基于工程实践的非遗项目学习实践

教师以项目化学习为桥梁，将非物质文化遗产与工程实践紧密结合，不仅能够促进学生对非遗文化的深刻理解和文化自信的建立，还能有效培育他们的工程思维和实践能力。这种融合传统与现代、理论与实践的教育模式，不仅为传统文化的传承注入了新的活力，也为学生核心素质的提升提供了多维度、深层次的学习平台，是一项极具价值和深远影响的教育实践。

一、依托教材，发掘项目载体

研读小学科学教材可以发现，教材中蕴含着与我国非物质文化遗产紧密相关的丰富内容，如纸的发明、指南针以及走马灯的制作等。这些内容中，一部分以阅读的形式出现，旨在让学生理解和体验其背后的科学原理，但他们对相关内容的认识主要停留在知识层面；一部分虽然安排了相关的工程实践，但在实际操作中由于教学时间的限制，教师往往会对这些工程实践进行简化处理，使学生对相关内容的认知主要停留在技能层面。

以走马灯的制作为例，学生探究了相关科学原理后，教材安排他们制作简易的走马灯（如图1），通过在两只纸杯的侧面和顶部开孔形成空气对流，推动纸杯的转动。该作品取材容易、制作简单，能充分体现走马灯的科学原理，也正因如此，导致作品缺少了趣味、创意和美感。这样的工程实践教学“学科味”较重，学生很难从中体会到非遗中的精湛工艺和美学价值。

教材中的非遗内容是开展工程实践教学的理想载体。教师可在引领学生深入挖掘走马灯的发展演变过程与文化内涵的基础上，激励他们从科学原理、材料选择、制作过程、光影效果和表演形式等多方面开展研究，通过融入现代元素和新材料，改进制作工艺等手段推动走马灯制作技艺的传承与发展。这样不仅有助于学生全面深入地了解非遗的内涵和价值，更有效地瓦解了学科内的“小院高墙”，解决了学科知识与社会发展脱钩断链的问题，推进教育从学科本位向育人本位的转变。

二、纵向联结，在具身体验中走向深度学习

核心素养导向下的教学应强化学段间的连贯性，在学段间建立纵向联系，让学生在解决真实问题的过程中体验学习的连续性，在具身体验中实现深度学习，促进他们批判性思维和问题解决能力的发展。

以走马灯的制作和创新为例，学生发现传统走马灯依赖于点燃蜡烛产生的热空气作为动力源，在安全性和便利性方面存在不足，限制了其在现代生活中的应用。

在项目实施过程中，学生需要从材料选择、动力装置、框架结构等方面联结不同学段的学科知识进行运用。在选择材料时，学生不仅要关注材料的透光性、耐热性，还要关注材料的结实程度。什么框架结构既稳定又省材料？如何分别通过热空气、电力、风力、太阳能等进行驱动？它们之间有什么区别？这些都是项目中实际需要考虑并解决的问题。以苏教版教材为例，为了解决这些问题，学生需要主动整合不同学段的学习内容（如图2），自主建立知识间的联系，在一个连续的学习体验中深化理解。这种学习方式有助于他们在深度学习中形成更为全面的知识结构。

三、学科统整，在实践创新中培育跨学科素养

跨学科素养是核心素养的重要组成部分，学校教育不仅要培育学习者的学科素养，更要培育他们的跨学科素养。融合非遗与工程实践的项目化学习是跨学科主题学习的一种形式，是培养学生跨学科素养的重要途径。

该项目融合了科学、语文、美术等多学科知识，是理想的培育跨素养的教学载体（见表1）。项目基于学生的基础、体验和兴趣，围绕真实问题，运用并整合多学科相关知识和方法开展跨学科主题学习，打破学科间的壁垒，使学生在聚焦问题解决的创新实践中探寻知识的价值和意义，有助于培养他们的批判创新、社会责任、合作能力等应对未来生活的跨学科素养。

四、实践操作，在项目化学习中落实核心素养

该项目旨在让学生理解走马灯的文化和科学背景，并在感受非遗魅力的基础上，根据实际需求提出研究问题，运用跨学科知识进行创新设计，包括结构规划、美学考虑、光源选择和动力系统设计。在设计过程中，学生还需要考虑材料的可用性、成本效益、安全性和环保性。随后，通过实践操作将设计物化成原型，并在测试中评估走马灯的功能实现度和美学效果。最后，通过展示评价促进项目的迭代优化。

