八年級(jí)勞動(dòng)技術(shù)“電子控制電路設(shè)計(jì)”單元在線教學(xué)的實(shí)踐與思考

◎ 繆靜霞

中小學(xué)勞動(dòng)技術(shù)課程以技術(shù)的使用和理解為主線,以材料與工具、符號(hào)與原理、加工與制作、使用與維護(hù)等方面的知識(shí)與技能為學(xué)習(xí)內(nèi)容［1］，以設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)與操作學(xué)習(xí)為主要特征［2］。在常態(tài)線下勞技課中，教師可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目、完成一件制作、滿足一種需求、解決一個(gè)問題等活動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷技術(shù)活動(dòng)過程，掌握基本的技術(shù)學(xué)習(xí)方法，提升應(yīng)用知識(shí)與技能解決實(shí)際問題的能力。

在線教學(xué)與線下教學(xué)具有顯著的差異。在線教學(xué)，尤指線上錄播課，以單向傳遞為主，缺少師生之間面對(duì)面的互動(dòng)交流，教師無法獲得學(xué)生的即時(shí)反饋。在線教學(xué)的錄播課短小精悍，每一節(jié)課時(shí)長控制在20—25分鐘。當(dāng)然，也正由于在線教學(xué)的預(yù)設(shè)性強(qiáng)，具有可控性、可反復(fù)學(xué)習(xí)多次回放，一定程度上滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求。

因此，在線教學(xué)不能完全套用線下教學(xué)的教學(xué)方式，應(yīng)基于在線教學(xué)的特點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的重構(gòu)。

一、內(nèi)容的重構(gòu)：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

本次上海勞技學(xué)科“空中課堂”在線課程采用單元整合方法重組教學(xué)內(nèi)容，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)首先要對(duì)單元內(nèi)容進(jìn)行整體分析與結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。以八年級(jí)為例，根據(jù)《上海市初中勞動(dòng)技術(shù)學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗(yàn)本）》，八年級(jí)勞動(dòng)技術(shù)包括兩個(gè)部分內(nèi)容：電工技術(shù)與電子技術(shù)，具體內(nèi)容如表1所示。

基于課時(shí)安排與在線學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合，形成了勞動(dòng)技術(shù)學(xué)科八年級(jí)“空中課堂”單元內(nèi)容，如表2所示。

通過線下對(duì)八年級(jí)的學(xué)生課堂觀察與交流可以發(fā)現(xiàn)，八年級(jí)學(xué)生對(duì)身邊的家用電器、照明設(shè)備、電子產(chǎn)品等具象的物品比較熟悉，但對(duì)其工作原理知之甚少。他們喜歡觀察電路現(xiàn)象，但由于八年級(jí)物理學(xué)科還未涉及電學(xué)部分的知識(shí)，學(xué)生進(jìn)行電路分析存在一定的難度。因此在教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，既要建立知識(shí)體系的整體觀，又要循序漸進(jìn)，注意新舊知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性。

表1 八年級(jí)勞動(dòng)技術(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容［3］

表2 勞動(dòng)技術(shù)學(xué)科八年級(jí)“空中課堂”單元內(nèi)容

以八年級(jí)第五單元“電子控制電路設(shè)計(jì)”為例，共6課時(shí)，具體如表3所示。

我們對(duì)單元內(nèi)容進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，第1課時(shí)“認(rèn)識(shí)電子控制電路”屬于概述部分；第2課時(shí)“認(rèn)識(shí)壓電陶瓷片”是介紹聲控傳感器，與第3課時(shí)“簡易聲控電路”可構(gòu)成“聲控電路”的子單元；第4課時(shí)“認(rèn)識(shí)光電傳感器”與第5課時(shí)“簡易光控電路”則可構(gòu)成“光控電路”的子單元，最后第6課時(shí)“光控報(bào)警電路設(shè)計(jì)”既可看作是光控電路的拓展與應(yīng)用，也可以看作是對(duì)之前所學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)。

