基于通用技术核心素养的实践活动研究

    靳士利

    【摘要】纸桥模型探究实践活动通过小组对抗赛的形式以合作探究的模式进行，引领学生利用学习生活中废旧的答题卡、演算纸等材料完成纸桥模型的设计和制作，带领学生体验从收集和整理信息，到制定设计方案、模型制作以及测试优化和改进等设计环节，鼓励学生在团队协作与交流中发现问题、解决问题，引导学生在“做中学，学中做”。以纸桥模型的设计为主题引领学生以合作探究的学习模式进行技术体验、技术设计、技术制作、技术试验等技术实践活动，让学生体验技术设计的复杂和艰辛，有利于促进学生的通用技术核心素养的形成与发展。

    【关键词】纸桥模型 结构设计 实践活动 通用技术核心素养

    一、活动背景

    高中阶段学业负担比较重，大部分学生重视理论知识的学习，注重应试能力和解题能力的培养，忽视实践能力和创新精神的培養。在新课标倡导的以实践为核心的多样化学习方式的指引下，在探究实践活动中引导学生运用所学的知识解决生活中的问题，培养学生的实践能力和创新精神，通过直接经验和亲身实践感受结构在生活中的应用，深化对结构的强度和稳定性的理解，激发探究欲望，因此，开展纸桥模型探究实践活动十分有必要。

    二、活动目标

    1.通过探究实践活动体验设计的过程，深化对结构的强度和稳定性的理解，通过实践理解结构强度和稳定性在结构设计中的体现以及生活中的应用。

    2.通过参与纸桥模型的设计强化学生手脑并用与知行合一，发展工程思维和创造性能力，通过草图的绘制与模型的制作培养学生的图样表达和物化能力，培养学生的自主学习和探究协作能力，提高解决技术问题的综合能力。

    3.通过探究实践活动把德育教育目标与技术实践紧密结合起来，让学生在技术实践中体验设计的复杂和艰辛，体会结构设计在生活中发挥的作用，有利于培养学生尊重科学、尊重技术的技术观念，培养正确的技术观和价值观，形成终身受用的良好的技术理性和个性品质。

    三、活动过程与内容

    纸桥模型探究实践活动以纸桥模型的设计为主题，引领学生以小组为单位完成纸桥模型的结构设计，要求结构设计合理，造型美观，具体要求如下：

    以学生考试中废旧的答题卡、演算纸等为主要材料，以剪刀、胶水、胶棒、浆糊，尺子等为辅助材料。桥孔跨度不小于5cm，桥孔高度不低于5cm，桥面宽度不小于10cm，承载物的质量不小于500g，承重时间15s以上。

    纸桥模型探究实践活动由济宁市育才中学高二年级8个班级402位同学参与，由2018年9月开始实施，至2018年12月结束，通过资料收集法、实地考察法、技术试验法、合作探究法等方法开展探究实践活动，主要采用课下准备、设计、制作与课上交流、展示、评价相结合的形式进行。

    1.准备阶段（2018年9月3日～2018年9月9日）。探究实践活动通过小组对抗赛的形式进行，学生通过团队的形式参与实践活动，教师根据学生上课表现情况对学生分组，每个小组8～10名学生，每个小组推选1名具备技术能力、领导能力的学生作为组长，带领所有组员共同完成实践活动。探究活动以纸为主要材料，完成纸桥模型的设计与制作，主要采用学生学习生活中废旧的答题卡、演算纸等，要求每个小组准备纸张，同时准备剪刀、胶水、胶棒、浆糊，尺子等。

    2.收集和整理信息阶段（2018年9月10日～2018年9月25日）。每个小组的组长根据每个组员的情况合理分工，通网络、书籍、媒体、实地考察等多种方式收集桥梁结构信息，周末组织本组成员实地考察济宁地区的桥梁，教师引导学生收集信息时关注结构强度和稳定性方面的信息。对收集的桥梁结构信息进行整理和分析，每组选出一位代表以PPT的形式在班级内交流展示，通过所有小组投票选出该阶段的优秀团队，对表现优异的团队提出鼓励和表扬，通过“小组对抗赛”软件记录每个小组的分数。

    3.制定设计方案（2018年9月26日～2018年10月14日）。通过团队交流与讨论制定设计方案。每个组员提出自己的设计思路，根据设计目标和要求，提出具体详细的解决方案，通过小组交流和讨论共同对设计方案进行综合权衡，确定最佳的设计方案，绘制设计图纸。然后，每组选出一位代表对本组的设计方案在班级内进行交流，展示设计图纸，教师和学生共同对设计方案进行评价和打分，选出该阶段的优秀团队，对表现优异的团队提出鼓励和表扬，通过“小组对抗赛”软件记录每个小组的分数。

    4.模型制作（2018年10月15日～2018年11月11日）。根据设计图纸做出模型，材料以学生考试中废旧的答题卡和演算纸为主，在制作模型过程中根据具体情况边测试边改进，教师及时跟踪各个小组的情况，适时给予指导和帮助，及时解决在制作过程中学生遇到的问题。每组选出一位代表在班级内展示模型，并分享制作故事，教师和学生共同对模型评价和打分，选出该阶段的优秀团队，对表现优异的团队提出鼓励和表扬，通过“小组对抗赛”软件记录每个小组的分数。

