基于概念建構(gòu)的通用技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] G634.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)] 1674-6058（2025）17-0095-04

學(xué)科大概念是學(xué)科知識(shí)中更為本質(zhì)和核心的概念或思想[1]?！缎掳嬲n程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)：高中通用技術(shù)》提出，要從技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，用“大概念\"整合學(xué)習(xí)內(nèi)容的方式來提高學(xué)生運(yùn)用技術(shù)原理解決技術(shù)問題的能力[2]。

基于此，本文以蘇教版通用技術(shù)必修教材《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》中“系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)”單元的“系統(tǒng)及其特性”為例，從技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，通過明確核心概念、梳理概念層級(jí)、科學(xué)分析學(xué)情、確定教學(xué)策略四個(gè)步驟，將系統(tǒng)概念拆分為判定、特性、表現(xiàn)三部分。據(jù)此選取1個(gè)概念現(xiàn)實(shí)原型、5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、5個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，并配合“一個(gè)教具貫穿、兩個(gè)情境調(diào)動(dòng)、一個(gè)伏筆銜接\"的教學(xué)策略，完成基于概念建構(gòu)的通用技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、基于概念建構(gòu)的通用技術(shù)教學(xué)步驟

步驟一：明確核心概念

“系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)\"單元包含“系統(tǒng)及其特性”“系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)”三部分。課標(biāo)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)能從技術(shù)應(yīng)用角度理解系統(tǒng)的概念，掌握系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的基本方法，形成初步的“工程思維”2]。該單元涵蓋系統(tǒng)的概念定義、系統(tǒng)的判定條件、系統(tǒng)的特性及系統(tǒng)分析、優(yōu)化與設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容。這是一個(gè)從簡單到復(fù)雜、從理論到實(shí)踐的知識(shí)技能與素養(yǎng)建構(gòu)的過程，其建構(gòu)基礎(chǔ)凝練在“系統(tǒng)\"這個(gè)高度形式化，兼具認(rèn)識(shí)論和方法論，普適性極強(qiáng)的核心概念上[]，如圖1所示。

圖1“系統(tǒng)\"核心概念

步驟二：梳理概念層級(jí)

系統(tǒng)的概念源于社會(huì)實(shí)踐，教材表述為“系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干要素或部分組成的有機(jī)整體”。其中，“若干\"指兩個(gè)或兩個(gè)以上，“要素\"指必要元素。要素組成的整體具有各要素不具備的功能，要素間相互聯(lián)系、相互作用，這一特性構(gòu)成系統(tǒng)的基本思想，具體表現(xiàn)為整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性?；诖耍蓮募夹g(shù)應(yīng)用的角度將系統(tǒng)的概念拆分為四個(gè)部分，按逐階推進(jìn)的四個(gè)步驟進(jìn)行講授：（1）“系統(tǒng)判定\"部分：什么是系統(tǒng)？（系統(tǒng)是由若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體）（2）“系統(tǒng)特性”部分：系統(tǒng)的要素或部分之間存在什么關(guān)系？（系統(tǒng)的要素或部分之間存在著相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的關(guān)系）（3）“系統(tǒng)表現(xiàn)\"部分：系統(tǒng)特性的具體表現(xiàn)是什么？（整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性）（4）“系統(tǒng)分析優(yōu)化\"部分：如何進(jìn)行系統(tǒng)的分析與優(yōu)化？如此，本單元所有學(xué)習(xí)內(nèi)容均從系統(tǒng)概念引申而出。

步驟三：科學(xué)分析學(xué)情

通過學(xué)情分析與教學(xué)反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)通用技術(shù)概念時(shí)存在兩難：

一是理論學(xué)習(xí)難?！跋到y(tǒng)”是普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的八大學(xué)習(xí)領(lǐng)域之一，對學(xué)生發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)意義重大。然而，通用技術(shù)為非高考科目，學(xué)生對技術(shù)理論學(xué)習(xí)不夠重視，積極性不高。

二是知識(shí)應(yīng)用難?，F(xiàn)代化技術(shù)產(chǎn)品復(fù)雜，與教材中抽象的原型概念難以完全對應(yīng)，進(jìn)一步增大了應(yīng)用難度。

因此，在以概念建構(gòu)為主線開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，一方面要選取貼近學(xué)生生活的案例，強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)的重要性；另一方面要選取典型的概念現(xiàn)實(shí)原型，幫助學(xué)生建構(gòu)概念的基礎(chǔ)表象，引導(dǎo)學(xué)生抽象、概括概念本質(zhì)[4]。課堂上，要營造輕松活潑的學(xué)習(xí)氛圍，理論講授要“深人淺出”，實(shí)踐活動(dòng)要“貼切有趣”“重點(diǎn)突出”，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解概念的產(chǎn)生和發(fā)展，掌握其特征、性質(zhì)及規(guī)律，學(xué)會(huì)運(yùn)用概念進(jìn)行思維與實(shí)踐。

