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设计与智造专题|新课程背景下高中技术课程融合研究

作者:夏燕萍 江苏省无锡市第一中学 来源:中国信息技术教育 发布日期:2020年11月13日 浏览次数:

教育部公布的《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》《普通高中通用技术课程标准(2017年版)》中提出,要培养学生的学科核心素养,为国家培养适应信息社会发展的高素质科技人才。然而,信息技术和通用技术各有两个必修模块,课程方案规定这两门课程按3学分设计必修模块,显然课时相对紧张。如何有效融合两门课程,最大化地提高学生技术素养,值得重点研究。遵循2017版课标,笔者以“设计与智造”为核心,率先在高中技术课程领域进行大胆探索和实践。通过创设技术学习空间,落实国家课程,形成校本特色,构建融通信息技术、通用技术、校本课程、创客活动等方面的课程体系,以项目学习为主整合各种有效的学习方式,使学生全面、自由、充分地发展,从而探索高中学校培养会设计、能智造的高素质技术创新人才的新策略。

理念与策略

1.核心理念建构

“设计与智造”是学生在教师的指导下,学习技术类相关课程,并运用所学技术进行有目的的设计与智造,以形成具有一定智能的电子作品或物化产品作为最终成果(如图1)。其中,“设计”偏重电子作品,“智造”偏重物化产品。高中生在学习生活中接触到的创造性主题有很多种类,如程序类、网络类、媒体类等。“设计与智造”既是教学目标,又是学习方式,即在高中技术学习领域中,引领学生在“设计与智造”的过程中学会“设计与智造”的一种沉浸式学习,这其实就是技术课程中强调的“做中学、学中做、创中学、学中创”的理念。具体来说,教学中主要采用项目学习方式,强调学习内容的整合性、学习过程的实践性和学习成果的创新性。通过学习方式的统整和变革,引导学生实现知识与技能的迁移,提高学习效率和整体素养。

 

2.主要研究策略

1)研究目标指向核心素养。

中国学生发展核心素养,以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养。设计与智造活动以实践创新为主要目标,引导学生注重健康生活,发现社会生活中的问题,提高信息意识和技术意识,通过数字化学习掌握跨学科知识与技能,运用计算思维、工程思维、设计思维等理性思维方式,锻炼图样表达和物化能力,创造性地设计产品来解决问题,并在设计与智造活动中理解技术实践中蕴含的价值标准、人文情怀及审美情趣,发展成为具备信息社会责任的高素质技术人才。

2)教学内容融通学科知识。

本项目主要通过信息技术和通用技术两门课程的深度融合,统整学科大概念(如数据、计算等),借助项目学习,以螺旋式上升的形式促进学生对技术领域知识的记忆和理解,掌握计算思维、工程思维、设计思维等创新思维方式,培养学生的问题解决能力、动手能力和创造能力,使其形成必要的信息素养和技术素养。

3)学习方式聚焦项目实践。

学习方式是以弘扬人的主体性为宗旨,以促进人的可持续性发展为目的,由许多具体方式构成的多维度、具有不同层次结构的开放系统。研究表明,基于创造的学习是人类自身最基本的学习方式,因为创造者就是在真实问题情境中用心、动手、动脑解决问题的,创造过程的本身就是学习发生的直接证据,所以,“设计与智造”强调遵循设计思维方式的项目学习,倡导多元学习方式。

4)学习资源整合硬件软件(教室、工具、平台等)。

融合的课程、融合的学习方式都对学习环境和软硬件资源提出了新要求,设计与智造的课程生态系统正在逐步形成。在此背景下,具有统整性、开放性活动价值的技术学习中心将成为学生开展设计与智造活动的重要平台。笔者所在学校根据设计与智造的课程体系设计,创建技术与设计中心、数据与计算中心、交互设计中心、智能制造中心等四大学习中心,涵盖了13个功能室。

实践与创新

1.打造教师团队,凝聚核心力量

为了切实提升项目组教师的专业素养,充分发挥教师在前瞻性项目建设中的积极作用,学校通过教研活动、外出培训、专题学习等途径为技术学科教师提供参加各种专业培训与学习的机会,从理论基础、方法策略和实施技能等方面提高了教师对设计与智造项目的认识,也增强了团队凝聚力,为项目的后续研究奠定了坚实的基础。

