發(fā)現(xiàn)源自生活設(shè)計改變世界

　　隨著技術(shù)世界與生活世界的聯(lián)系日益加強，在普通中小學(xué)進行技術(shù)與設(shè)計教育己成為國際基礎(chǔ)教育改革的共同趨勢?；A(chǔ)教育階段的學(xué)生能擁有良好的技術(shù)素養(yǎng)，無疑將為他們今后適應(yīng)社會的發(fā)展提供有力的保障。為了順應(yīng)這一趨勢，中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會引進了英特爾公司開發(fā)的《Design and Discovery》課程，并組織專家團隊進行了為期1年的改編，形成了這套《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程。其目標(biāo)是幫助學(xué)生深入理解設(shè)計與工程領(lǐng)域的重要科學(xué)概念，親歷并體驗設(shè)計與工程領(lǐng)域的實踐活動，掌握工程設(shè)計與模型制作的流程和技能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)并應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)方面的知識和技能的興趣，解決生活中遇到的設(shè)計與工程領(lǐng)域的實際問題，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地改變自己的生活，提高其與他人有效的溝通與合作的社會情緒能力。
　　為了更好地幫助教師理解《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》的相關(guān)理念、內(nèi)容和實施策略，促使他們成功實施技術(shù)與設(shè)計領(lǐng)域的青少年科技活動和相關(guān)課堂教學(xué)，中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會和英特爾(中國)公司教育事務(wù)部合作于2012年5月26-30日主辦了為期5天的“2012年《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程教師培訓(xùn)研修班”，由中國科協(xié)“做中學(xué)”科學(xué)教育改革實驗項目教學(xué)中心(東南大學(xué))、兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點實驗室和江蘇漢博教育培訓(xùn)中心共同承擔(dān)培訓(xùn)任務(wù)，并邀請課程改編團隊共同開展教師培訓(xùn)工作。
　　此次培訓(xùn)的目的在于幫助教師充分理解《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)思路，提供技術(shù)與設(shè)計活動相關(guān)的教學(xué)方法和策略，使其能夠在校內(nèi)外開設(shè)本課程，并指導(dǎo)青少年科技創(chuàng)新項目；同時也希望能通過此次教師培訓(xùn)，聽取參訓(xùn)學(xué)員的建議和意見，以進一步完善《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程教材的修訂工作。因此，培訓(xùn)團隊主要由參與教材改編的專家和專業(yè)培訓(xùn)講師組成。這些培訓(xùn)者不僅了解教材的設(shè)置和內(nèi)容，而且在改編過程中已經(jīng)積累了一手的課程實施經(jīng)驗，能夠為參訓(xùn)學(xué)員提供理論以及實踐的指導(dǎo)。同時為了使課程適應(yīng)各種科學(xué)教育場所的具體情況，使課程內(nèi)容更有針對性，邀請的參訓(xùn)學(xué)員背景多樣，既有學(xué)校的科學(xué)教師和科技輔導(dǎo)員，也有來自科技館、青少年科技中心的科技工作者，以及部分校外科技教育培訓(xùn)機構(gòu)的成員等。通過這次培訓(xùn)，進一步修改的《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程可以更具有實用性和多種組合方案，也為今后特定使用教師的培訓(xùn)積累了寶貴的經(jīng)驗。
　　培訓(xùn)內(nèi)容的設(shè)置依照教材中內(nèi)容單元的設(shè)置，分為6個模塊，并以對整個課程的梳理作為開始，讓參訓(xùn)學(xué)員從一開始就了解培訓(xùn)的整體目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)。
