摘要对于《技术与设计》这门全新的课程来说,案例分析法是公认较好的教学方法之一,笔者在教学过程中,对技术案例的选取与应用进行了有效的尝试,取得了较好的教学效果。首先,恰当运用教材中的技术案例;其次,选择学生感到亲切的案例替换学生陌生的案例;第三,选择用学生身边技术案例替换企业或研究机构开发的技术创新案例。在运用案例的过程中,能较好地培养学生技能。
关键词技术案例;选取;应用
北京市于2008年9月在高二年级开设了通用技术的必修模块——《技术与设计》。北京市昌平区采用的是地质版《技术与设计》教材,笔者就这套教材使用过程中有关技术案例选取与应用方面谈一谈自己的实践体会。
《技术与设计》是一门技术领域的课程,但现在的很多高中学生在技术素养方面了解的只是零星碎片,有创新精神和实践能力的更是凤毛麟角。因此,对于《技术与设计》这门全新的课程,案例分析法无疑成为较好的教学方法之一。
技术案例的优缺点
技术案例的优点在于它具体、实在。技术发展史中的某一个片段、某个具体的技术成果、某个具体的技术设计过程、某个科技工作者的典型事例,甚至某个桌椅、瓶子、圆珠笔等,都可以开发为很好的案例,教师将这些技术案例、生活实例以多媒体方式、互动方式、问题解决方式、动手实践方式、探究方式等相结合,展示给学生,尽快拉近学生与《技术与设计》之间的距离,使学生与实实在在的技术成果、设计过程、动手实践产生共鸣。
技术案例的缺点也在于它具体、实在。因为“具体”,技术案例的选取就不再是唯一的,教材中的案例虽然是专家们精心选择的,但对于某个具体地区、具体学校的学生来讲,就不一定就是最合适的。所以,教师如果发现某个技术案例不适合自己的学生,完全可以通过努力,寻找到某个更适合的案例。因为“具体”,教材中的技术案例的应用效果也不一定如专家们所设计的那种方式最好。不同地区的学生、不同学校的学生、不同班级的学生或者具体的学生是有差异的,所以,教材中的某个技术案例在应用中可能要增加一些、可能要减少一些、可能要换种方式呈现给学生的教学效果会更好。
综上所述,“技术案例的选取与应用”是发挥通用技术教师主观能动性的一个重要方面。笔者在教学过程中,对技术案例的选取与应用进行了有效的尝试,取得了较好的教学效果。
恰当运用教材中的技术案例
教材第一章第三节《技术是综合知识的结晶》中有两个案例:杂交水稻技术需要多学科知识和我国航天技术。这两个案例对学生来讲,有些大而笼统。但这两个案例体现了我国在这方面的技术处于世界先进水平,是很好的爱国主义教育等人文素养教育案例。
对于这两个案例,笔者是这样运用的。
“杂交水稻技术需要多学科知识”案例处理:以勇于创新、实践和思想教育为重点,兼顾“需要多学科知识”。先介绍技术背景,“突破了水稻为自花传粉植物而无杂种优势的传统观念”;再介绍社会背景“20世纪90年代后期,美国学者布朗抛出“中国威胁论”,撰文说到21世纪30年代,中国人口将达到16亿,到时谁来养活中国;阅读材料,分析杂交水稻技术应用了哪些学科的知识;最后通过在展示袁隆平在科学与技术方面的主要贡献基础上引导学生以“仇富不仇袁隆平”这一网络议题进行讨论。
“我国航天技术”案例处理:采用问题引导的方式,先让学生体会航天技术是多学科知识、多项先进技术支撑的结晶;再以两个航天方面的具体案例加深对教材内容“技术是综合知识的结晶”、“技术与科学的关系”的理解。即通过“火箭的原理是什么?应用了什么学科?”、“宇航员是通过什么方式与地面通话的?应用了什么学科?”等问题引导学生大概了解“航天技术需要多学科知识”。然后,通过小案例一“彭道儒(中国最早使用纳米技术的发明家)研制的‘823保护剂’应用到长征号火箭上,使我国长征号发射成功率由原来的34%上升到98%”;小案例二“研制中国‘飞天’航天服的一个细节:科研人员如何利用仿生学解决航天服肘关节处自由活动难题的”,引导学生分析、讨论。
选择学生感到亲切的案例替换学生陌生的案例
学生对感到亲切的案例和相对于感到陌生的案例的态度完全不同。但亲切的案例不一定是他们熟悉的,熟悉的案例不一定感到亲切。
第一章第一节在“技术的自然属性和社会属性”部分,“一项立体农业生态工程”案例对于学生来讲很陌生,只能通过教师讲解或学生自学加讨论的方式,这个案例才能达到教学基本目的。但由于与学生缺乏共鸣,效果不会太好。笔者便选用了“北京十三陵水库抽水蓄能电站”这一技术案例。选取这个案例一是因为学校距电站很近;二是经过调查发现,有多一半的学生对这一身边的抽水蓄能电站知之甚少;三是由于这个抽水蓄能电站的先进性、社会作用、教育意义与教材中的案例相当;四是由于有少数学生对抽水蓄能电站有所了解,但程度不同。所以,选用这个案例,可以采用通过问题引导、讨论、师生互动等多种方式结合进行教学。
