“五步六维”优化通用技术项目教学设计

严加强：浙江省临安中学通用技术特级教师。杭州市通用技术新锐教师、杭州市技术学科新入职教师培训班负责人。主编《电子技术综合应用》《可编程控制技术原理与实训》《通用电子控制技术》等教材。2020年主持浙江省教师教育专项课题获一等奖，撰写的论文获浙江省一等奖。长期研究数字化教学，积极探索数字化教学资源支持下“教学范式”向“学习范式”的转换，使数字技术的功能从“支持教师的教”转变为“支持学生的学”。

通用技术学科特点决定了以学生为中心实施项目教学将成为趋势。以情境为基础、以问题为线索，教师通过任务驱动学生参与多样化学习活动将成为该学科教学常态。教学中教师应尽量创设与学生经验密切联系的多样化学习情境，引导学生自主、合作、探究，参与技术体验、技术设计、技术制作、技术试验等实践活动，促进学生学科核心素养的形成与发展。教学设计能力的提升，依赖于教师自身探索尝试与能力素养的提高。通用技术教师要更新教学理念，调整设计策略，提升信息素养，科学应用信息技术引导学生将项目学习与做事、做人建立自然关联，让学生在项目学习中理解概念，发展高阶思维，触发跨情境迁移，释放创造力，使学生自主学习发生在最近发展区并指向深度学习。笔者借助数字技术，尝试按“五步六维”的程式改进项目教学设计，即设计学习分析、建构表征、设计开发、尝试应用和评估反馈五个步骤，并从驱动问题、核心知识、学习实践、高阶认知、发布成果、学习评价六个维度推进项目教学，围绕项目问题的解决，利用数字化工具平台和辅助手段，为学生的学习与成长赋能，提高了效率。

一、围绕学科核心素养融合信息技术设计项目教学单元

（一）围绕核心素养重构项目学习单元

随着高中课程教学改革的深入，教学组织形式发生了较大的变化，分层、分类、分项选课走班教学逐渐被师生接受。《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》注重对学生学科核心素养的培养。笔者认为，开展项目教学势在必行。基于案例论述相关原理、规律和方法，是大多数教材单元知识的编排方法，而项目教学则要求教师根据学科核心素养培养要求，重新构建项目教学单元，引导学生合作探究、操作实践，解决开放式、挑战性的项目问题。从某种意义上讲，问题即“项目”。教师需要从问题出发重新组织内容，构建新的教学单元。当然，通用技术项目教学中的情境问题可以是自身在生活中遇到的，也可以是他人给出的，还可以是基于一定目的由学生发现并试图解决的，但一定要适合教学并有利于促进学生学科核心素养发展。

（二）做好项目教学单元设计，促进学生深度学习

教师设计项目教学，让学生在实践中深度学习，就是为学生应对未来挑战赋能。教师设计通用技术项目教学单元先要创设真实情境，设计一项学生乐于参与且能连续开展的活动，基于真实情境提出开放式、挑战性的问题，构建项目学习单元。学生围绕单元主题在“做”中“学”，在“学”中“思”，在“思”中“做”，实现“做”“学”“思”三者有机统一。学生通过合作探究，高度自主参与学习活动，提出解决问题的方案，设计并制作项目作品。项目主题是开放式、挑战性的，学生可以根据需要挑选平台工具，收集资源，寻找合作伙伴，寻求教师帮助。在活动中学生细心观察、合作探究，通过实际应用来验证自己的猜想，检验自己的方案是否有效，在具身实践和深度学习中获得发展。

（三）借助信息技术支持项目教学

教学组织形式改变，教学手段也要同步提升。当今社会高度信息化，教學也高度数字化。教师设计项目教学时，可以对分析问题、建构表征、设计开发、尝试应用和评估反馈过程中的教学情境和助学事件进行数字化设计，有利于学生提升感性的、表面化的经验，将相关学科知识内化为自身的核心素养与创新实践能力。教师应根据通用技术项目单元内容，分析学生的实际需求，适时、适度提供数字化学习资源。学生借助数字化工具参与项目活动，有利于提升学习的深度、广度和效率。