　　來自江蘇漢博教育培訓(xùn)中心的凡霞老師帶領(lǐng)全體學(xué)員進行課程梳理，共同了解《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程的整體構(gòu)架，從宏觀上把握課程的設(shè)置。課程是圍繞工程設(shè)計領(lǐng)域的10個流程展開，即確定設(shè)計機會，圍繞設(shè)計機會展開調(diào)查研究，集體討論可能的問題解決方案，起草設(shè)計簡介，研究并完善解決方案，準(zhǔn)備設(shè)計要求和概念草圖，建構(gòu)模型構(gòu)建和零件，建構(gòu)解決方案原型，測試評估和修訂解決方案，以及交流解決方案。整本教材的章節(jié)就是依照這10個流程相應(yīng)設(shè)置。對于流程和教材章節(jié)的介紹，使學(xué)員對于如何進行工程設(shè)計的過程有了一定的了解，同時也就對教材內(nèi)容的設(shè)計思路一目了然。
　　培訓(xùn)目標(biāo)：使全體學(xué)員初步了解工程設(shè)計領(lǐng)域的設(shè)計流程和發(fā)現(xiàn)問題的方法，通過具體的實例讓初次接觸《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程的學(xué)員經(jīng)歷一下工程設(shè)計的全過程，了解教材的編排。
　　培訓(xùn)教師：沈濤，南京市田家炳高級中學(xué)教師
　　沈老師首先通過熱身活動“A4魔圈”，讓學(xué)員們很快地參與到培訓(xùn)當(dāng)中：每位學(xué)員僅用半張A4紙，不能使用除手以外的其他工具對紙進行加工，要求加工出1個閉合的紙圈，而且紙圈的大小必須能讓人從頭到腳從中穿過。活動要求提出后，很多學(xué)員都表示驚訝，這聽上去像是1個不可能完成的任務(wù)，但大家同時又對這一挑戰(zhàn)充滿了興趣和期待。懷著半信半疑的心態(tài)，學(xué)員們進入了緊張的嘗試中。起初，絕大部分學(xué)員都以失敗告終，但隨著沈老師在關(guān)鍵點上的巧妙引導(dǎo)和學(xué)員的進一步思考，大家都成功地完成了自己的“A4魔圈”，并沉浸在“A4魔圈”的喜悅之中。
　　“A4魔圈”活動無疑激發(fā)了所有學(xué)員的興趣，在興奮之余，沈老師帶領(lǐng)大家思考、總結(jié)整個活動的過程及注意事項，反思失敗與成功的原因，帶領(lǐng)學(xué)員們共同進入了“設(shè)計的世界”。
　　在“設(shè)計的世界”中，沈老師結(jié)合“搭建高樓大廈”和“高處不勝寒”2個活動(都是用A4紙來完成設(shè)計任務(wù))給學(xué)員們講解了工程設(shè)計領(lǐng)域的10個流程，并利用教材中“牙膏蓋設(shè)計”的例子讓學(xué)員們意識到設(shè)計無處不在。此外，沈老師還向?qū)W員們簡單介紹了頭腦風(fēng)暴中的SCAMPER法。
　　培訓(xùn)中安排的3個活動，難度步步遞進，用充滿趣味性的挑戰(zhàn)活動，讓學(xué)員們充分地動手動腦，而這些動手經(jīng)驗也將為這些老師將來組織學(xué)生的動手動腦活動提供有益的借鑒。來自大連的劉洪寶老師在總結(jié)里寫道：“每當(dāng)沈濤老師給出一個題目，我們幾個人便開始討論，各抒己見，確定設(shè)計方案，動手制作。尤其是放乒乓球的比塞，我們創(chuàng)了新高83Cm，而且我們的作品一直屹立不倒。我們開心地跟我們的成果合影留念，那，是某種幸福，我沒有體會過的。對我這個經(jīng)常被周圍朋友評價說很孩子氣的人來說，這些動手活動讓我感受到了創(chuàng)新式科學(xué)教育課程對學(xué)生的吸引力，身體力行，真正處于學(xué)生的位置，才能真正理解學(xué)生對科學(xué)的熱情和期待。”培訓(xùn)目標(biāo)：讓學(xué)員們了解工程設(shè)計中經(jīng)常用到的基本知識(包括材料的選擇、基本電學(xué)原理、機械原理等)，如何在課堂上開展與工程設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)的活動，以及活動所應(yīng)達到的效果。培訓(xùn)教師：李作林，中國人民大學(xué)附屬中學(xué)教師
　　課程開始，李老師帶領(lǐng)大家一起回憶、總結(jié)了在課堂中開展的設(shè)計與制作的基本過程，明確了這一過程中各環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系后，李老師再次強調(diào)了各環(huán)節(jié)的注意事項以及需要培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，讓學(xué)員從整體上把握了工程設(shè)計活動的開展方式。
