基于建构主义学习理论的技术素养提升路径

曹丰锦

【摘 要】建构主义学习理论是关于学习者如何学习的理论。高中通用技术教师基于建构主义学习理论设计课堂教学，是提升学生技术素养的有效路径。本文以“辨析结构的类型”为例，探索怎样在课堂中以立德树人为中心，厚植爱国情怀，激发学生的技术兴趣，提升学生的技术意识和物化能力等技术素养。

【关键词】建构主义 通用技术 爱国情怀 技术素养 提升路径

2022年4月27日，由中华全国总工会主办的首届大国工匠创新交流大会在京开幕，大会以“技能强国、创新有我”为主题，习近平总书记致信祝贺；2022年5月1日，新修订的《中华人民共和国职业教育法》开始施行；2023年5月26日，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，要求加强通用技术等学科教材修订完善工作，培养学生核心素养。

一系列会议及政策文件有力推进了“科技强国”战略目标的实现，也使得提升学生技术素养成为高中通用技术教师的迫切任务。通用技术教师基于建构主义学习理论设计课堂教学，是提升学生技术素养的有效路径。将建构主义学习理论运用于高中通用技术课堂教学，有利于激发学生的技术兴趣，提升学生的技术意识、创新设计、物化能力等核心素养。

一、对建构主义学习理论的本体认识

建构主义学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程[1]。其核心内容用一句话概括就是：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构[2]。建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者[3]111。

二、基于建构主义学习理论的高中学生技术素养提升路径

通用技术教师基于建构主义学习理论，用生活化的教学和技术产品让学生体验工匠精神对技术制造的独特作用，可以提升学生的技术素养，培养学生成为有理念、会设计、能动手、善创造的技术人才。本文以“辨析结构的类型”课堂教学为例，探索如何以生活化体验教学为契机、基于建构主义学习理论设计高中通用技术教学，厚植爱国情怀，提升学生技术素养。

“辨析结构的类型”是高中通用技术苏教版《技术与设计2》第一单元“结构及其设计”第一节“常见结构的认识”的任务三。课程要求在前两个任务的基础上，教会高中学生辨析生活中常见结构的类型以及相应的受力特点。教师需要认真把握高中生学情—学生好奇心强，成功需求高，合作探究欲望强，喜欢动手体验、在玩中学，且对结构的丰富性有一定的感知，对结构的受力分析也有一定的基础。教师基于学情从技术体验、技术意识、物化能力三个方面精心设计任务，树立学生的技术规范意识和责任意识，以达到提升学生技术素养的目的。

1. 建构主义学习理论下的技术体验激趣

建构主义学习理论认为，教师要成为学生建构意义的帮助者。这就要求教师在教学过程中激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机[3]111。

为了让学生认识生活中的三种结构类型—框架结构、实体结构和壳体结构，教师引入新课时展示自制的大型老年人落地折叠式可升降晾衣架，在学生的协助下进行现场组装（见图1），并让学生在晾衣架上晾衣服，初步体验生活中晾衣架的框架结构，以及此结构的稳定性和简易性给行动不便的老年人所带来的便利。

图1 组装晾衣架

接着请学生分别折断一根筷子和一组（共五十六根）筷子（象征五十六个民族），从实体结构的受力中体验、感受团队的强大力量，渗透核心素养—“中华五十六个民族犹如五十六根筷子团结在一起，定会克服前进道路上的任何困难，不断取得更大的胜利”。

为了认识壳体结构的受力情况，在学生的强烈推荐下，教师让一位力气大的男生演示用手心捏鸡蛋。此男生从担心将鸡蛋捏碎到用尽全力也无法捏碎，在全班同学的笑声中，教师趁机启发学生思考鸡蛋不易被捏碎的原因，感悟壳体结构的受力特点。然后再请学生在碗边试着敲破蛋壳，通过学生轻松将蛋壳敲破的过程，區别体验壳体结构在两种情况下的受力特点和破碎原因。

本环节中，教师通过三个技术体验活动让学生感知结构的三种类型及其受力特点，用建构主义的激趣理论做指导进行教学，用老年人晾衣架的组装引发学生对老年人的关爱，在五十六根筷子的体验活动中厚植学生的爱国情怀，将立德树人与技术素养有机融合，让学生的心灵产生共振，从而产生学习通用技术知识的动机。

为了让学生对壳体结构的受力有更直观的认识，教师特意增加一个试验活动，即用蛋壳强度测定仪（见图2）

挤压鸡蛋，以测试蛋壳的受力大小。

在鸡蛋上面盖一个瓶盖进行挤压，教师缓慢增加测定仪所施加的力，当显示受力为230牛顿左右时蛋壳才被挤破。教师又将瓶盖移开，直接挤压鸡蛋，只用几牛顿的力便听到蛋壳“咔嚓”的破碎声。

教师通过破蛋壳技术试验对比，利用建构主义的“情境”要素，培养学生提取信息的能力，提升学生的工程思维能力，在体验活动中激发学生对技术的热爱和探索。

2. 建构主义学习理论下的技术意识渗透

建构主义学习理论认为，要在具体的情境中锻炼学生解决问题的能力。体现在高中通用技术的学习中，就是通过技术探究活动培养学生技术探究的意识，让学生养成技术探究的习惯，培养学生的技术意识。

