借虚用实 化解局限——初中技术课程线上教学探索

史泽齐 张智鹏 胡义拯 上海宝山区世外学校

●线上教学的挑战

2022年上半年，因为新冠疫情，我们又一次开展了线上学习。虽然相较于2020年突如其来的疫情，这次线上学习有了一定的经验、技术支持与准备，显得更加从容，但因技术课程实践性强，在线上开展时仍有许多的问题与挑战。

1.缺乏操作环境

在居家学习后，学生家里的操作环境与实践性课程所需环境差距较大。以常见的电子终端配备情况为例，学生的电子终端版本、选型等对于线上学习已有不小挑战，更何况实践性课程中的其他材料、工具的要求。学校专用实验室为实践性课程提供了足够的操作台面以及特定采购而来的材料与工具，而居家条件下则较难满足或有很好的替代品，这也直接导致学生在项目制成品的完成上存在很大困难。

2.难以指导交流

教师与学生、学生与学生间隔屏相望，教师无法有效了解学生的操作进度与存在问题，帮助学生解决问题的效率不高。直播软件增强了学生独立的交流，但因功能局限，难以在课堂上组织多个小组间的讨论，实践性课程中通常采用的小组合作模式难以实现，过程性评价中的评价观察点设置也发生了变化，如何更加有效地评价成了新的问题。

●我们的实践探索

技术课程是中小学教育的基础性学科课程，是学生基本技术能力形成的重要途径。笔者所在学校的初中技术课程选取了初中信息科技课程、初中劳动课程中的“工业生产劳动”“新技术体验与应用”模块，简化并融合了高中通用技术部分模块，合序实施技术教育。在线上学习阶段，重实践性的技术课程如何更有效地开展呢？

1.发挥虚拟实验平台价值

线上学习资源有空中课堂同步教学视频、微课、慕课等教学视频以及网络博物馆等。这些常见的资源主要是知识资源，而工程技术课程具有较强的实践性，仅有知识资源远远不够。因此，在本次线上教学中，笔者选用虚拟实验平台作为学生替代性的学习支架工具，工具的选用目的由“提供内容”转变为“提供方式”。不同学习流程与学习支架对比如下图所示。

虚拟实验平台的优势有如下几点：①实验场景还原，弥补操作环境不足；②为学生的操作提供试错机会；③为学生的学习提供快速有效的反馈；④提供了学习资源建设与收集的功能。

实例：“通讯工程师”项目。

该项目是七年级学习项目，项目任务是“学生认识、学习并运用常见的电子元器件（包含开源硬件），完成典型的几种电路，并选择一个电路，根据该电路功能改造成适合某一场景的产品，并予以解释说明”。从课程内容看，该项目实践性很强，对教学环境、物料需求和安全操作都有较高要求。

线下开展该课程，教师需要准备较多的工具，在学生操作时要巡视指导，课后以及在项目结束时，还要对材料、工具等做进一步整理、淘汰与补充。

而在开展线上教学时，笔者借助了虚拟实验平台Tinkercad，该平台提供了专门的电路设计，里面集成了各种常用电子元件及开源硬件，能够方便地进行电路连接与效果模拟，避免了线下操作的安全问题与材料准备。因其报错反馈迅速、具有各种介绍与帮助内容、提供多样化的进阶活动，满足了学生上课时的理论学习与动手实践需求，学生还可以根据兴趣进行自主探究活动。

2.利用生活物品搭建结构

在笔者所在学校的初中技术课程的学习内容中，除了常见的电子电路、开源硬件和程序编程外，结构搭建也是重要的一环。在线下教学实践中，一般都是由教师为学生提供原材料进行加工制作，以此达到对结构搭建的学习和训练。而居家学习由于缺乏合适的环境，学生动手实践比较困难。为了满足这方面的需求，笔者调整活动任务，给学生提供相关实例，鼓励他们着眼于身边的生活物品，进行动手改造和结构搭建的实践。这种利用生活物品进行结构搭建的教学实践在一定程度上缓解了学生的动手需求，也降低了实践门槛，同时，对引导学生解决实际问题做出了很好的方法引领。

实例：“我是智造家”项目。

该项目是为了满足学生居家学习时的动手实践需求而开设的，项目任务需要学生利用身边的生活物品，制作或者改造成产品原型，用于解决或者改善生活中的某个实际问题。在项目前期，教师引导学生发现问题需求、收集材料，并提供示例讲解，帮助学生开阔思路；在项目中期学生学习相关结构搭建技巧，进行原型制作；在项目末期，开展总结分享活动，邀请学生以情境演示+经验分享的方式展示作品。

在具体操作中，学生经验和认知可能不足，因此教师应该在必要时直接向学生传授相关的技术技巧，尽量减少学生的动手难度。另外，初中学段的技术课程应该着眼于激发和深化学生对科技创造的兴趣，所以任务难度的设置不应超越学生现有的发展水平，不追求“复杂”和“精美”的结构设计，而是把重点落在“过程”和“完整”这两方面。