用多媒体打开“北京十三陵水库抽水蓄能电站”天池图片,学生便知道是蟒山上的天池,所有学生的兴趣都被激发出来,经过讨论、个别学生的介绍、教师引导,以及学生利用物理知识分析后,明白“天池的水是用来发电的”,知道十三陵水库抽水蓄能电站采用北京用电低谷时抽水蓄能,用电高峰时放水发电的原理解决北京高峰用电紧张、低谷电能浪费问题后,很多学生兴奋不已。接着,引导学生对这一案例讨论分析体会技术的自然属性和社会属性,收到很好的教学效果。
选择用学生身边技术案例替换企业或研究机构开发的技术创新案例
如果能够采用学生自己的或他们身边的技术案例,使案例的水平层次接近于学生经过努力能达到的水平,对多数学生的触动就会更大,更能够激发他们的创新潜力和创造欲望。
第二章第一节的前两部分,教材的本意是通过两个案例,让学生初步感受设计的过程,以一个案例为主,使学生体会到设计及其特点。为了更好地激发学生的创新潜力和创造欲望,同时也对设计过程有一个较为全面、真实的认识,笔者将这两节课进行了改动。前半节课先以一个案例为主,引导学生总结归纳出技术设计经历什么样的过程,后面用一节半课的时间以我校三名学生设计的“移动式交通信号灯”(这个设计曾获北京市青少年科技创新大赛二等奖)为技术案例,按照他们真实的设计过程,介绍他们“发现的问题”、“调查问题的普遍性”、“明确设计方向”、“调查、搜集相关问题的各种信息,形成设计思路”、“制定的设计方案”、“制作模型”、“优化设计方案的主要过程”等方面较系统地向学生展示这个创新的设计过程。其间穿插着引导学生“思考”、“猜测”、“评价”、“总结”等双向互动和讨论过程。并结合近两年北京市青少年科技创新大赛中工程类的获奖项目表,让学生在教师的引导下总结出设计特点。
教学实践证明,经过上述改动,大部分学生内心深处被本校同龄人的发明创新所触动,对这三名同学精诚团结、敢于挑战困难、坚持不懈并最终获得成功感到钦佩。同时,不再认为“技术创新是大人们做的事情、是发明家的事”,相当一部分学生表现出了自己也要设计实践的愿望。
可见,通过展示与互动结合的方式应用这一案例,使学生感受设计特点、设计过程的同时,在情感上、创新意识上有一个飞跃。
通过案例能较好地培养学生技能
地质版《技术与设计1》教材在第四章《工具与设备常识》,我们采用的是分类介绍,配合实践的方式,这种方式能够使学生对木工工具、钳工工具、工艺有一个较为全面的认识,符合大部分学生的实际情况。但是,通过多媒体方式,在两课时内让学生观看工具的使用,就如同走马观花。一课时介绍工艺,就没有足够的时间进行亲身实践。学生在设计自己的设计作品“多功能学习用品盒”的过程中,在木工工具和木工工艺方面还要边学边做。这就导致学生出错的几率高,做出的设计作品质量较低,使学生的成功感大打折扣。
笔者在这部分就适当减少了这部分的完整性(如学生需要以后可以再补上),增加一个“七巧板及其无盖盒”的案例。采用这种方式处理的目的是以“七巧板及其无盖盒”案例的制作过程为载体,让学生经历应用“多功能用品盒将会用到的各种工具”的过程,体验这些工具使用的技巧。
这个案例的主要内容是,给出“七巧板及其无盖盒”的图形及其尺寸,引导学生经历在原料板上画线、锯割、毛料加工、做榫、组装等木工的主要工艺过程。在这个过程中,学生先后应用了角尺、直尺、铅笔、锯、刨、锉、砂纸、砂轮、手电钻、凿、锤、台钳等手工工具。根据需要,对画线技巧(如何画线最终零件尺寸不会变小、不给毛料加工带来困难、最大限度节约原材料等)、锯使用技能、利用砂纸、锉打磨较小部分、用刨刨削大侧边、做榫方法,组装方法等技能进行了培训。
从教学实际看,这个案例的缺点是占用了较多课时,教师的组织难度较大(有多次讲解、演示、操作与辅导过程),优点是学生对最终的作品有极大的兴趣,使大多数学生都能够以积极的态度去学习、实践相关技术技能。由于有这个案例的铺垫,对后面“原型与模型的制作”有了一定的影响,学生能够在制作自己的创新作品时少走弯路,节约时间,做出自己满意的创新设计作品。
摆在教师面前的教材案例是相同的,不同的选取、应用对学生技能、方法、创造潜能开发等方面的效果是不同的。如何选取、应用案例,达到培养学生的技术素养这一通识性教育要求,为学生今后在技术设计等方面的创新性工作积累知识、方法、技能、经验,这是通用技术教师需要长期探索的方向之一。■
(作者单位:北京市昌平区前锋学校)