二、“五步六维”优化通用技术项目教学设计的思路与方法

伍尔福克（Woolfolk，A.）在《教育心理学》一书中指出，项目教学设计包含学习分析、建构表征、设计开发、尝试应用和评估反馈五个步骤，教师需要借助信息技术从驱动问题、核心知识、学习实践、高阶认知、发布成果、学习评价六个维度设计教学活动。笔者针对通用技术项目教学实际情况一体化提出“五步六维”设计方法：教师在“五步”教学设计中围绕项目问题的解决，利用“六维”数字化工具和辅助手段，帮助学生有效突破难点;在“五步”教学中有机融合“六维”核心内容，优化项目教学设计，提高教学效率。

（一）“五步”教学设计，整体优化项目教学流程

尽管通用技术项目教学内容千差万别，学生学习过程也各有特色，但教师在进行项目教学设计时，精心设计好“五步”是必不可少的，这一方法具有普适性。如图1所示，项目教学中学习分析、建构表征、设计开发、尝试应用和评价反馈“五步”是步步递进、环环相扣的。教师按这“五步”系统运作、有序推进，就能达到优化项目教学的效果。

第一步，分析问题，即教师分析教学预期状态与学生当前状态的差异。教师需要评估确定项目教学后的终点目标，包括知识、技能、态度和行为习惯方面的目标;了解当前学生的状况，包括项目活动有关的已有知识、技能、态度与行为习惯。教师评估学生起点状态常用观察、测试或访谈等方法，将起点状况的评估资料与项目学习目标对照，可以分析确定教学活动所需时间及数字化资源。

第二步，建构表征。构建恰当的问题表征是通用技术项目教学中学生解决问题的关键，表征就像一幅“地图”，是活动导向。问题表征就是将提出的问题转化为内在的心理表象。这一过程常常需要经历两个环节：第一个环节是将问题中的每句话转译成内在表征，即应用有关的语言知识和学科中的事实性知识理解句子的意思，从而明确项目陈述中给出的已知信息;第二个环节是将所有陈述句整合成连贯一致的问题表征，并区分有关信息和无关信息。问题图式激活是表征的高级产生形式，学生将当前问题的特征与储存在长时记忆中的问题图式进行“匹配”。如这种“匹配”是在“深层结构”上（即在意义上或观念上）进行，而不只是在“表面特征”上相似，则说明学生掌握得比较好，学生解决问题的能力比较强。

第三步，设计开发。设计指教师根据项目内容对教学具体目标、教学内容单元及所需时间、教学顺序和学习活动，编制详细计划和说明材料。教师需要将一般教学目的转换成主要项目学习目标;确定项目教学单元或主题，预估学生学习时间和学习结果;明确项目教学必备条件，保障学生学习活动能按计划开展;设计用于评估学生学习结果的内容细目。

教学手段数字化是人工智能时代教学变革的新趋势。教师完成通用技术项目初步设计以后，对学生学习全过程进行详细的数字化设计，在现有的课程内容上补充材料、梳理材料，用数字化手段介绍仪器操作流程，播放视频演示操作过程，实现新知识、新技能、新方法的动态呈现，为学生突破重难点提供有力支撑。

第四步，尝试应用，就是将开发的通用技术项目数字化教学资源按设想用于学习分析、建构表征、设计开发、成果展示、尝试应用和评估反馈各环节。

第五步，评估反馈。学生的很多能力是他们在探究、解决项目问题的实践过程中培养出来的。教师要注意采集学情数据，对数字化资源的应用效益进行评判，包括对项目教学过程的评价、对学生学习结果的评价、对教学结果的评价，并将信息反馈给学生，向其提出改进建议。

（二）“六维”技术处理，优化项目教学核心内容

教师设计数字化教学方案，可以将驱动问题、核心知识、学习实践、高阶认知、发布成果、学习评价六个维度的核心内容进行数字化开发（见表1）。在“五步”通用技术项目教学过程中，教师适时提供“六维”数字化资源，优化项目教学核心内容，帮助学生顺利推进项目的实施。

表1中六个维度的数字化资源，有的可以帮助教师提出具有鲜活情境的学科问题，有的能够引起学生对核心概念和关键内容的探究兴趣，有的能够激发学生对更多问题进行深度思考。总之，数字资源的支持有助于避免项目教学形式化，避免学生在学习活动中仅忙于过程而在学习上缺乏收获，有助于教师及时反馈、及时动态调整教学策略，让学生进行深度学习体验，从而促进学生学科核心素养全面提升。

