指向深度学习的通用技术实践活动的设计

王彦

【摘要】在通用技术课程教学实践中，以“技术试验及其方法”这节课为例，设计一个学生通过已经完成的作品进行二度实践的实践活动，推进教师引导、学生自主探究并利用新知改进已有结构，触发学生的真实思考与实践。以对真实的案例进行技术试验的设计和实践活动为手段，以落实通用技术学科核心素养为目标，有效推进深度学习的发生。

【关键词】深度学习；二度实践；技术试验；实践活动

“技术试验及其方法”这节的内容是苏教版通用技术必修“技术与设计1”第二章“技术世界中的设计”的第四节。为让学生真正掌握技术试验和撰写试验报告的方法，在第1课时中我们学习到了技术试验的常见类型和方法，并了解了技术试验报告的写作要求，在学生了解了基本的理论知识框架之后，我们结合了学生在本章第3节“设计一般过程”中的实践作品—古代投石机做二度实践（图1），进行一个真实的技术试验及撰写试验报告体验活动。

在“设计一般过程”的学习主要是考察学生在设计的一般过程及模型制作中学习的掌握情况，学生设计并制作了一个简单的投石机械结构，这个设计只是让大家完成投石功能即可，学生对设计的一般过程、模型制作有了一定的体验和了解，但对投石距离没有详细、量化的指标。结合“技术试验及其方法”第1课时的技术试验的方法和技术试验报告的写作要求，我们利用深度学习理念来指导本节的学习。在这个单元设计之初，我们就考虑学生在“结构设计”一节中制作作品时要让其物尽所用，要贯穿于整章的学习过程，后面的章节也同样可以使用。根据深度学习理论，我们先让学生学习技术试验的相关理论以及认识相关的测量工具，然后再指导学生进行二度实践，让学生自主地去探究现实的问题、试验、并得出结论、最后验证，使深度学习得到真正的贯彻落实。设计思路如表1所示。

一、教学设计

1.教材分析

本节由走进技术试验和撰写试验报告两个任务构成，其中“走进技术试验”主要是让学生理解技术试验的概念及其意义，指导技术试验常见的类型和方法。“撰写试验报告”主要是让学生了解技术试验报告的写作方法，理解技术试验的重要性。本次课需要2个课时完成。本节实践课的重点是利用学生在本章第3节“设计一般过程”中的实践作品—古代投石机进行深度学习体验，利用前节所学知识学会自己设计试验报告，记录试验数据并撰写技术试验报告。

2.教学目标

本节课以实践为主。根据学生前面已经学习了的内容，确立以下教学目标：

（1）学会设计试验报告；

（2）小组分组规划试验方案；

（3）进行技术试验，记录试验数据，撰写完整的试验报告。让学生知道在技术试验中注重实事求是的精神，形成富有责任感的技术意识；

（4）重点和难点。重点：技术试验的实施及报告的写作；难点：掌握一种技术试验的方法及技术试验的实施。

3.教学手段

因为本节课的内容以测试投石机的性能为载体，让学生动手试验为课堂教学主线，以视频和教具的技术资料辅助教师激发学生的学习兴趣，充分调动学生参与动手试验的积极性和主动性，达到体验式学习，提高教学质量和效率的目的。

4.教学方法

为充分体现老师的主导作用、学生的主体地位，在教学过程中采用教师演示引导，学生主动探究式学习等教学方法。

5.学习方法

学生以4人一组为单位，通过老师课堂上的引导，分析出影响投石距离的三个维度的主要因素。为了提高课堂的效果，对应三个维度分为三个大组别进行各自的试验，最后通过交流汇总，形成一个完整的技术试验结论。

