基于項(xiàng)目的通用技術(shù)教學(xué)中學(xué)生工程思維的培養(yǎng)

趙昕

摘 要 通用技術(shù)學(xué)科學(xué)生的核心素養(yǎng)包括技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力五個(gè)方面。其中，工程思維貫穿工程的設(shè)計(jì)與實(shí)施，指導(dǎo)人類(lèi)把設(shè)計(jì)結(jié)果通過(guò)工程實(shí)踐活動(dòng)而變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，工程思維的培養(yǎng)是工程教育的核心任務(wù)，也是通用技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)中的重要部分。作為通用技術(shù)教學(xué)中最常用的教學(xué)方法，項(xiàng)目式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力、統(tǒng)籌能力等，適用于綜合培養(yǎng)學(xué)生工程思維。本文思考了如何在通用技術(shù)教學(xué)中選擇教學(xué)項(xiàng)目，使工程思維的培養(yǎng)更有效。

關(guān)鍵詞 通用技術(shù) 工程思維 項(xiàng)目教學(xué)法

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

2016年9月，中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布。提出中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，通用技術(shù)學(xué)科學(xué)生的核心素養(yǎng)包括技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力五個(gè)方面。為通用技術(shù)教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)提供了指導(dǎo)思想。其中，“工程思維”是人類(lèi)最常見(jiàn)、最重要的思維方式，在工程教育中，工程思維方式的教育和培養(yǎng)是最核心的任務(wù)和內(nèi)容之一。

項(xiàng)目教學(xué)法符合技術(shù)學(xué)習(xí)、工程教育的特點(diǎn)，符合課程標(biāo)準(zhǔn)中提倡學(xué)生“經(jīng)歷完整的技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程”，在此過(guò)程中形成技術(shù)觀、獲得技術(shù)素養(yǎng)的提升。立足于創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，可以流暢的完成課程目標(biāo)，并在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)、特別是“工程思維”的培養(yǎng)。

1通用技術(shù)教學(xué)與工程思維培養(yǎng)

工程思維是以系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡為核心的一種籌劃性思維。要求學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)系統(tǒng)與工程的多樣性和復(fù)雜性;能運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法，針對(duì)某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行要素分析、方案構(gòu)思及比較權(quán)衡;領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制基本思想和方法的實(shí)際運(yùn)用，并能用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的決策分析和性能評(píng)估。工程思維與工程教育密切相關(guān)。由于在工程教育的歷史進(jìn)程中，缺乏工程思維教育意識(shí)一直是一個(gè)嚴(yán)重缺陷，于是，在20世紀(jì)末開(kāi)始的工程教育改革中，空前重視工程思維教育就成為了工程教育改革的重要任務(wù)和內(nèi)容之一。

在中學(xué)階段，通用技術(shù)學(xué)科的任務(wù)是使學(xué)生熟悉、應(yīng)用較為寬泛的、體現(xiàn)基礎(chǔ)性和通用性并與專(zhuān)業(yè)技術(shù)相區(qū)別的技術(shù)，關(guān)注在日常生活中應(yīng)用廣泛，對(duì)廣大學(xué)生的發(fā)展具有廣泛遷移價(jià)值的技術(shù)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與技術(shù)的綜合應(yīng)用，正是這一特點(diǎn)，使通用技術(shù)學(xué)科教學(xué)承擔(dān)著培養(yǎng)中學(xué)生工程思維的任務(wù)。

2項(xiàng)目教學(xué)法與工程思維的培養(yǎng)

工程具有不同于科學(xué)、技術(shù)的本質(zhì)特征， 它是一種造物實(shí)踐。工程思維的培養(yǎng)，必須依靠系統(tǒng)的實(shí)踐活動(dòng)，將工程思維的培養(yǎng)貫穿實(shí)踐活動(dòng)始終。麻省理工學(xué)院等四所工科院校于2004年創(chuàng)立的CDIO模式成就斐然。CDIO模式把工程活動(dòng)的完整周期劃分為“構(gòu)思——設(shè)計(jì)——實(shí)施——運(yùn)行”四個(gè)階段，要求以貫徹和落實(shí)這個(gè)全生命周期過(guò)程為工程教育改革 的核心內(nèi)容。雖然在CDIO模式中沒(méi)有明確使用“工程思維”這個(gè)概念，但就其具體內(nèi)容而言，它已經(jīng)在實(shí)際上通過(guò)闡述“構(gòu)思——設(shè)計(jì)——實(shí)施——運(yùn)行”四個(gè)階段而“全面”涉及了工程思維的內(nèi)容。

項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施時(shí)，教師將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過(guò)該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過(guò)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。這一過(guò)程與CDIO模式中“構(gòu)思——設(shè)計(jì)——實(shí)施——運(yùn)行”的流程非常吻合。項(xiàng)目教學(xué)法從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合應(yīng)用，非常適合對(duì)學(xué)生工程思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

