以《桥梁承重设计比赛》为实例_纸质桥梁模型设计比赛

  【摘要】笔者从教通用技术教学已经有三年多,在教学的过程中,自已和同行们都有一种困惑,怎样把通用技术课教好?在自己不断地教学实践过程中,积极实践探索,努力践行通用技术课程的基本理念;经过这几年的教学思考、归纳和总结,初步总结出一套较为有效地课堂教学方法。按照课程理念要求,笔者以《桥梁承重设计比赛》为实例,教学中引入比赛竞争机制,通过介绍桥梁架结构设计的案例,让学生以小组为单位团队协作,学习讨论如何进行结构设计,并最终用一次性筷子将桥梁搭建起进行实验,检测、优化和改进设计,将理论知识和实际应用结合起来让学生经历完整的设计过程,有利于学生对知识的理解与掌握。
  【关键词】教学模式 竞争 实践动手能力 团队协作
  【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)04-0056-02
  一、通用技术课堂教学模式教学理论:
  建构主义的教学模式和教学方法
  与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式为:“以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中,学生是知识意义的主动建构者;教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者;教材所提供的知识不再是教师传授的内容,而是学生主动建构意义的对象;媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法,而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流,即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。
  支架原本指建筑行业中使用的脚手架,在这里用来形象地描述一种教学方式:支架式教学是以前苏联著名心理学家维果斯基的“最近发展区”理论为依据的。维果斯基认为,在测定儿童智力发展时,应至少确定儿童的两种发展水平:一种是儿童现有的发展水平,一种是潜在的发展水平,这两种水平之间的区域称为“最近发展区”。教学应从儿童潜在的发展水平开始,不断创造新的“最近发展区”。支架教学中的“支架”应根据学生的“最近发展区”来建立,通过支架作用不停地将学生的智力从一个水平引导到另一个更高的水平。
  支架式教学由以下几个环节组成:
  (1)搭脚手架——围绕当前学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架。
  (2)进入情境——将学生引入一定的问题情境。
  (3)独立探索——让学生独立探索。探索内容包括:确定与给定概念有关的各种属性,并将各种属性按其重要性大小顺序排列。
  (4)协作学习——进行小组协商、讨论。讨论的结果有可能使原来确定的、与当前所学概念有关的属性增加或减少,各种属性的排列次序也可能有所调整,并使原来多种意见相互矛盾、且态度纷呈的复杂局面逐渐变得明朗、一致起来。
  (5)效果评价——对学习效果的评价包括学生个人的自我评价和学习小组对个人的学习评价,评价内容包括:①自主学习能力;②对小组协作学习所作出的贡献;③是否完成对所学知识的意义建构。
  二、学生在《技术与设计1》的学习中,已经知道了什么是设计以及设计的一般过程,掌握了设计的基本思想和方法,另外同学们在学习了《技术与设计2》第一章结构设计前二节,知道结构设计必须考虑它的受力情况、稳定性、强度、连接方式和材料的选用等。《桥梁承重设计比赛》结构设计是属于设计中的一种类型,它必须遵循一般的设计方法和过程
  (一)桥梁承重设计比赛规则说明
  1.比赛规则:
  (1)材料统一用一次性筷子(全班统一购买);(2)桥整体长度:60cm以上;(3)桥面宽度:10 cm以上而且承重处要做成平面便于放承重铁饼。
  2.相对承重比(kg/g)(占70%分数)
  即现场测试,首先称量要进行实验桥梁重量(以克为单位),然后不断增加承重物重量(以千克为单位),每增加一次承重重量要停留五秒种,没有出现严重倾斜或断裂破坏,这个承重重量才算有效,直到桥梁出现严重倾斜或断裂破坏,计算出承重比桥重的比值,比值越大得分越高。
  3.参赛组的设计说明(占20%分数)
  要求各组利用多媒体手段进行设计介绍和现场答辩,时间为3分钟。
  (1)对桥梁设计过程、设计思路的介绍;(2)答辩是否合理;(3)设计深度
  4.桥梁设计外观是否合理、美观大方、有创意等(占10%分数)
  5.以上三个分数加起来就是这个小组的总成绩,前三名进入全级总决赛。
  (二)教学过程(如表1)
  三、的通用技术课堂,其课堂表现形式应是设计的课堂、充满竞争活力的课堂、团队合作的课堂、实践创造的课堂。也就是说以桥梁承重设计这个实践活动为例,学生经历了设计、制作、实验、分析、评价。而这些教学活动能有效进行,主要有以下这几个原因
  1.竞赛形式能带动同学们的动手制作的热情,变压力为动力。
  (1)竞争产生压力,这是教学顺利推进的必要动力。
  竞争产生矛盾与压力,这是教学顺利推进的必要动力。竞争会使得在教学中形成人际关系矛盾,因为竞争必然会产生活动参与者的强弱之分,教学中的人际矛盾由此而形成,这是推动教学运行的根本动力。在教学中,这种矛盾要保持在良性范围内,我们提倡的是一种良性竞争,而不是恶性竞争。
  竞争也会产生一种由外向内的压力,这种压力会转化成学生的心理焦虑。竞争产生的压力来自于回避失败的心理与个性差异。学生都希望自己在竞争中表现出优势,都担心处于劣势地位,这就形成一种压力,同时也一种动力,促使学生在竞争中充分地展示自我。
  当个体在其所在的环境中认识到自身的不足和劣势时,会产生紧迫感和危机感,会自我加压,从而产生上进的动力。因人的惰性,如果没有压力,则常会松散,缺乏动力,放弃努力;教学中适度的压力,有利于学生发挥主体性,取得更大的进步。
  (2)竞争产生表现力,提高课堂教学效果。   在一个没有竞争的环境中,人们可能会处于一种十分放松的状态,但在有竞争的环境中,人们为了树立自己的“公众”形象,能够做最好的自己。教学中的竞争也必然会促使学生很好地表现自己。在桥梁承重课堂观察中发现,学生在有竞争的教学活动中产生的表现力远远大于他们在无竞争教学活动中产生的表现力。
  在教学活动中,利用竞赛方式,学生的表现力就会强一些。学生的表现力越强,参与教学的程度就越高,现代教学的有效性就越能得到保证。表现力是主体性的反映,是在多个活动主体中,自我展现的动力,需要环境的激发,正如演员的表演需要观众一样。教学中,需要教师不断鼓励学生,多倾听和采纳学生的意见。让每一个上台讲解自己桥梁设计的同学都能展现个自的风采。
  (3)竞争产生张力,使有效教学的机制更加顺畅,形成更加合理的有效性教学系统。
  教学的正常运行取决于推动教学的一般性力量,但教学要出现省时高效、气氛活跃的局面,使学生沉浸在其中体会到一种美,一种享受,就必须把推动教学的一般性力量转变为一种更强,更具有勃发性、张驰性的力量,这就是教学的张力。而教学竞争有利于产生教学张力,因为教学竞争让每一位教学主体都产生了参与教学的力量,他们参与活动的方式从人的本性方面调动了一种争强好胜的力量,各种教学要素因为教学竞争变得更加丰满。每一个学生都要争胜,他们可能会因此深入研究学习内容,他们所运用的方法、手段也会多样化。
  2.增强学生技术实践动手能力
  通用技术课堂,从教学目标上表现为学生在技术素养方面有所获得、有所发展,使学生逐渐认识到这是一门有意义的学科,进而喜欢通用技术课程。立足实践,是学生有所获得、有所发展的基础,它即是通用技术课程的特点,也是课堂教学的立足点。