二、教学过程（利用投石机载体、课件进行实践活动）

1.组织教学：学生入座，点名和播放准备课件，准备试验材料。

2.（任务一）：如何设计技术试验报告。

如何设计技术试验报告表？可根据我们的试验目的，针对试验的对象的特点进行设计。主要设计思路如表2所示。

3.（任务二）：以投石机模型为载体、开展技术试验并撰写试验报告，让学生完整地体验技术试验到结论的全过程。

（1）观看视频资料：（视频展示了按作战用途分的轻型、中型和重型投石机，按发射原理的不同分的人力投石机、配重投石机、弹力投石机和混合投射机，使学生了解各种投石机的原理和作用。它的远程攻击特性使敌人的城墙和军队士气受到了严重的打击，让大家明白了投石机是古代攻城掠地不可缺少的重型攻城机械）看完以后，教师通过视频背景资料提出问题：投石机的优势是什么？

（学生讨论回答）

（2）教师继续提问：既然投石机是一种远程攻城武器，那如何让投石机投得更远呢？

导出讨论问题：投石机的投射距离与什么因素有关？（学生讨论）

（3）利用实物模型展示引导学生答出影响投射距离的因素：角度、力度和高度。

4.介绍试验准备工作，分发各种测量工具和记录表格。

公用材料：卷尺、沙包（投掷物）。

角度工具：角度测量仪、投射角度限位装置。

力度工具：测力计、橡皮筋若干。

高度工具：投掷点定位装置。

5.分组安排技术试验。教师现场巡视，指导学生分组完成技术试验。

（1）组长（负责组织、汇报）1人；

（2）撰写文本、记录数据1人；

（3）投射员1人；

（4）测量距离1人。

6.（任务三）：交流汇总展示。

（1）各组展示试验结果，汇总组合验证结论。

第1组为高度组：发射的高度越高，發射距离越远。发射高度与投射距离成正比。

第2组为力度组：投射力度越大，投射距离越远。发射力度与投射距离成正比。

第3组为角度组：由于各组模型的制作工艺、精度不同，角度在接近35～40度的时候，投射距离最大。与按照物理斜抛公式计算，最佳投射角度应为45度，经过技术试验测试发现由于空气阻力、结构设计方面等因素影响，理论计算结果和实际投射角度是有差距的。

（2）验证结论：请各小组将三组探究的结果，按最优数据改造自己的投石机，验证是否增大了投射距离？（经过实际用激光测距仪测量，最远的一组投石机的投石距离超过了原先的3倍距离。）

（3）阶段性评价。

评分标准：一次评分=（  ）度改进后/初始作品投射距离；二次评分=三维度综合改进/初始作品投射距离；综合评分=一次评分+二次评分。

7.课堂小结。

（1）试验报告是技术试验的成果，包含试验主题、目的、过程、记录、结论等。

（2）要求试验者具有科学的精神、严谨的态度、顽强的毅力。

①态度要端正；

②方法要准确；

③要反复验证。

（3）做好技术试验报告在初期可以帮助我们检验设计的可行性；在中期可以帮助我们发现问题、探究规律；在设计后期可以帮助我们优化设计，为我们评价提供准确客观的数据。

8.布置课后拓展任务。

针对一款我们常用的书立架，参考课本及利用所学知识，构思测试其稳定性的试验方案。为指导后续技术试验并获得相关数据和结论，请设计一份技术试验方案。

9.课后反思。

（1）为了增加课堂效率，在本节课之前应让学生对力度、角度和高度等測试工具有所熟悉，并掌握正确的测量方法。

（2）在选择测距工具时我们一般使用的卷尺，但实际测试中由于人为因素影响误差较大，建议给每组配备激光测距仪，以便更准确地得到数据。

综上所述，在本节的教学中利用投石机的设计实验作为教学载体，进行了深入的探究和学习，让学生利用所学知识进行技术试验，对自己设计的产品撰写技术试验报告。通过基于真实情境的自主实践，使其在工程思维、系统思维和创造性思维方面得到了锻炼和提升，达到了知识迁移的目的，有效地推进了深度学习的发生。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养[J].教肓科学出版社，2019（12）.

[3]叶朝晖.利用二度实践推进通用技术课堂的深度学习[J].新教育，2022（17）.