　　接著，李老師從材料的選擇、制作簡單機械、一個問題多種解決方案等方面詳細(xì)講解了工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識。通過“發(fā)現(xiàn)新大陸”這一活動讓學(xué)員們分析了不同材料所具備的不同特性，并展示了材料屬性的相關(guān)教學(xué)案例，讓學(xué)員們直觀地感受到了課堂的靈魂在于教學(xué)設(shè)計，并要結(jié)合工藝、文化、新材料等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使課堂更具吸引力。
　　為了讓學(xué)員們充分掌握工程設(shè)計的基礎(chǔ)知識，李老師帶領(lǐng)大家以小組為單位動手制作小型機械玩具?？此坪唵蔚男⌒蜋C械玩具制作，已是老師的學(xué)員們做起來也并非一帆風(fēng)順。這些挑戰(zhàn)使他們?nèi)橥度?，通過交流、合作等方式，完成了各組的作品。在作品展示環(huán)節(jié)，涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀、有創(chuàng)意的機械玩具，學(xué)員們充分展示了自己的才能，更加深了對工程設(shè)計領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的理解。
　　最后，李老師針對小型機械玩具制作過程中出現(xiàn)的問題，與全體學(xué)員進行了深入研討，并總結(jié)了工程設(shè)計活動中各環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項，使大家的直觀感受上升到理論的高度。
　　培訓(xùn)目標(biāo)：讓學(xué)員們深刻領(lǐng)悟教學(xué)過程中提高學(xué)生創(chuàng)新思維的重要性，和提高學(xué)生創(chuàng)新思維的方法與策略。
　　培訓(xùn)教師：葛智偉，上海市科技藝術(shù)教育中心高級教師
　　首先，葛老師帶領(lǐng)大家回顧了設(shè)計的基本流程，并闡述了每一環(huán)節(jié)的重要性，使學(xué)員們感悟到一個好的設(shè)計與提高學(xué)生創(chuàng)新思維之間的內(nèi)在聯(lián)系。接著，針對怎樣提高學(xué)生的創(chuàng)新思維，葛老師從確定設(shè)計問題、設(shè)計簡介、解決方案成形3個方面進行了詳細(xì)而生動的闡述。
　　在設(shè)計問題這一環(huán)節(jié)，葛老師首先讓學(xué)員們通過尋找教室里存在的問題，體會“審視、調(diào)研和精簡”這一原則，并且強調(diào)在這一過程中需要培養(yǎng)學(xué)生的觀察和調(diào)查能力，從而提出一些有價值的探究性和擴展性的問題，如從教室的燈光問題聯(lián)想到廁所、學(xué)校的路燈，最后衍生到怎樣提高環(huán)保節(jié)能的效率這一問題。接著，葛老師通過圖片展示的方式介紹了制作活動圖和擴展列表的方法，讓學(xué)員們體會到這些方法對發(fā)現(xiàn)問題和發(fā)散思維的幫助。
　　設(shè)計簡介是對設(shè)計問題及其解決方案的簡短描述。葛老師通過“用戶簡檔”、“設(shè)計簡介范例”“我的設(shè)計簡介”這3個活動讓學(xué)員們了解指導(dǎo)學(xué)生做設(shè)計簡介的重要性及指導(dǎo)方法。對于這些問題，學(xué)員們紛紛提出自己的看法，形成了很多建設(shè)性的意見。
　　設(shè)計最終是為產(chǎn)品服務(wù)，設(shè)計問題以及設(shè)計簡介最終是為了形成解決問題的最終方案。在這一環(huán)節(jié)，葛老師指出教師應(yīng)多措并舉，采用不同的方式引導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃解決問題的方案，他通過“探索發(fā)明世界”這一活動說明了教師要善于引導(dǎo)學(xué)生有目的、有針對性地搜集解決方案。接著葛老師為大家補充了有關(guān)專利保護、申請、審批、檢索等知識，并通過專利檢索結(jié)果的分析說明利用關(guān)鍵詞查找資料的重要性。
　　在經(jīng)過了確定設(shè)計問題、設(shè)計簡介、解決方案成形這3個步驟之后，葛老師還闡述了項目分析的重要性，提出要從安全性、成本和耐用性等多個角度審核自己的解決方案，并且要進行相互評議。