2.构建课程体系,探索设计模式

根据普通高中信息技术与通用技术课程标准的结构设置,结合笔者所在学校设计与智造课程的目标定位,笔者构建了“技术与设计”“数据与计算”“交互设计”“智能制造”四大项目模块的系列课程,以此强化国家课程的核心地位,凸显校本课程的个性特色,并做到两者的协调并进。根据课程体系的设计,2019年学校分层次开设基础课、拓展课和特色课,初步形成教学设计模式。

1)面向全体学生,开设基础必修课程和科技活动。

①利用假期,开设初高中衔接课程,为后续选课奠基。例如,2019年暑假学校开设了程序设计、三维打印、Micro:bit等课程,共有220多名学生参加了科技夏令营,为高中阶段的科技活动奠定了良好的基础。

②扎实开展技术必修课程,夯实学生技术基础。例如,高一信息技术开展网站设计项目教学,利用两个月的时间指导学生由浅入深设计个性化的主题网站等。

③通过校园科技节活动,展现课程成果,彰显课程魅力。例如,每年五月的科技节,高一年级都举办个人网站大赛(已有19届),高二年级举办纸桥承重大赛(已有9届),每年都涌现出许多优秀的作品。

2)面向特长学生,拓展校本选修课程和学科融合。

2019年秋学期,技术组面向高一学生开设了六门校本自主选修课,全部围绕“设计与智造”项目开展教学,对现有的国家课程进行了一定程度的统整,并且融入了项目学习的理念,共有224名高一学生选修了课程。选修课程结束后,几位教师撰写了课程设计方案,形成了比较一致的课程设计模式,如图所示。

 

3)面向拔尖学生,组织特色社团活动和创新竞赛。

技术类社团中活跃着一些技术达人,他们的技术能力比较全面,在组织社团活动和参加创新竞赛方面都发挥着巨大的作用,技术组的教师就是他们的指导教师和技术顾问。

3.回归核心素养,关注学生发展

设计与智造活动以核心素养的培养为目标,融合了多学科知识与技能,按照项目学习和设计思维的方式开展,那么设计与智造各门课程的评价也需要融合相关的核心素养、学科知识和技能,对学生的学习过程、学习结果进行综合的评价和考量。因此,在进行课程设计的同时,教师们同时设计了项目学习手册,这份学习手册既是项目学习的学案,又是活动记录,还包括学生自评、小组互评、教师评价等结果。

例如,“三维设计与智造”课程中“创意小台灯”项目的学习手册,包含了发现和明确问题、设计分析、SCAMPER法、头脑风暴、设计方案与权衡、KANO法则、确认方案、选择工具与材料、制作模型、作品评价、作品反思、附录。其中的附录主要是学生需要的信息和资源。这份手册详细地记录了学生的学习过程,因此方便了教学评价。首先,对于最终作品的质量,基本能做到客观公正。其次,手册中各部分的内容填写,反映了学生的信息意识、知识技能掌握程度、思维过程、图样表达和物化能力、创新设计能力。最后,手册的整洁度和完整度、字迹的工整度、模型的美观度、自评与反思的客观程度反映了学生的学习态度、审美情趣和自我效能等指标。

反思与展望

1.课程如何由点及面,项目如何从旧到新

目前开设的课程虽然已经涉及信息技术、通用技术的必修、选择性必修和选修课程,但覆盖面比较狭窄,还不足以应对众多学生的选修需求。另外,课程中的项目大多是技术学科的传统项目,如何推陈出新、提高项目的开放度、鼓励教师和学生在项目中更多地实现创新,是今后的研究重点。

2.教师技能急需更新,课程开发有待突破

2017版课标在技术学习领域开设了更多的选择性必修和选修课程,对技术学科教师提出了更高的要求。课程的统整、项目的拓展都需要依靠教师团队,因此提高教师的专业技能和课程开发水平是项目开展的重中之重。

3.学习方式如何转变,设计能力如何体现

项目学习、自主合作、翻转学习都能支持学生的设计与智造学习,其中翻转学习的实现还需要教师借助在线教学平台,提供更多的学习资源,支持学生的混合学习。关于学生设计与智造能力的评价,项目组还需要多加思考和讨论。



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