本节课中，教师自制了三个模型—实体结构的木砖、框架结构的木制杆件、壳体结构的半个鸡蛋壳，由学生分组分工进行技术探究活动。学生互相协作，将木砖搭成木墙，通过推、压等操作体验实体结构的受力情况；将杆件各边移动，分别形成三角形、四边形，探究不同形状框架结构的受力特点；然后将半个鸡蛋壳分别呈拱形向下放置和呈凹形向上放置，把铅笔从高处释放，用笔尖刺蛋壳，对比两种不同的放置情况产生的不同效果，体验壳体结构的受力特点（见图3）。

学生通过自主探究，各小组很快总结出三种不同结构的受力特点—实体结构主要承受压力，框架结构主要承受压力和拉力，壳体结构受力均匀分散在表面。

为学以致用，将通用技術与生活相结合，教师特别准备了安全帽让学生戴上。教师用木棍使劲敲击安全帽，在“当当当”的敲击声中，学生安然无恙，以学生的亲身体验证明安全帽的壳体结构对人体头部的保护作用。但教师并没有就此结束，而是将安全帽内部的帽衬除去，让学生再戴上安全帽体验。当教师做着夸张的动作试着用力敲击安全帽时，学生却害怕并躲闪，用学生的话说就是：没有帽衬的分散作用，外力直接作用于头顶，安全帽的保护性能下降。从两次生动的安全帽探究体验活动中，学生总结出安全帽的外壳和帽衬的作用，教师也将生活中的安全教育融入探究活动中，使学生形成安全和责任意识（见图4）。

图4 教师演示安全帽性能

学生借助具体探究过程建构技术知识，认识力与结构的关系及其产生的影响，感悟不同的受力特点是不同结构存在的重要条件，体会常见结构类型的大概念，树立合作探究意识，培养团队精神、规范意识和责任意识。

教师利用建构主义学习理论在学习环境中的“情境”“协作”要素，进行探究教学设计，让学生在参与体验中开展技术探究，拉近了学生与通用技术的距离，使学生对后续学习有了更进一步的期待。

3. 建构主义学习理论下的物化能力培养

建构主义学习理论强调学生对学习的主动发现和对所学知识意义的主动建构。体现在本节课中，即调动学生根据不同结构受力特点搭建简单的结构模型，让学生体验将方案转化为有用物品的喜悦，增强学生的动手实践和创造能力，积累一定的操作经验。

在学习了前面三种典型结构的受力特点之后，教师利用废纸，变废为宝自制了悬索桥、拱架桥和梁架桥模型进行示范（见图5），让学生认识到通用技术离生活其实很近，也为介绍赵州桥历史做铺垫。

师：以壳体结构为主的赵州桥距今有1400多年历史，是世界上现存年代久远、跨度最长的单孔坦弧敞肩石拱桥。今天就让同学们来挑战赵州桥模型的搭建，感受中国智慧。

教师提供自制的十二组赵州桥模型泡沫条和自承重桥（倍力桥）模型木条，让学生动手搭建，挑战基本结构的搭建过程，从挑战中领悟赵州桥屹立千年的秘密（见图6）。学生热情高涨，小组成员配合积极，在教师视频动画的指导下动手搭建。但看似简单的赵州桥模型却总是搭好又垮掉，自承重桥的搭建更复杂，多根木条要相互支撑，更考验学生的动手能力和小组成员间的团队协作能力。最后，教师公开表扬和奖励搭建成功的几个小组，同时鼓励失败的小组别气馁。教师将模型全部留给学生，让他们利用课后时间再进行搭建，学生们欢呼雀跃。从学生的欢呼声中，看得出学生喜欢上了技术试验活动，教师于无声中向学生渗透了技术素养，增强了学生的民族自豪感。

学生通过赵州桥和自承重桥两种基本结构的技术图样识读，完成了相应结构的装配，并对模型和草图进行了简单的评价。学生经历多次失败后才体会到技术试验的成功，科学态度与责任得到培养，对结构类型的深度学习得到促进，形成了物化过程中严谨细致、精益求精、追求卓越的工作态度，提升了自身的物化能力。

教学是一场心灵的革命、课堂技术的革命，教师是学生学习激情的点燃者。基于建构主义学习理论的高中通用技术教学用技术体验和技术探究活动点燃学生的学习热情，培养学生的探究精神。好的理论指导是教学成功的基础，贴近学生生活的体验最容易引发学生的共鸣，本节课让学生在惊奇和期待中进入技术世界，为厚植爱国情怀、提升学生的技术素养找到了新的路径，也为学生的终身发展奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 李姗姗，刘文贤.基于建构主义学习理论的物理教学研究[J].山东师范大学学报（自然科学版），2009（1）：153-155．

[2] 曾德胜.基于建构主义理论的高中化学教学[J].南北桥，2017（18）：3．

[3] 何泉清.对建构主义数学观的再认识[J].当代教育论坛，2006（12）．

本文系重庆市教育学会第十届基础教育科研立项课题“新高考1+2学科课堂育人教研的实践研究”（课题编号：XH2021B209）的阶段性研究成果。

（作者系重庆市永川区教师进修学校高中通用技术教研员，正高级教师）

责任编辑：赵继莹