表3 八年級(jí)第五單元“電子控制電路設(shè)計(jì)”6課時(shí)課題

在常態(tài)線下勞技課中，第4課時(shí)至第6課時(shí)的內(nèi)容可以采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，例如，設(shè)計(jì)制作光控報(bào)警電路作為主題任務(wù)貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程，在完成任務(wù)的過程中，學(xué)習(xí)相應(yīng)的光電傳感器、了解光控電路的組成與工作原理，最終完成電路的設(shè)計(jì)與制作。但項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要一定時(shí)間的保障，而初中“空中課堂”錄播課的時(shí)長為25分鐘左右，遠(yuǎn)低于常態(tài)課堂的課時(shí)，且八年級(jí)錄播課每周播放時(shí)間固定在周三、周五，前后復(fù)習(xí)回顧又占用一定時(shí)間，完全采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不可行。

因此，在遠(yuǎn)低于常態(tài)課堂的課時(shí)限制內(nèi)，突出重點(diǎn)內(nèi)容就尤為重要。在明確了單元內(nèi)容之間內(nèi)在聯(lián)系之后，筆者需梳理每節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。這里僅以第4課時(shí)至第6課時(shí)三節(jié)與“光控電路”相關(guān)的內(nèi)容為例進(jìn)行梳理后，如表4所示。

三節(jié)課同屬于“光控電路”子單元，每節(jié)課側(cè)重一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，課與課之間相互關(guān)聯(lián)又相對(duì)獨(dú)立，符合在線教學(xué)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)與學(xué)生在線學(xué)習(xí)的認(rèn)知習(xí)慣。

表4 “光控電路”相關(guān)的課題的重點(diǎn)內(nèi)容

二、載體的選擇：階梯式遞進(jìn)

教學(xué)載體貯存、攜帶著教學(xué)信息，是教師針對(duì)一定的教學(xué)目標(biāo)，在相應(yīng)的教學(xué)策略指導(dǎo)下為傳遞教學(xué)內(nèi)容而設(shè)計(jì)編制的教學(xué)內(nèi)容的組合形式和形態(tài)。在線教學(xué)的載體選擇非常重要，尤其是八年級(jí)電子控制部分的內(nèi)容，載體相應(yīng)的材料是學(xué)生居家學(xué)習(xí)所缺乏的，無法進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐，其難易度、實(shí)用性、趣味性直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力。

以“簡易光控電路”一課為例，筆者經(jīng)教材分析發(fā)現(xiàn)，教材中電子控制電路所選用的電路涉及語音芯片，電路圖相對(duì)比較復(fù)雜，如圖1所示。學(xué)生進(jìn)行電路分析存在一定難度。因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)中重新選擇載體，在原有教材載體“保護(hù)視力提醒器”之前，增設(shè)一個(gè)相對(duì)簡單基礎(chǔ)的光控電路——互動(dòng)路燈紙電路，如圖2所示。當(dāng)用手遮住光敏電阻時(shí)，卡片上的路燈就會(huì)點(diǎn)亮。增設(shè)的載體在增加趣味性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，使得教學(xué)難度形成階梯式遞進(jìn)。

圖1 八年級(jí)《勞動(dòng)技術(shù)》（滬教版）中的簡易光控電路圖（保護(hù)視力提醒器）

圖2 互動(dòng)路燈紙電路及其電路圖

該光控電路圖與保護(hù)電路提醒器電路相比，其工作原理相似又不完全一致。相似的是，兩個(gè)光控電路均由光電傳感器與電阻（或可變電阻）構(gòu)成分壓電路，在光線變化時(shí)由于阻值的變化使得三極管導(dǎo)通或截止，從而使得執(zhí)行器（燈或揚(yáng)聲器）產(chǎn)生信號(hào)。不同的是，兩個(gè)電路中所用的光電傳感器及其位置都不同，且三極管導(dǎo)通與截止對(duì)兩個(gè)電路的后續(xù)電路或執(zhí)行器所產(chǎn)生的效果不同。因此，增設(shè)的光控電路能較好地起到鋪墊的作用。

學(xué)生對(duì)增設(shè)的光控電路進(jìn)行具體組成、工作原理的分析相對(duì)較容易。在此過程中教師還提供了虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件搭建實(shí)驗(yàn)電路、微視頻驗(yàn)證電路等在線教學(xué)的學(xué)習(xí)支持，幫助學(xué)生理解光控電路。在學(xué)生充分了解光控電路原理后，再遷移到“保護(hù)視力提醒器”電路，此時(shí)學(xué)生進(jìn)行電路分析就有了一定的基礎(chǔ)。

