行知思想对通用技术教学中项目活动学习的价值

陈丽娟

（如皋市通用技术教育实验学校，江苏 如皋 226500）

0 引言

项目活动教学作为通用技术课堂中一种全新探索的教学方式，在很多方面沿袭和运用了陶行知先生的教育思想。 陶行知先生的“教学做合一” “生活即教育” 对教学模式探究呈现多样化发展具有一定的指导作用。 当前及今后的教学模式发展是教育走向个性化、 尊重学生个性发展和其主体地位的重要表征，项目活动教学方式的改变要尊重教学模式的开放性，而开放性决定了课堂教学改革应给予教学模式一定的弹性空间，而不要只拘泥于操作性的、模式性的东西。同时，课堂教学的个性化改革也要基于教师和学生的实际需求。

通用技术学科教学过程中的项目活动学习，以小组为单位，一个组3～4人，团队中的成员需分工明确，教师根据教学目标准备教学项目任务单、项目学习过程中用到的学习材料。 学生需要将任务单上的知识点进行解读，并且先进行问题的讨论，然后进行操作实践，实践过程中遇到的问题教师根据学生的情况给予适当的指导。

1 课堂项目活动教学过程以“机器人智能搬运”为例

1.1 以“陶”为眼，增加师生的互动

机器人教学与传统讲授式的教学方法相比，有很多不同之处，多采用以学生为主体的操作体验式项目教学，小组分工合作，教师通过观察及时地发现学生在学习操作过程中出现的问题。 每解决一个问题都会给学生带来一定的成就感，从某种程度上激发学生的学习热情，不同小组的任务完成情况，在时间上也给不同学生带来更多的创作学习空间。

1.2 以“教学做合一”为法，提高合作探究能力

1.2.1 项目活动介绍

搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及力学、机械学、电器液压气压技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的重要组成部分。 它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务， 在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现了人工智能和机器人的适应性。

课程设置这一项目，其一是让学生了解当代机器人在工业中的应用与发展，理解搬运机器人的一般工作原理； 其二是通过自己设计编程制作搬运机器人，理解传感器的工作原理，掌握程序的设计思想，并且使机器人能完成简单的项目任务。

1.2.2 项目活动教学过程

（1）提出问题——教中学，激发求知欲

陶行知认为，“活的教育”要按照学生的心理来进行[1]。结合《技术与设计1》中学习过的技术的概念与作用，机器人作为一个新技术的出现，从某种程度上保护了人、解放了人，延伸了人的活动空间。 首先让学生能实现已学知识的迁移， 然后结合学生发展的特点，提出学生在生活中喜闻乐见的事情， 激起他们的兴趣，如让学生观看快递分拣快递包的视频，快递在生活中是经常出现的东西，但在这个过程中到底是通过人工还是机器人分拣搬运的，这个问题一定会激起学生的兴趣。

（2）分析问题——学中思，提升创新能力

“知行合一”思想指导着学生进行自主探究，提高了学习的主动性以及创新能力。 机器人搬运过程中知识点的运用、传动结构的搭建以及不同动作对不同传感器的运用都要求学生进行全面的分析与设计。

活动一：结构的搭建与设计

机械传动中，形状、结构、材料都是千变万化的，但课堂教学中给学生的材料是固定的， 主要在形状、结构上要做一定的创新设计。 但在整个设计过程中，学生需要做到理清主次、统筹兼顾，在绘制草图的基础上能够对结构进行综合的分析，以及结构的改进与完善。

活动二：程序的设计

传感器可以帮助机器人识别环境中的变化量，但是只有传感器还不行，机器人还需要有智慧。 这个智慧就需要人与机器人之间的语言来完成， 这个语言就是机器人的编程语言，有了编程语言写出的程序，才能够让机器人与硬件之间建立连接协调工作，但在程序语言编写之前，首先得完成流程图的设计，在这一基础上编写出来的程序才能写入机器进行运行调试。

目前课堂教学中采用的是可视化的编程语言，相对来说比较容易理解， 学生通过之前观看的视频对搬运的整个过程进行动作分解， 对分解的动作运用流程图设计的规范要求， 一步一步引导学生把流程图画出。

整个搬运程序编写的过程中，涉及的点如下：循迹→传感器的选择→搬运→调头→循迹， 难点是对循环以及寻迹的理解， 这两点是保证机器人能搬运的前提。

循环概念的理解主要是通过实例，学生自己完成一个机器人沿正方形运动轨迹的程序，编写好后运行程序，思考程序编写过程中对于相同的操作有无其他的替代办法，以及如何降低程序的冗余性，引出循环的概念。

循迹这个词对于未接触过机器人的学生有点陌生，所以想要让学生理解清楚这个概念，不仅涉及对字面意思的理解，还有技术层面的理解。 机器人完成循迹的前提是要有结构设计分析和算法分析，这些任务的完成要借助光电传感器，光电传感器首先要检测到环境中的光的值，这个值学生理解起来有一定的难度，因为它并不是一个固定的值，它会随着环境光的影响有一定的改变，这一点在让学生利用光电传感器检测的过程中，学生就可能发现。 所以可能通过计算算出黑、白的中间值，因为越黑的地方测出的值越小，越亮的地方测出的值越大，所以大于中间值的认为是白色，小于中间值的认为是黑色。 机器人其实是在边走边“观察”地面的情况，整个过程其实就是通过机器人的身体扭动去寻找光值的过程。

（3）解决问题——做中学，加强实践操作

理解以上的重难点就是利用设计好的流程图进行程序的编写，程序写完后的测试运行也是非常重要的一个环节，通过这一环节可以引导学生认识到只有不断地实践，才能找到解决问题的方法，从“做中学”，利用多途径去解决问题，打破传统思维去思考问题。

（4）综合评价——“教学做合一”成果展示

根据《普通高中通用技术（2017年版）课程标准》要求，评价要注重学科特征与学生特点的关系，技术经验的建构、技术与工程思维的形成以及技术文化的融入，所以整个评价过程以成果展示为基础，以“创造教育”为原则评价学习成果，重在促进学生的发展，现将搬运机器人课堂教学实践评价做以下总结：

整个教学过程以上述项目活动的形式呈现，最终以机器人能否把球搬运起来为最终结果，其中在实践的过程中除了程序的编写设计，机械结构的设计也是相当重要的一个环节， 也是创作创新的一个重要体现，球能否准确搬运，除了与编写的程序有关，与机械结构也有密切的关系，所以整个评价过程中对作品的展示采用量化评价。