　　最后，在指導(dǎo)學(xué)生進行完整的設(shè)計流程中可能出現(xiàn)的問題方面，葛老師和學(xué)員們進行了探討，在激烈的探討中，大家提出了自己的真知灼見，圓滿地結(jié)束了本次課的培訓(xùn)。
　　培訓(xùn)目標(biāo)：讓學(xué)員們了解構(gòu)建模型應(yīng)具備的知識和技能，意識到明確設(shè)計要求和繪制設(shè)計圖的重要性。
　　培訓(xùn)教師：文宗，四川省成都七中特級教師
　　首先，文老師和學(xué)員們共同探討了《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》這奉教材使用中教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時的注意事項，并探討了當(dāng)今教育應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)什么樣的人才、怎樣培養(yǎng)的問題，強調(diào)《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》這奉教材應(yīng)著重于以個人或小組等多種學(xué)習(xí)模式引導(dǎo)學(xué)生探索現(xiàn)實問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力等。
　　接著，文老師利用“自行車模型的組裝”這一活動，讓學(xué)員親歷構(gòu)建自行車模型的過程，要求學(xué)員們能講解各組成部分對應(yīng)的作用及所屬系統(tǒng)。自行車模型組裝好之后，學(xué)員們還針對在組裝過程中遇到的問題和文老師進行了深入研討。
　　然后，文老師帶領(lǐng)大家一起回憶了自行車的發(fā)展歷史，不難發(fā)現(xiàn)，自行車的外觀、性能和功能的變化具有時代特征，滿足不同時代、不同人群的需求，這與《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》教材里的“設(shè)計要求”這一章節(jié)的內(nèi)容不謀而合。因此，文老師讓學(xué)員以鐵絲為原材料，讓學(xué)員們先將設(shè)計思路完整地展現(xiàn)在圖紙上，再根據(jù)設(shè)計圖完成自行車的制作。在正式制作自行車前，文老師給大家補充了一些銅絲的使用技巧。學(xué)員們充分發(fā)揮想象力和動手能力，在材料有限的情況下制作出多種樣式精美、做工精細(xì)的自行車，這一過程不僅使學(xué)員充分發(fā)揮了主觀能動性，提高了團隊合作意識，也使學(xué)員們體會到了在制作過程中需不斷思考、不斷總結(jié)。同時給學(xué)員們在指導(dǎo)學(xué)生進行動手操作時帶來了一些啟示。
　　通過動手制作自行車的活動，學(xué)員們深刻體會到了設(shè)計的重要性，即要想設(shè)計好的作品必須具有良好的創(chuàng)新意識。
　　最后，文老師和學(xué)員們就如何利用《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》這奉教材培養(yǎng)創(chuàng)新拔尖人才進行了深入的探討，并邀請學(xué)員們針對這本教材提出自己的意見和建議。
　　培訓(xùn)舊標(biāo)：讓學(xué)員們理解“原型”與“模型”的區(qū)別與聯(lián)系以及“原型”制作與測試的過程。
　　培訓(xùn)教師：凡霞，江蘇漢博教育培訓(xùn)中心培訓(xùn)講師
　　針對“原型與模型的比較”，首先，凡老師通過具體的實例就《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》教材中對“原型”和“模型”的解釋進行了具體介紹，并讓學(xué)員以小組為單位討論了“原型”和“模型”的區(qū)別和聯(lián)系。
　　掌握了“原型”和“模型”的區(qū)別和聯(lián)系后，學(xué)員們進入對“原型制作與測試”的研討。首先，在回顧之前“模型制作與測試”的過程基礎(chǔ)上，凡老師通過實例具體介紹了《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》教材中提到的“原型制作與測試”的過程，包括：繪制原型草圖，制作計劃和規(guī)范，考慮制作原型的材料和預(yù)算，制作工作進度表，制作(可以工作的、功能齊全的)原型，原型的測試和改進。其中，在制作工作進度表方面，凡老師介紹了2種方法：記事日歷和創(chuàng)建工作進度表。學(xué)員們還針對前面課程中制作的原型展開用戶調(diào)查，以小組為單位設(shè)計用戶調(diào)查問卷，并進行交流與分享。在介紹完原型的制作和測試過程后，凡老師帶領(lǐng)學(xué)員們對整個過程進行了歸納與總結(jié)。