三、經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)：支架式遷移

學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)知識(shí)建構(gòu)、經(jīng)驗(yàn)獲得的過程。建構(gòu)注重的是對(duì)新、舊知識(shí)之間的連接。而學(xué)習(xí)支架的使用，為學(xué)生的知識(shí)遷移提供了幫助。

（一）元器件特性的遷移

電子元器件種類繁多，通過歸類、遷移，可以幫助學(xué)生記憶、理解，建構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，而不是碎片化知識(shí)。

例如，“認(rèn)識(shí)光電傳感器”一課中，教師將新授元器件光敏電阻、光電二極管、光電三極管與已學(xué)元器件電阻、二極管、三極管進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)可以體現(xiàn)在元器件符號(hào)的相似

性比較，如表5所示。光敏電阻、光電二極管、光電三極管的符號(hào)就是在電阻、二極管、三極管的符號(hào)上添加或改成兩個(gè)方向向內(nèi)的箭頭，代表了接收光線，與光敏傳感器的特性相關(guān)。通過對(duì)比，有助于學(xué)生加深記憶。

表5 元器件符號(hào)的關(guān)聯(lián)

這種關(guān)聯(lián)也可以體現(xiàn)在元器件特性的相關(guān)性遷移。例如，在進(jìn)行光電二極管極性的判斷時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從先前所學(xué)的發(fā)光二極管極性的判斷方法遷移到光電二極管的判斷方法，由學(xué)生自己想一想、說一說，可以通過觀察外觀（引腳長短、管內(nèi)極片大?。嘤帽頇z測(cè)（根據(jù)二極管單向?qū)щ娦裕┑雀鞣N方式進(jìn)行判斷，既能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)之前所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，又能發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（二）電路原理的遷移

初中生對(duì)電路現(xiàn)象感興趣，但對(duì)電路原理的理解存在一定的難度。如何幫助學(xué)生建立起電路現(xiàn)象與電路原理的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分析簡單電路的目標(biāo)？這就需要提供更多學(xué)習(xí)支架。

以“簡易光控電路”一課為例，在該課之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“簡易聲控電路”，其中也涉及了聲控電路的組成與工作原理。兩節(jié)課均為電子控制電路，內(nèi)容結(jié)構(gòu)類似，因此具備遷移的條件。

圖3 任務(wù)分析的遷移

首先可以從任務(wù)分析上遷移，如圖3所示。左側(cè)是前幾節(jié)課所學(xué)習(xí)的“簡易聲控電路”一課中聲控電路的任務(wù)情境——聲控音樂盒的任務(wù)分析，右側(cè)是本節(jié)課所學(xué)習(xí)的“簡易光控電路”中光控電路的任務(wù)情境——互動(dòng)卡片的任務(wù)分析。由于在聲控電路的任務(wù)分析時(shí)就是采用“需求描述—技術(shù)分析—技術(shù)實(shí)現(xiàn)”的分析路徑，因此此處遷移至互動(dòng)卡片的分析是相對(duì)比較容易的。

其次，對(duì)于電路原理的分析也可以進(jìn)行遷移。教師在基礎(chǔ)光控電路圖的分析上提供了兩個(gè)學(xué)習(xí)支架：第一，引導(dǎo)學(xué)生先在電路圖上標(biāo)注結(jié)點(diǎn)A、B、E，借助U1、U2來進(jìn)行三極管導(dǎo)通條件Ube大小的分析；第二，設(shè)計(jì)問題支架提供給學(xué)生填寫，降低了分析原理的難度。

學(xué)生分析了基礎(chǔ)光控電路的工作原理之后，在分析相對(duì)復(fù)雜光控電路的工作原理過程中教師提供給他們相似的學(xué)習(xí)支架。

雖然傳感器、控制器、執(zhí)行器均有所不同，但在前面基礎(chǔ)光控電路的遷移與問題支架的引導(dǎo)中，學(xué)生在面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的光控電路時(shí)就具備了分析的基礎(chǔ)與能力。

內(nèi)容的重構(gòu)、載體的選擇、經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，既是線下教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的遷移，也是在線教學(xué)的重新審視。本次在線教學(xué)是一次挑戰(zhàn)，也是一次機(jī)遇，促使我們對(duì)教學(xué)有更多思考與探索，給學(xué)習(xí)帶來更多可能的樣態(tài)。