3.运用线上平台强化互动

在线下教学中，交流是非常重要的环节，尤其是在实践性较强的技术课程中。学生间的交流是不断地互相更正与学习的过程，在线上交流难度增加之后，更应适度增加学生间的交流，其作用将变得更加突出。

在项目开始前，通过分组软件限定分组，尽可能保证分组的公平性与合理性，增加学生对分组的认可度和组员间的凝聚力。在项目实施过程中，借助虚拟实验平台的多种功能，将虚拟实验平台打造成教师与学生共同的线上工作间，通过平台上学习活动的布置、实时操作反馈、增加协作者等方法，改变师生、生生间的学习关系，促进师生、生生间的协作与交流学习。组内的有效交流除固定平台外，还需组员间进行督促、约束和反馈。在技术课程中，设定了组长、记录员等的职责，如组长负责组织和开展活动，记录员负责将活动过程及成果以书面或电子形式进行记录保存。在项目收尾阶段，每个小组将开展一次项目总结，小组长需要进行述职汇报。教师则根据记录单和小组长的述职汇报对小组成员进行评价反馈。

实例：小明同学线上学习交流历程。

小明同学是宝山世外七（2）班的一名学生，在校学习技术工程时，他都会前往技术教室，和班里的同学根据项目任务分组进行方案的讨论，与组员合作完成产品原型。3月份的新冠疫情让他重新开始了居家线上学习，没有技术教室，身边也没有同学，他该如何进行技术工程的学习呢？让我们来一起看看他的技术工程线上学习的经历吧。

线上的第一节技术工程课，小明同学通过钉钉“课堂直播”进入在线课堂，老师把全班同学的名字导入“UU分组”在线平台，随着老师点击“随机分组”按钮，班级的30名同学被完全随机地分成10个小组，然后老师把分组结果导出到Excel中，并把文件分享到钉钉班级群。

在明确项目任务与流程后，小明同学登录Tinkercad平台，平台上已创建好班级与活动，小明在平台上进入“技术工程课堂”中自己的班级，根据活动指引进行操作练习。练习期间，小明通过“钉钉直播”的“麦克风”和“留言板”与教师同学互动，同时教师可以实时查看到小明的操作情况，及时提供帮助。小明快速地完成了任务，而此时还有一些同学碰到了困难，这时教师在平台中将小明设置成“辅助教师”，该功能可以使其他用户查看和修改学生设计，小明接下来以小助教的身份与有困难的同学协同操作，并通过直播间和有困难的同学进一步交流。Tinkercad虚拟班级作为一个开放的平台，同一班级的同学可以查看、点评同班级任意同学的作品。在活动结束时，小明同学查看、点评其他同学的作业，教师对小明同学的热情帮助、其获赞较多的作品均提出表扬。

在储备了足够的新知后，项目要求同学们以小组的形式完成一个作品。小明同学作为组长，通过腾讯会议小组固定会议室，组织组员们进行讨论，在线编辑存于“钉钉班级群”里的电子记录表。作品的功能与编程内容在虚拟实验平台中完成，组员们可以合作编辑，作品存放在平台中。在最后的总结报告会上，小明“共享屏幕”，开启“摄像头”，根据记录表、作品成果向大家介绍、分享与总结，同学们通过“问卷星”或“留言板”对小组进行打分评价。

●效果与反思

借虚用实、化解局限，在三个月的线上技术课程探索中，我们收获了不错的效果：学生学习单完成度较高，学生对基本知识、基本技能的掌握与巩固效果好；学生自主探究的兴趣浓厚，在完成虚拟实验后，学生的喜悦和成功的感受与线下相似，虚拟实验软件作为替代品起到了较好的效果；利用生活废品开展结构搭建，学生真正做到了从生活中取材开展技术活动，同时围绕虚拟实验平台组织学生讨论与协作，适度减少了师生、生生间的障碍，学生在课上、课后沟通交流的意愿更强了。三个月的时间，笔者深刻地感受到了线上教学的价值和意义。但以上做法是对实践性课程线上实施时主要矛盾的缓解，未见得能够弥补实践性课程的效果，也并非能解决所有的实践性课程在线上操作时碰到的问题。这也使笔者继续思考，线上实践的经验是否会给线下实践带来启发？是否有融合的可能？

随着科技的进步，线上教学的技术难度将会越来越低，但不代表线上教学会在未来完全取代传统教学，尤其是像技术课程这类实践性较强的课程，对线下面对面学习方式的依赖度是客观存在的。笔者的探索只是尝试了应对新冠疫情这类特情时，实践性较强的课程实施线上教学的一种可能性。

从实际情况来看，对于一些具备了学习主动性的学生来说，在线学习方式并没有影响他们的热情，而对于学习上比较被动的学生来说，线上学习的随意化、学习动力不足是常见现象。教育除了知识的传递，还有很重要的一点是精神的养成，这是在后续的线下教学中需要着力突破的一个方面。

另外，这次虚拟实验平台的选用给了笔者一个启示：在平时的备课中要多注意收集这类虚拟实验的平台，这样既可以深化技术类课程的真实实践学习，也能在面对未来不确定的特情时有更多的课程教学解决方案。