3如何基于通用技術(shù)教學(xué)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生工程思維

在教學(xué)中，發(fā)揮項(xiàng)目教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，以項(xiàng)目貫穿教學(xué)內(nèi)容，是現(xiàn)階段通用技術(shù)最常用的教學(xué)方法。項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程本身就是一個(gè)系統(tǒng)的工程，包含了工程設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌、規(guī)劃、實(shí)施。因此，基于項(xiàng)目開(kāi)展通用技術(shù)教學(xué)，可以將工程思維的培養(yǎng)貫穿始終。此外，好的教學(xué)項(xiàng)目，可以避免學(xué)生單一的技能訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生共通能力的發(fā)展。

適于培養(yǎng)學(xué)生工程思維的項(xiàng)目應(yīng)具備如下特點(diǎn)：

3.1項(xiàng)目應(yīng)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和價(jià)值

工程思維是面向現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的，以實(shí)現(xiàn)并物化某種預(yù)期設(shè)想，設(shè)計(jì)、籌謀、構(gòu)建并物化理想性的人工系統(tǒng)。因此，為學(xué)生設(shè)計(jì)解決真實(shí)問(wèn)題的項(xiàng)目，選擇具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值、可實(shí)踐的項(xiàng)目，才有可能培養(yǎng)真正的工程思維。同時(shí)，將學(xué)生投入到“真實(shí)問(wèn)題”的解決中，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣。

3.2項(xiàng)目的實(shí)施應(yīng)需要學(xué)生的權(quán)衡和統(tǒng)籌

工程思維需要在真實(shí)的系統(tǒng)工程中培養(yǎng)，理想狀態(tài)的設(shè)定不利于工程思維中統(tǒng)籌性和規(guī)劃性思維的培養(yǎng)。通用技術(shù)教學(xué)項(xiàng)目，應(yīng)選擇需要學(xué)生統(tǒng)籌、權(quán)衡和作出選擇的項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，為學(xué)生設(shè)定成本、功能、環(huán)境等多方面的限定條件，學(xué)生在限定條件下、根據(jù)自己的目的，選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)結(jié)果，有助于工程以最小的成本、代價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)獲得最大的收益（ 效率、效益與效力），是項(xiàng)目取得實(shí)效性的客觀要求與根本保證。有利于學(xué)生工程思維的培養(yǎng)。

3.3項(xiàng)目的成果應(yīng)是開(kāi)放的、多元的

工程思維則是一種殊相思維， 它與具體的“個(gè)別對(duì)象”聯(lián)系在一起， 有很強(qiáng)的“情景依賴性”。任何工程項(xiàng)目都是“唯一對(duì)象”或“一次性的”，通用技術(shù)項(xiàng)目的每一項(xiàng)學(xué)生成果，也都是“獨(dú)一無(wú)二”的。

教師設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)為學(xué)生成果的差異性提供空間，使項(xiàng)目的結(jié)果指向于多元化的學(xué)生成果。學(xué)生在實(shí)施之初，應(yīng)有明確的目的，在這一目的指導(dǎo)下，完成與眾不同的成果。評(píng)價(jià)成果的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目標(biāo)達(dá)成情況。

3.4項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程兼顧其他核心素養(yǎng)

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，是以工程思維貫穿始終，在不同階段突出培養(yǎng)各方面核心素養(yǎng)的過(guò)程。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期，學(xué)生需要在目標(biāo)指導(dǎo)下、進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以圖樣表達(dá)的形式展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐和制作，發(fā)展自己的物化能力。因此，完整的項(xiàng)目式教學(xué)，工程思維的培養(yǎng)與其他方面的核心素養(yǎng)培養(yǎng)是滲透在一起的。

3.5項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)具有科學(xué)性和藝術(shù)性

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程不僅是工程思維培養(yǎng)的過(guò)程，同時(shí)也是學(xué)生科學(xué)思維、藝術(shù)思維發(fā)展的過(guò)程：設(shè)計(jì)的原理，需要遵循科學(xué)性原則;項(xiàng)目實(shí)施中，需要綜合運(yùn)用多學(xué)科科學(xué)知識(shí);成果的設(shè)計(jì)中，處處體現(xiàn)審美意識(shí)，工程造物應(yīng)該是符合審美訴求的。工程活動(dòng)應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的藝術(shù)性與創(chuàng)造性思維。

4結(jié)語(yǔ)

工程思維與其他思維方式（ 科學(xué)思維、技術(shù)思維等）有截然不同的思維特征與特殊要求，通用技術(shù)教學(xué)中，需要特別關(guān)注工程思維的培養(yǎng)。同時(shí)，工程思維的特點(diǎn)決定它可以作為一條學(xué)生培養(yǎng)的主線，貫穿于技術(shù)意識(shí)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)、物化能力培養(yǎng)過(guò)程中。

項(xiàng)目式教學(xué)，在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過(guò)程成為一個(gè)學(xué)生參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，理解教學(xué)內(nèi)容，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想和方法。項(xiàng)目綜合性強(qiáng)、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，選擇合適的項(xiàng)目，可以助力學(xué)生工程性思維的培養(yǎng)。

通用技術(shù)教師理解工程活動(dòng)的價(jià)值和地位、理解工程思維的復(fù)雜性、系統(tǒng)性、等特點(diǎn);將工程思維貫穿應(yīng)用于課程的設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)反思過(guò)程，應(yīng)成為通用技術(shù)教學(xué)研究的重點(diǎn)之一。

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