  (1)技术思想与方法的形成,需要经历实践
  以桥梁承重设计项目实施为例,经历了桥梁的制作,同学们才体验到,制作过程远不是当初设计时想得那么简单,要考虑不同的结构设计对承重的影响、要考虑制作精密度,要考虑选择合适的工具、要考虑制作流程、要考虑桥梁连结的方式对承重的影响、同时也要考虑桥梁的重量问题等。设计分析、流程设计、优化流程、结构强度稳定性、图样的表达、加工方法等内容串联、整合,形成对问题的综合分析、理性判断、和决策能力。这种能力,是立足于实践基础上的感悟、归纳和自主建构,没有经历技术实践,难以形成严谨的技术思想和方法。
  (2)技术素养的提升与发展,需要从简到繁的多次实践
  根据苏联心理学家维果茨基的最近发展区理论,教学就是要把最近发展区水平转化为现有发展水平,随着教学要求的不断提高,知识的进一步深化,又产生新的最近发展区,这样循环往复,在两种发展水平的矛盾运动中,不断地推动着儿童向新的更高的发展水平发展。
  (3)技术实践能帮助学生形成积极的学科认同感
  布鲁纳曾说过,要使学生喜欢一门课程,首先要让学生知道这门课对自己是有意义、值得学习的。亲身经历技术实践,学生通过观察、调查、设计、制作、试验等活动获得丰富的“操作”体验,进而获得技术能力的发展、创新思维的提高,学生自然地感觉到自己在通用技术的学习过程中有所获、有所发展,认识到这门课程值得去学习,从而形成积极的学科认同。
  另一方面,技术实践也是学生所期待的,它能激发学生的学习兴趣,促使学生主动从事创造性的技术活动,培养学生对技术的正向情感。
  3.培养团队协作精神,大家共同讨论、研究,齐心协力共同完成学习任务
  (1)团队协作能够使学生积极地参与到活动之中,是加强教学向心力的重要保证。团体动力学告诉我们,一个团体的强大动力来源于每一个团体成员的积极配合与参与。在协作性教学活动中,学生从中体会到自己作为教学活动主体的重要性,体会到协作中人人互动的乐趣,这会产生一种强有力的推动力,促使同学们积极地参与到协作性活动中。
  (2)团队协作产生启智力,促使学生思维水平与学习效率的提高,确保教学目标顺利进行。
  首先,协作促使学生积极思考,这是产生智慧的基本方法。其次,协作促进学生产生思维碰撞,有利于激发同学们的新思维。最后,协作会促使学生发现新方法,这是智慧结构中的重要组成部分。
  4.情感态度价值观
  在技术试验过程中,学生经历挫折或成功,这其中的感受和体验都是他们理解技术设计本质、理解探究精神的意义与价值的基础。即使,学生在技术试验中走了弯路,遭遇挫折和艰辛。但是,学生仍然在这一过程中学习了许多东西,总结了失败的原因,这也算是一种成功。学生有这样的经历后,明白了要做好一件事就要有不畏困难的决心和勇攀高峰的精神。技术设计的过程也许是曲折的,但艰辛过后的成功更愉悦。
  四、小结
  如果以课本内容按排来教学,学生感觉课本理论内容比较多,而他们又缺乏实践动手制作经验,没有了亲身体验这个过程,所以很难对整套技术设计理论提起兴趣来。笔者在教学的过程中,通过不断试验、总结和归纳,发现学生一定要有实践动手制作的体验,而实践动手设计内容又包涵了:设计、制作、检测、优化和改进等课本知识内容,学生在实际动手制作活动过程中,不知不觉地运用着课本设计流程和方法,经历了桥梁设计承重课程后,学生对课本理论知识“亲切”了许多,有了较大的认同感,这又容易激发学生学习兴趣;从而得到情感态度及技术能力的发展。同学们热情投身于技术和设计的学习中来,形成良好的教学效果。
  这种立足实践操作的技术教学模式,课堂中引入竞争机制,以小组为单位的团队协作形式,突出地表现出它们是设计的课堂、竞争的课堂、活动的课堂、合作的课堂、创造的课堂,它能体现技术课程的特点,也是回归技术课程本位的表现,是理想的通用技术课堂的标志。
  参考文献:
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