行知思想對通用技術(shù)教學(xué)中項目活動學(xué)習(xí)的價值

陳麗娟

（如皋市通用技術(shù)教育實驗學(xué)校，江蘇 如皋 226500）

0 引言

項目活動教學(xué)作為通用技術(shù)課堂中一種全新探索的教學(xué)方式，在很多方面沿襲和運用了陶行知先生的教育思想。 陶行知先生的“教學(xué)做合一” “生活即教育” 對教學(xué)模式探究呈現(xiàn)多樣化發(fā)展具有一定的指導(dǎo)作用。 當(dāng)前及今后的教學(xué)模式發(fā)展是教育走向個性化、 尊重學(xué)生個性發(fā)展和其主體地位的重要表征，項目活動教學(xué)方式的改變要尊重教學(xué)模式的開放性，而開放性決定了課堂教學(xué)改革應(yīng)給予教學(xué)模式一定的彈性空間，而不要只拘泥于操作性的、模式性的東西。同時，課堂教學(xué)的個性化改革也要基于教師和學(xué)生的實際需求。

通用技術(shù)學(xué)科教學(xué)過程中的項目活動學(xué)習(xí)，以小組為單位，一個組3～4人，團(tuán)隊中的成員需分工明確，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)準(zhǔn)備教學(xué)項目任務(wù)單、項目學(xué)習(xí)過程中用到的學(xué)習(xí)材料。 學(xué)生需要將任務(wù)單上的知識點進(jìn)行解讀，并且先進(jìn)行問題的討論，然后進(jìn)行操作實踐，實踐過程中遇到的問題教師根據(jù)學(xué)生的情況給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

1 課堂項目活動教學(xué)過程以“機(jī)器人智能搬運”為例

1.1 以“陶”為眼，增加師生的互動

機(jī)器人教學(xué)與傳統(tǒng)講授式的教學(xué)方法相比，有很多不同之處，多采用以學(xué)生為主體的操作體驗式項目教學(xué)，小組分工合作，教師通過觀察及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)操作過程中出現(xiàn)的問題。 每解決一個問題都會給學(xué)生帶來一定的成就感，從某種程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，不同小組的任務(wù)完成情況，在時間上也給不同學(xué)生帶來更多的創(chuàng)作學(xué)習(xí)空間。

1.2 以“教學(xué)做合一”為法，提高合作探究能力

1.2.1 項目活動介紹

搬運機(jī)器人是近代自動控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項高新技術(shù)，涉及力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓氣壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)體系中的重要組成部分。 它的優(yōu)點是可以通過編程完成各種預(yù)期的任務(wù)， 在自身結(jié)構(gòu)和性能上有了人和機(jī)器的各自優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)了人工智能和機(jī)器人的適應(yīng)性。

課程設(shè)置這一項目，其一是讓學(xué)生了解當(dāng)代機(jī)器人在工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展，理解搬運機(jī)器人的一般工作原理； 其二是通過自己設(shè)計編程制作搬運機(jī)器人，理解傳感器的工作原理，掌握程序的設(shè)計思想，并且使機(jī)器人能完成簡單的項目任務(wù)。

1.2.2 項目活動教學(xué)過程

（1）提出問題——教中學(xué)，激發(fā)求知欲

陶行知認(rèn)為，“活的教育”要按照學(xué)生的心理來進(jìn)行[1]。結(jié)合《技術(shù)與設(shè)計1》中學(xué)習(xí)過的技術(shù)的概念與作用，機(jī)器人作為一個新技術(shù)的出現(xiàn)，從某種程度上保護(hù)了人、解放了人，延伸了人的活動空間。 首先讓學(xué)生能實現(xiàn)已學(xué)知識的遷移， 然后結(jié)合學(xué)生發(fā)展的特點，提出學(xué)生在生活中喜聞樂見的事情， 激起他們的興趣，如讓學(xué)生觀看快遞分揀快遞包的視頻，快遞在生活中是經(jīng)常出現(xiàn)的東西，但在這個過程中到底是通過人工還是機(jī)器人分揀搬運的，這個問題一定會激起學(xué)生的興趣。

（2）分析問題——學(xué)中思，提升創(chuàng)新能力

“知行合一”思想指導(dǎo)著學(xué)生進(jìn)行自主探究，提高了學(xué)習(xí)的主動性以及創(chuàng)新能力。 機(jī)器人搬運過程中知識點的運用、傳動結(jié)構(gòu)的搭建以及不同動作對不同傳感器的運用都要求學(xué)生進(jìn)行全面的分析與設(shè)計。