1.创设情境，明确任务

在浓厚的校园非遗文化节氛围中，教师巧妙地抓住这一契机，整合教材中非遗精髓，创设了通过制作走马灯来丰富校园非遗文化节这一情境。学生首先通过查阅资料和观看纪录片，深入了解走马灯的历史背景和文化价值。随后，在教师的指导下，学生对市场上的走马灯进行了拆解、分析，探究其内部结构和工作原理。通过分析走马灯的结构和科学原理，学生发现传统走马灯依赖于点燃蜡烛产生的热空气作为动力源，这种方法虽然具有历史意义，但在安全和环保方面存在不足。在认识到传统走马灯这一局限性后，学生结合校园特色进一步明确了项目任务：设计并制作既安全环保又充满校园特色的走马灯。

2.任务细化，集思广益

在面对复杂的工程问题时，教师应引导学生全面系统地分析工程任务，预估潜在的困难和挑战，将大任务拆解为多个子任务，再针对子任务进行深入研究，共同探讨出切实可行的解决方案。该阶段教师应充分发挥引导作用，鼓励学生主动寻求解决问题的多元视角，齐心合作，大胆创新。

确定任务后，小组通过讨论将项目细化为3个子任务。针对这些任务，各小组集思广益，提出了许多有创意的想法。

任务1：探索替代传统热动力装置的新动力传动装置。解决方法：放弃了使用传统的热空气驱动的方式，采用相对安全的电力、风力等方式进行驱动。其中，选用电力驱动的小组计划引入电池和电动机，选用风力驱动的小组计划在电机上加装了一个风扇。

任务2：在设计走马灯框架和选用材料时，要充分体现环保理念。解决方法：尽量使用家中的废旧且可降解的材料进行制作，如一次性筷子、旧报纸、棉质布料等；通过优化结构减少材料的用量；使用LED灯代替蜡烛，并引入太阳能板为灯具提供电力。

任务3：让走马灯富有校园特色，使得每一次点亮都成为一次沉浸式的校园文化体验。解决方法：结合绘画、剪纸等艺术形式，将校徽、吉祥物、校园建筑等校园文化元素巧妙地展现在走马灯的灯罩上；利用编程技术将校歌和随校歌闪动的可编程灯光融入设计，让走马灯在视觉艺术的基础上增加听觉元素。

3.绘制图纸，思维具象

在明确任务后，小组成员初步构思出了可行的解决方案，着手进行图纸的设计与绘制。学生在纸上绘制走马灯的设计图，包括底座大小、灯架高度、灯罩形状及图案布局等，确保设计既美观又符合科学原理，保证结构的稳定性。

设计过程中，教师应指导学生采用图文结合的方式，清晰地展示自己的设计方案。在绘制走马灯框架时，在图示的相应位置用文字标注出结构名称、科学原理和主要功能等关键信息，以增强图纸的说明性。同时，教师要强调结构图的尺寸比例的重要性，除立体图外，还应鼓励学生绘制出正面和侧面视图，以确保设计的精确性和完整性。这样不仅有助于小组内更好地理解设计细节，也便于小组之间理解和评估设计方案。完成设计后，教师应与学生一起对图纸进行可行性评估，确保设计方案既有创意又实用，从而帮助他们顺利推进并完成整个项目。

4.探究实践，作品物化

作品物化是检验设计方案可行性的重要环节。在这个过程中，学生常常会面临新的挑战，这些问题的解决往往依赖于科学探究的深入，通过探究得出的结论可以为实践提供方向。因此，探究与实践密不可分、相互促进，它们形成了一个动态的循环过程，共同推动工程项目向前发展。

完成产品设计后，小组根据设计图进行制作。

制作底座与灯架。首先，学生在经过一系列稳定性实验后，结合空间大小，精心挑选出最优的结构方案。随后，他们利用木板或轻质塑料板，根据设计图纸精确裁剪出底座和灯架。在底座上钻孔，以确保电机和电池盒的牢固安装。组装过程中，灯架需稳固且能承载灯罩的重量。为保障安全，教师应指导学生采取必要的防护措施，如佩戴手套和护目镜。

