以核心素养为导向的高中通用技术项目式学习实践研究

文/佛山市南海区罗村高级中学 苏苑华

基于项目式学习的通用技术教学是指结合学科大概念，设计具有现实意义的项目，包含项目主题选择、项目目标的确定、项目活动设计、制定评价计划。笔者以“奇妙工程之自制冰淇淋箱”为例进行了教学实践，具体环节如下。

一、确定项目主题

《通用技术（必修1）：技术与设计1》第二章《技术世界中的设计》的核心是“设计的一般过程”，旨在让学生经历简单作品的设计的一般过程，对技术设计形成初步了解，注重体验和感受，其中制订设计方案是关键。选择学生日常生活中的制作冰淇淋箱作为项目载体，实施项目式教学设计与实践，还原设计的一般过程。

二、确定项目目标

以“奇妙工程之自制冰淇淋箱”为依托，学生通过科学探究理论知识和实践操作，达成如下教学目标：

在技术意识方面，通过发现生活中冰淇淋的制作和保温问题，感悟技术就在身边，学会从生活中发现问题并敢于尝试解决问题。

在工程思维方面，通过冰淇淋箱的设计与制作，亲历分析和解决问题的设计过程，能对方案进行比较、权衡、优化，且能体会系统分析和优化的思想。

在创新设计方面，基于冰淇淋箱的结构问题，能进行大胆的猜想和设计，制订富有创意的设计方案，并学会“动手试、实验证”。

在图样表达方面，手工绘制冰淇淋箱的结构草图来表达设计思路和创意，并能借助图样进行交流和评价。

在物化能力方面，能合理地使用材料，动手实践，将设计方案转化成实物模型，体验方案物化过程中的复杂性和创造性，能对结构的效果进行基本的测试，对模型进行优化和改进。

三、设计项目活动

本项目的学习目标分为三点：通过吸热与放热反应的研究，获得最适合冷冻冰淇淋的化学试剂组合；根据提供的废旧材料，制作兼具保温和制冷效果的冰淇淋箱；经过箱体测试与小组经验分享，学会增强冰淇淋箱的保温和制冷效果。每个环节的具体内容如下：

（一）确定项目，情境导入

通过生活中一个真实问题的引入：夏日炎炎，当我们在户外游玩的时候，冰淇淋往往很快就融化了，我们如何将冰淇淋带到户外呢？我们如何延长冰淇淋的存放时间呢？我们可否利用身边的简易材料来自制冰淇淋呢？明确研究目的是解决户外冰淇淋容易融化的问题，解决方案是设计并制作一个冰淇淋箱。接着利用填空题引导学生思考制作冰淇淋箱可分为保温和制冷两大部分。

（二）背景知识探究活动

活动1 了解吸热与放热

通过播放九年级化学下册视频《物质溶解吸热或放热现象的探究实验》，让学生回顾吸热与放热的内容，明确温度降低的为吸热反应，温度升高的为放热反应，吸热和放热过程涉及能量的转移，并且明确本次项目学习中，制作冰淇淋需要的是吸热反应。

活动2 测试化学试剂组合

接下来让学生自由组合，2 位学生为一个小组，以小组为单位，完成6 组不同试剂组合的化学实验。每组实验做3 次取平均值，并准确记录实验数据，使学生亲历吸热与放热反应。实验前需明确实验的初始温度是如何测量的，以及测量的意义在于与反应后的温度作对比，与不同小组的数据作对比，因此他们要使用相同的温度测量方法和温度单位。另外，学生必须注意过程中的任何失误或错误，这些失误将导致该组数据不可用。

活动3 分析实验数据

通过填写《学生研究记录表》中的数据汇总分析表，引导学生对6组实验数据进行分析，得出每组实验是放热反应还是吸热反应。根据实验结果，推测制作冰淇淋最优选的组合方案是哪一个，并说明为什么。

（三）制定方案和技术制作

学生根据所提供的材料，在小组内讨论如何搭建冰淇淋箱，老师通过问题引导讨论。该过程也是考察学生对于不同材料的认识，不同材料的性质不同，学生需要根据制作的要求，预测哪些是适合的材料。

接下来，学生确定小组的制作方案后绘制设计草图，需要在图中标注尺寸、材料并简要说明不同材料的工作原理。利用所提供的材料和工具制作出冰淇淋箱。

（四）产品测试与改进

我们将利用水作为测试对象，检测冰淇淋箱的保温性和制冷效果是否达到理想的水平。老师通过问题引导学生分享测试成功或失败的原因。接着根据其他小组的分享，学生要取长补短，总结和归纳出一些改进的方式，把改进的意见记录在《学生研究记录表》中，并动手改进箱体。产品测试与交流汇报这两个环节应该是迭代完善的，学生在交流中改变一个方面的内容，然后从测试中查看改变后的结果，再去判断是否保留这个改变，从而不断优化完善自己的设计。

（五）成果展现

利用食材制作出个性化的冰淇淋混合物，接着将测试用水取出，替换为冰淇淋混合物，与制冷剂一起，在冰淇淋箱中冷藏40 分钟后，取出冰淇淋，检测是否有未完全凝固的混合物。测量制冷剂融化后的水的容量，实际上这就是冰淇淋混合物的能量转移到制冷剂的量。从该过程，学生应能结合能量转移的知识做出判断。最后给学生提供彩色笔、彩色卡纸美化冰淇淋箱的外观，拍照并张贴在《学生研究记录表》上，写下对本课程的感想和体会。

四、项目学习成果与评价

我们利用《学生研究记录表》来体现学生的项目学习过程和学习成果，也是我们对学生进行评价的方法。首先，在《学生研究记录表》中通过数据分析、问题引导、反思与改进，我们一步步引导学生在学习过程中总结自己学习的所得所思所感。其次，在课程结束后的感言上，更能体现他们的学习成果。

而评价方面，我们认为，冰淇淋箱体的保温制冷效果就是本次评价的标准。所以在《学生研究记录表》的测试冰淇淋环节，需要学生填写40 分钟后未凝固的冰淇淋混合物容量，测试的是箱体的制冷效果；测量制冷剂融化后水的容量，测试的是箱体的保温效果；以及让学生填写他们认为该过程物质的能量是从什么物质转移到什么物质的，哪种物质吸热，哪种物质放热，来考察学生对于吸热放热过程的理解。