活動一：結(jié)構(gòu)的搭建與設(shè)計

機(jī)械傳動中，形狀、結(jié)構(gòu)、材料都是千變?nèi)f化的，但課堂教學(xué)中給學(xué)生的材料是固定的， 主要在形狀、結(jié)構(gòu)上要做一定的創(chuàng)新設(shè)計。 但在整個設(shè)計過程中，學(xué)生需要做到理清主次、統(tǒng)籌兼顧，在繪制草圖的基礎(chǔ)上能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合的分析，以及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與完善。

活動二：程序的設(shè)計

傳感器可以幫助機(jī)器人識別環(huán)境中的變化量，但是只有傳感器還不行，機(jī)器人還需要有智慧。 這個智慧就需要人與機(jī)器人之間的語言來完成， 這個語言就是機(jī)器人的編程語言，有了編程語言寫出的程序，才能夠讓機(jī)器人與硬件之間建立連接協(xié)調(diào)工作，但在程序語言編寫之前，首先得完成流程圖的設(shè)計，在這一基礎(chǔ)上編寫出來的程序才能寫入機(jī)器進(jìn)行運行調(diào)試。

目前課堂教學(xué)中采用的是可視化的編程語言，相對來說比較容易理解， 學(xué)生通過之前觀看的視頻對搬運的整個過程進(jìn)行動作分解， 對分解的動作運用流程圖設(shè)計的規(guī)范要求， 一步一步引導(dǎo)學(xué)生把流程圖畫出。

整個搬運程序編寫的過程中，涉及的點如下：循跡→傳感器的選擇→搬運→調(diào)頭→循跡， 難點是對循環(huán)以及尋跡的理解， 這兩點是保證機(jī)器人能搬運的前提。

循環(huán)概念的理解主要是通過實例，學(xué)生自己完成一個機(jī)器人沿正方形運動軌跡的程序，編寫好后運行程序，思考程序編寫過程中對于相同的操作有無其他的替代辦法，以及如何降低程序的冗余性，引出循環(huán)的概念。

循跡這個詞對于未接觸過機(jī)器人的學(xué)生有點陌生，所以想要讓學(xué)生理解清楚這個概念，不僅涉及對字面意思的理解，還有技術(shù)層面的理解。 機(jī)器人完成循跡的前提是要有結(jié)構(gòu)設(shè)計分析和算法分析，這些任務(wù)的完成要借助光電傳感器，光電傳感器首先要檢測到環(huán)境中的光的值，這個值學(xué)生理解起來有一定的難度，因為它并不是一個固定的值，它會隨著環(huán)境光的影響有一定的改變，這一點在讓學(xué)生利用光電傳感器檢測的過程中，學(xué)生就可能發(fā)現(xiàn)。 所以可能通過計算算出黑、白的中間值，因為越黑的地方測出的值越小，越亮的地方測出的值越大，所以大于中間值的認(rèn)為是白色，小于中間值的認(rèn)為是黑色。 機(jī)器人其實是在邊走邊“觀察”地面的情況，整個過程其實就是通過機(jī)器人的身體扭動去尋找光值的過程。

（3）解決問題——做中學(xué)，加強(qiáng)實踐操作

理解以上的重難點就是利用設(shè)計好的流程圖進(jìn)行程序的編寫，程序?qū)懲旰蟮臏y試運行也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，通過這一環(huán)節(jié)可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到只有不斷地實踐，才能找到解決問題的方法，從“做中學(xué)”，利用多途徑去解決問題，打破傳統(tǒng)思維去思考問題。

（4）綜合評價——“教學(xué)做合一”成果展示

根據(jù)《普通高中通用技術(shù)（2017年版）課程標(biāo)準(zhǔn)》要求，評價要注重學(xué)科特征與學(xué)生特點的關(guān)系，技術(shù)經(jīng)驗的建構(gòu)、技術(shù)與工程思維的形成以及技術(shù)文化的融入，所以整個評價過程以成果展示為基礎(chǔ)，以“創(chuàng)造教育”為原則評價學(xué)習(xí)成果，重在促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，現(xiàn)將搬運機(jī)器人課堂教學(xué)實踐評價做以下總結(jié)：

整個教學(xué)過程以上述項目活動的形式呈現(xiàn)，最終以機(jī)器人能否把球搬運起來為最終結(jié)果，其中在實踐的過程中除了程序的編寫設(shè)計，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)， 也是創(chuàng)作創(chuàng)新的一個重要體現(xiàn)，球能否準(zhǔn)確搬運，除了與編寫的程序有關(guān)，與機(jī)械結(jié)構(gòu)也有密切的關(guān)系，所以整個評價過程中對作品的展示采用量化評價。