（三）例解“五步六维”优化教学设计之法

教学设计是教师运用系统方法，分析教学问题，确定教学目标，制订解决教学问题的策略方案，试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。它以优化教学效果为目的，以学习理论、教学理论和教学传播理论为指导依据。在设计通用技术项目教学方案过程中，教师以数字化的系列资源支持学生学习，推动学生持续性探究。以“校园雨水收集与利用系统的设计”项目为例，笔者依照“五步六维”，从以下三方面对项目教学设计进行优化。

1.从学习分析到建构表征，设计高效能的探究活动项目

笔者基于学情进行学习分析，设置“校园雨水收集与利用系统的设计”这样一个真实的情境引出主题。如图2所示，笔者借助表1中驱动问题栏目数字化资源，以“雨水不足？雨水过多？”等问题为线索，设计高效能的思考交流活动，让学生对解决问题产生迫切感。笔者以此引导学生进入状态：一方面明确在规定时间内要完成的项目任务，另一方面确定在项目主题及实施上的准备程度。

2.从设计开发到尝试应用，设计多层次的具身体验活动

笔者借助表1中核心知识、学习实践栏目的数字化资源，设计多层次的具身体验活动，让学生扮演不同角色，如机械工程组、材料规划组、电子工程组的成员。针对校园楼房屋面雨水收集与利用系统设计方案（如图3），笔者提出“利用本系统也能收集校园地面雨水吗”的问题，把握好时机，让学生经历“有效失败”。学生经过合作探究，设计了校园地面雨水收集与利用系统（如图4）。

笔者尝试利用各类资源，包括真实体验类（产品使用、技术试验、参观等）、模拟体验类（演讲、辩论、角色扮演等）、阅读体验类（技术设计相关文本、视频等）数字化资源，引导学生将学习与做事、做人建立关联，让学生在学习中理解概念，掌握核心知识，培养学科思维能力。

笔者通过展览、颁奖、点评等多种形式为学生的学习活动增添仪式感，提供新的学习机会，使学生获得满足感、成就感。学生相互借鉴优点，触发跨情境迁移，修正完善设计方案。在此过程中，学生借助表1中高阶认知栏目数字化资源，发展高阶思维能力，实现了深度学习。图5所示为修正完善后的校园雨水收集与利用方案。在该方案中，学生创造性引入“中水子系统”，解决了原设计方案中“屋面雨水”和“地面雨水”不能综合利用的问题。

笔者借助表1中发布成果和学习评价栏目的数字化资源进行评估反馈，使学生的学习情况可视、可量。借助数字化手段，笔者直观呈现结果，反思项目教学得失，帮助学生总结经验，改进项目方案，触发情境迁移。图6所示为改进后的校园雨水收集与利用方案。在此方案中，学生成功引入了“水力发电子系统”。“水电联动”使项目教学得以拓展，学生的学习步入深水区。

回顾上述案例不难发现，“六维”中不同的数字化资源分别在“五步”通用技术项目教学的不同阶段起到学习支架的作用。教师身处数字化时代，借助信息技术开发应用数字化资源是做好项目教学设计的重要手段。

三、数字化项目教学的应对之策

教师设计通用技术项目数字化教学方案，需要将项目教学各环节进行数字化处理，使信息技术与项目教学深度融合。数字化教学设计不仅具有先进性而且具有聚焦性。数字化教学设计各阶段均贯穿清晰的逻辑线——教师进行项目数字化教学设计，如同在一张空白画布上进行艺术创作，而不是简单地将数字和元素拼凑起来进行描绘。教学设计人员就像绘制蓝图的建筑师，只有将设计理念、现实条件的制约，与客户的愿望结合起来，才能做出新的、超出预期的完美设计方案。教师如何提高利用信息技术优化项目教学的能力？

（一）教学理念从“教师中心”向“学生中心”转变

随着信息技术的发展，数字化资源的广泛分布与方便获取改变了师生关系，教师不再（事实上也不可能）维持自己作为“专家”的角色，而是通过帮助学生获得、解释、组织和转换大量的数字化资源来促进学习以解决生活生产中的真实问题。教师应围绕项目主题，摒弃“教师中心”的传统思想，以学生的学习为中心，以解决问题为线索，让学生自主获取学习资源，提高解决问题的能力，掌握数字化处理资源等高级技巧。在通用技术项目学习活动中，学生自主学习贯穿始终，包括合作交流、自主探究、主动质疑，直至确定方案、解决问题、成果发布。教师优化数字化教学方案目的在于保障项目顺利开展。教师在教学中一项重要任务是为学生提供便捷的工具和平台及辅助手段，协助学生开展项目学习活动。