    5.测试、优化和改进（2018年11月12日～2018年12月2日）。在小组内对本组的模型进行测试，对测试中出现的问题，小组内成员进行讨论分析并寻求解决问题的方法，教师根据每个小组的情况做适当的指导，引导学生结合所学知识进行分析和讨论，通过试验提出优化和改进方案。教师根据每个小组的测试情况以及优化改进情况打分，选出该阶段的优秀团队，对表现优异的团队提出鼓励和表扬，通过“小组对抗赛”软件记录每个小组的分数。

    6.展示、交流和评价（2018年12月3日～2018年12月23日）。每组选出一位代表在班级内展示改进优化后模型，并讲述在哪些方面做出优化，是怎样解决的，效果如何。分享本组的创造故事，分析本组设计的优缺点，并进行承重试验，引导学生对各个小组的设计进行分析和评价，教师和学生共同对模型评价和打分，选出该阶段的优秀团队，对表现优异的团队提出鼓励和表扬，通过“小组对抗赛”软件记录每个小组的分数。

    7.总结（2018年12月24日～2018年12月30日）。教师从技术和文化的角度对各个小组的设计进行公正和客观的分析与评价，根据学生制作的模型情况进一步地分析影响结构强度和稳定性的主要因素，计算出每个小组的总分，选出最佳团队，教师对表现最佳优异的团队提出鼓励和表扬。

    四、活动实施成果

    1.探究实践活动中共制作纸桥模型55个，设计图纸55份，模型、设计图纸等资料通过文字、图像、影像等形式存档。在探究实践活动中，学生亲历从收集和整理信息，到制定设计方案、模型制作、测试优化和改进以及交流、展示和评价的全过程，对设计的一般过程有了更加深入的理解。在结构设计以及测试、优化和改进过程中，对影响结构强度和稳定性的因素在结构设计中的体现和生活中的应用进一步深化，学生在实践活动中将所学的知识应用到设计中，体验到了理论知识与实践相结合的过程，做到了学以致用。

    2.通过实践活动，激发了学生学习技术知识的兴趣和积极性，通过草图的绘制与模型的制作培养了学生图样表达和物化能力，培养了学生创新思维能力和实践操作能力，提高了解决技术问题的综合能力。通过团队协作懂得了合作的乐趣，体会到了团结协作的真正意义，合作交流与成果汇报能力得到了大大提升。

    3.通过实践活动，学生在技术实践中体验到设计的复杂和艰辛，体会到结构设计城市发展以及生活中发挥的作用，增强了克服困难、努力学习的自信，使学生形成了尊重科学、尊重技术的技术观念，树立了正确的技术观和价值观。

    五、收获与体会

    1.促进学生学习方式的转变。探究实践活动是培养学生创新实践能力的有效方式之一，学生以实践活动为主题，通过纸桥结构设计体验设计的一般过程，由被动学习转变为主动学习，由封闭式学习转变为开放式学习，学生将所学的知识与实践相结合，真正做到了“做中学，学中做”，不仅扩大学生知识面，而且促进学生学习思维方式的转变。

    2.增进教师与学生的情感。在实践活动中通过协作与交流增进了教师与学生以及学生之间的情感，教师与学生一起交流、探究，学生在实践中学会了交往与协作，感受到了学习的乐趣。同时，提高了教师与学生的技术素养，提升了教师探究实践活动的组织协调领导能力。

    3.拓展技术教育渠道。通过实践活动深深感受到技术实践活动实施的有效途径是在活动中放手，以学生为主体，以主题活动为载体，启发学生的科学兴趣，激发学生的好奇心，萌发学生的创新火花，为学生的自我发展开辟广大空间，引领学生在实践活动中体会和感受技术在生活中的应用，发展学生实践和创新能力，提升学生技术素养。

    4.推进德育教育发展。在实践活动中渗透德育教育观念，纸桥模型的制作材料以生活中废旧的答题卡、演算纸为主，引导学生合理利用生活中的废弃物品，通过实际行动培养学生的环保意识，树立环保理念，从身边的小事做起，科学合理地处理生活中垃圾。通过纸桥模型的设计与制作，引领学生在技术实践中体验设计的复杂和艰辛，增强学生克服困难、努力学习的自信，帮助学生树立正确的技术观和价值观，使学生形成终身受用的良好的技术理性和个性品质。

    参考文献：

    [1]何芝华，唐展.在普通中学开展科技创新教育活动的尝试[J].科学咨询，2018，（05）：60.

    [2]王玉杰，姜强.浅议课堂教学与课外活动有效结合以提升学生科学素养[J].中国校外教育，2018，（35）：140+143.

    [3]盧登平.“稻草种植洋芋体验变废为宝”科技实践活动方案[J].学周刊，2017，（04）：127.