　　最后，凡老師強調(diào)了工程設(shè)計領(lǐng)域中的安全注意事項，并以視頻——湖南長沙“新方舟賓館”的制造過程結(jié)束了本主題的培訓(xùn)。
　　培訓(xùn)舊標(biāo)：讓學(xué)員們了解《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》教材中“交流與展示”章節(jié)的內(nèi)容，交流分享各自的作品。
　　培訓(xùn)教師：周放，北京市朝陽區(qū)青少年活動中心副主任、北京市特級教師
　　成果的“交流與展示”是一次智慧與成果的展示和分享。周老師介紹了展示的標(biāo)準(zhǔn)和方法，交流與展示中需要作者與大家分享自己作品的特點和創(chuàng)新點，并得到反饋的建議。周老師結(jié)合具體案例詳細(xì)介紹了制訂評比的標(biāo)準(zhǔn)，包括展板標(biāo)準(zhǔn)和演示標(biāo)準(zhǔn)。
　　為了讓學(xué)員親自體會如何制作吸引眼球的展板，學(xué)員們以小組為單位，圍繞一個主題制作一個展板。學(xué)員們熱情高漲，充分發(fā)揮每個人的特長，美術(shù)好的學(xué)員力爭用圖表達，計算機功底好的學(xué)員選擇用計算機表現(xiàn)他們的主題……在制作展板活動的過程中，各小組都認(rèn)真討論，分工合作，因此展板的制作進行得比較順利，各小組都能較快地完成任務(wù)。
　　展板制作完成之后便是作品展示環(huán)節(jié)，各組學(xué)員積極地為大家講解、展示他們的成果。課程最后，周老師對每組的展板都作了點評，并對設(shè)計展板的關(guān)鍵要素進行了總結(jié)。
　　此次“2012年《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》課程教師培訓(xùn)”圍繞《設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》這奉教材展開，培訓(xùn)中的課程安排以教材中的章節(jié)為主線，逐步地、由淺入深地帶領(lǐng)學(xué)員們走進了設(shè)計的世界，掌握工程設(shè)計的10個流程。這10個流程涵蓋了工程設(shè)計項目的4個主要步驟：選題；設(shè)計；模型制作、測試、修訂和制作原型；交流與展示。在教材和培訓(xùn)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式上，改變了以往國內(nèi)課程針對特定環(huán)節(jié)進行訓(xùn)練的簡單方式。在每個模塊的培訓(xùn)中，通過具體的實例，讓教師反復(fù)經(jīng)歷設(shè)計與發(fā)現(xiàn)的10個流程，然后針對每個模塊強調(diào)的具體環(huán)節(jié)展開有針對性的參與式培訓(xùn)。這樣不但可以使參訓(xùn)學(xué)員從一開始就能了解和體驗設(shè)計與發(fā)現(xiàn)的全過程，又通過豐富的動手做活動對具體環(huán)節(jié)進行反復(fù)訓(xùn)練。每個環(huán)節(jié)既有宏觀和整體的參與式活動，又有具體而微的特定技能訓(xùn)練，這樣可以使老師和學(xué)生在課程的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)過程中充分掌握設(shè)計與發(fā)現(xiàn)的10個流程，同時，也使他們能夠把所掌握的知識和技能與現(xiàn)實生活和項目結(jié)合起來，真正掌握和運用這些知識和技能。
　　教材和培訓(xùn)中提供的大量與生活密切結(jié)合的實際案例和活動設(shè)計是學(xué)員們最為歡迎的。這說明我們的科技教師培訓(xùn)課程需要在實際應(yīng)用的環(huán)境中，圍繞特定的學(xué)科知識和技能進行設(shè)計，以參與式的方式為學(xué)員們提供豐富的實際教學(xué)和活動資源，以彌補知識、技能與實際應(yīng)用脫節(jié)的不足，同時也為廣大教師提供了豐富的科學(xué)課外活動資源。培訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)員們發(fā)現(xiàn)，通過此次參與式培訓(xùn)，既系統(tǒng)地梳理了工程設(shè)計的流程，規(guī)范了活動設(shè)計的程序，也獲得了實施工程設(shè)計項目的實際技能；同時在指導(dǎo)學(xué)生開展青少年科技競?cè)椖亢驮O(shè)計青少年科技活動方案方面得到了巨大的提