勇于探究、主动参与、互帮互助的学习精神。以天文望远镜的目视观测操作教学来探索户外课堂的教学策略，使各科教师通过跨学科教学超越学科知识和技能，准确把握教育的目标和内涵，内化成自己的智慧和生活方式。

5  参考文献

[1] 郭迎霞.高中地理跨学科整合教学的探索实践[J].地理

教育，2017（9）：6-8.

[2] 宋祥.浅谈高中物理教学跨学科衔接中存在的问题与对

策[J].新教育时代（教师版），2018（28）：214.