（二）教学设计从“面向结果”向“面向过程”转变

人本心理学派的代表人物卡尔·罗杰斯（Carl R.Rogers）在《自由学习》一书中写道：“在现代社会中，最有用的学习就是对于学习过程的学习，这是一种始终面向体验的学习，同时也是将学习者和变化的过程融为一体的学习。”人们也逐渐认可“学习是一个永无终止的旅程，而非目的地”。“面向过程”和以学生的学习为中心是一脉相承的。“面向过程”的通用技术项目数字化教学设计，就是这一理念渗透到学习分析、建构表征、设计开发、尝试应用和评估反馈全过程之中。只要从“面向结果”向“面向过程”转变，通用技术项目教学中驱动问题、核心知识、学习实践、高阶认知、发布成果、学习评价六维度核心教学内容的数字化设计都可以“面向过程”，“学习是一种过程”成为通用技术项目数字化教学设计的思想立足点和重要支撑点。

（三）课程教学从“浅层学习”向“深度学习”转变

课程教学由纸上谈兵式的“浅层学习”向自然真实的“深度学习”转变，是教师培养学生通用技术学科核心素养的必然要求。技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等核心素养需要学生经历项目学习过程逐步积淀而成。

深度学习是在教师引领下，学生围绕具有开放性、挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。教师要引导学生关注学习内容的本质及其潜在含义，既要掌握关键概念，又要处理好各部分知识间的关系。教师要尽量用与学生的学习动机和内在愿望紧密联系在一起的、具有实际意义的、学生喜欢的方式教学，使学生获得最佳的学习成果。便捷的数字化平台、用于创设问题情境的微视频、用于分析问题的课件、用于介绍工具仪器使用方法的动画、用于演示产品效果的网页，教师应尽可能提供这些资源保障。学生利用数字化平台，可以随时寻求帮助，探究解决问题的途径和方法，在解决实际问题中实现深度学习，也可以发布自己的研究成果，体验成功的喜悦。

四、“五步六维”项目教学实践启示

通用技术学科注重实践性、创造性，项目教学这一方式在通用技术课程教学中应用越来越广泛。“五步六维”优化项目教学设计为通用技术教师高质量实施项目教学提供了可以借鉴的范式。笔者开展项目教学，通过实践获得以下启示。

首先，在“五步”通用技术项目教学中一定要设计好每个学生的角色，让学生在参与项目活动时能自始至终有高度的责任感，明确该做什么，怎么去做。

其次，“六维”数字化资源应满足项目教学中设置多层次情境和解决多层次问题的需求，起到支架作用，持续激发学生内驱力。在项目教学的不同阶段教师需要提供不同层次的数字化资源支持。

项目教学中教师还可以嵌入多元评价，为学生搭建阶梯助其成长。项目教学评价兼具项目管理的功能，教师可将项目教学评价进行数字化设计后嵌入项目情境中，让评价和学生角色身份结合在一起，实现多元评价，相互促进，共同提高。

最后，牢记“五步六维”优化通用技术项目教学设计的目标是实现深度学习。在“五步六维”项目教学设计中，教师应教会学生掌握“新”的思维方法，注重不同主题教学内容的可探究性，适时引导学生灵活运用设问法、组合法、逆向转换法等创新思维方法，多方法、多途径解决问题，让学生在“做”中学到可迁移的技能和思维方法。

综上所述，通用技术项目数字化教学设计中，数字化资源是教师与学生探究、交流、发布、项目评价的便利工具。教师的任务由单纯的授课转换成要兼顾开发数字化资源，借力数字技术优化项目教学设计，创造性开展教学活动。通用技术项目教学中，学生的行为也从原来的被动接受，变为主动探究与亲身体验。在数字化工具的支持下，各阶段教师都从不同维度帮助学生设计最优方案、解决项目问题。教师可借鉴项目教学的经验，让学生经历项目探究全过程，在深度学习中认识通用技术学科的价值，掌握核心知识，发展高阶思维，提高学科核心素养。

责任编辑：祝元志