制作灯罩与图案。为了有良好的透光效果，学生选择透明或半透明的纸张或塑料片作为灯罩材料。各小组按照设计裁剪出灯罩的形状，在灯罩内侧粘贴或悬挂已准备好的带有校园特色的图案卡片。该环节要注意卡片的位置和角度，以确保旋转时图案能够流畅地展示。之后，使用细铁丝或竹条制作灯罩的支撑结构，并将其固定在灯架上。

组装电路。学生设计的走马灯的电路中主要包含动力驱动装置和灯光装置。在组装电路时，先将电机固定在底座上，确保电机轴心垂直于底座平面。连接电机与电池盒，测试电机转动是否顺畅，调整电机位置以优化旋转效果。部分小组还安装了开关以控制电机启停。有些小组选择用风力驱动走马灯，为此需要在电机上方加装一个风扇。在调试时，学生发现纸质扇叶在风力作用下角度易变，影响了走马灯的稳定性。为解决这一问题，他们利用学校3D打印社团的资源，打印出不同叶片角度的塑料叶轮。经过实验对比，他们发现走马灯的旋转速度跟叶片角度有关。基于这一发现，他们制作了不同转速的走马灯，实现了对走马灯性能的优化。接下来，学生将LED小灯串或LED灯泡连接到驱动电路中，并通过调节灯泡的个数和规格确保光线能够均匀地照亮图案卡片，以达到最佳视觉效果。同时，在探究实践中，学生不断优化了集成了电机、LED灯泡、可编程音乐电路和开关的驱动电路，确保了走马灯的功能完善和操作便捷。

完成制作后，学生迫不及待地启动电机，细致观察走马灯的旋转是否平稳，图案展示是否流畅。他们根据观察结果，适时调整电机转速、灯光亮度和图案位置，以优化观赏体验。同时，每个小组在走马灯运行时都会仔细检查各部件的连接情况，确保整个装置在运行过程中既安全又稳定。

最后，各小组要对整个走马灯进行清洁和整理，去除多余的胶水、线头等杂物；在底座或灯架上添加一些装饰元素，如彩带、小饰品等，使走马灯更加美观。

5.展示评价，迭代完善

评价作为反馈的“桥梁”，是改进、优化教学，促进个人和团队持续成长的重要手段。课程标准强调评价时要注重跨学科融合、校内外结合，体现评价的综合性、增值性及过程性，应注意评价主体多元和方法多样。

在走马灯制作完成后，各小组通过集体汇报的形式进行作品交流，教师可引导学生从走马灯的设计理念、创新点、制作过程中的挑战、解决方案以及学习收获和体会等方面进行系统的汇报。汇报结束后，教师应引导学生从安全环保、校园特色、美观牢固等角度对作品进行测试，并结合评价表通过小组自评、全班互评、教师评价的方式提出建设性的改进意见。

该项目的评价表（见表2）全面覆盖了走马灯项目的知识掌握、结构设计、制作过程安全等过程性学习要素，确保了学习过程的深度和广度。在成果性评价方面，评价表细致考量了作品的美观性、功能性和实用性，同时强调了跨学科视角和育人目标。评价过程不仅包括自我评价、小组互评，还有教师评价，展现了评价的多元性和综合性。评价后，教师应进一步指导学生根据反馈意见持续改进作品。

待作品完善后，教师可以借助学校非遗文化节展示作品，邀请全校师生共同参与投票，也可以将制作过程中收集的影像资料和产品介绍制作成小视频在网上发起投票，让家长和更多社会人士共同参与评价。这不仅增加了互动性，也让学生认识到产品使用与评价的重要性。

小结

以项目为载体的工程实践活动通过工程设计的创新表达，让学生在了解非遗文化的过程中树立了文化自信和民族自豪感。这种全面、综合的学习体验，不仅有助于学生将不同学科的知识和技能进行整合，形成全面的认知体系，而且有助于他们成长为更适应时代发展的复合型人才。未来，教师可以进一步拓展此类教学案例，引入更多前沿科技元素，为学生提供更广阔的实践和创新平台。

（作者单位：江苏省海安市城南实验小学）

参考文献

[1]陆启威.项目式学习亟须厘清的几个问题[J].江苏教育研究，2019（32）.

[2]夏雪梅.项目化学习的实施：学习素养视角下的中国建构［M］.北京：教育科学出版社，2020.

[3]俞莉丹.指向问题解决的跨学科主题学习：典型特征与实践路径[J].基础教育课程，2023（14）.