步驟四：確定教學(xué)策略

本節(jié)課選用僅含6個(gè)零件的飛機(jī)模型作為概念原型教具，以“討論（新課導(dǎo)人）一學(xué)習(xí)（生成概念）一探究（發(fā)現(xiàn)特性規(guī)律）一鞏固延伸（深化理解）一拓展運(yùn)用（知識(shí)遷移）\"5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)為主線。通過飛機(jī)拆解、筆筒設(shè)計(jì)、飛機(jī)安裝、臺(tái)燈檢查、網(wǎng)購設(shè)計(jì)這5個(gè)層層遞進(jìn)的技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)來建構(gòu)知識(shí)。同時(shí)，運(yùn)用“一個(gè)教具貫穿知識(shí)，兩個(gè)情境調(diào)動(dòng)情緒，一個(gè)伏筆銜接\"的教學(xué)策略，突破學(xué)生的“兩難”問題。

1.一個(gè)教具貫穿知識(shí)

以僅含6個(gè)零件的飛機(jī)模型為核心教具貫穿概念學(xué)習(xí)：拆解飛機(jī)以生成系統(tǒng)概念，安裝飛機(jī)以探究系統(tǒng)特性，設(shè)計(jì)飛機(jī)網(wǎng)購方案以剖析系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制。

2.兩個(gè)情境調(diào)動(dòng)情緒

情境1：有獎(jiǎng)答題情境。

創(chuàng)設(shè)有獎(jiǎng)答題情境，將飛機(jī)安裝包設(shè)為獎(jiǎng)品，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

情境2：認(rèn)知沖突情境。

給飛機(jī)零件設(shè)置故障，使學(xué)生無法順利完成安裝，制造認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生分析故障并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)特性。

3.一個(gè)伏筆銜接

課堂發(fā)放的“飛機(jī)安裝包\"獎(jiǎng)品，將作為后續(xù)“系統(tǒng)分析\"\"系統(tǒng)優(yōu)化\"章節(jié)的教學(xué)教具，為學(xué)生學(xué)習(xí)埋下伏筆。

二、基于概念建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放視頻：展示尼日利亞航空因飛機(jī)輪胎失壓造成的重大飛行事故。

教師提問：請討論事故原因是什么，以及如何避免類似事件發(fā)生。

學(xué)生回答：事故原因包括輪胎失壓、維修工程師不作為、項(xiàng)目經(jīng)理堅(jiān)持讓故障飛機(jī)起飛、駕駛員警覺度低、飛機(jī)設(shè)計(jì)存在缺陷等?？赏ㄟ^加強(qiáng)溝通等方式避免類似事件發(fā)生。

教師總結(jié)：這是一起由安全觀念淡薄、管理維護(hù)混亂、安全設(shè)計(jì)缺陷、駕駛員警覺度低等錯(cuò)綜復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的“系統(tǒng)性\"問題引發(fā)的事故。事故背后的每個(gè)人，從各自角度做出的決定都有一定合理性，但這些決定的疊加導(dǎo)致了嚴(yán)重后果。在現(xiàn)實(shí)生活中，由于每個(gè)人的立場、經(jīng)驗(yàn)、思維模式不同，認(rèn)知局限性成為人類思考和決策過程中不可避免的問題。因此，學(xué)會(huì)運(yùn)用“系統(tǒng)”的思想方法，即全面、聯(lián)系、辯證地分析和解決問題，具有重要意義。為鼓勵(lì)大家充分討論與積極思考，本節(jié)課老師為勇于表達(dá)的同學(xué)準(zhǔn)備了獎(jiǎng)品，期待大家的精彩發(fā)言。

設(shè)計(jì)意圖：播放尼日利亞航空事故視頻，呈現(xiàn)復(fù)雜事故場景，凸顯學(xué)習(xí)系統(tǒng)思想的重要性，使學(xué)生直觀感受系統(tǒng)性問題的影響。組織學(xué)生討論事故原因及避免方法，激發(fā)其好奇心，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，設(shè)置獎(jiǎng)品激勵(lì)勇于表達(dá)的同學(xué)，營造有獎(jiǎng)互動(dòng)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生深入思考并運(yùn)用系統(tǒng)思想分析問題。

環(huán)節(jié)二：解構(gòu)系統(tǒng)，精準(zhǔn)把握概念

1.設(shè)問探究，深挖概念關(guān)鍵

開展討論：生活中存在哪些系統(tǒng)？它們有無共性？教材中系統(tǒng)概念如何表述，為什么要這樣表述，有哪些關(guān)鍵字詞，其意義是什么？

學(xué)生回應(yīng)：生活處處有系統(tǒng)，其構(gòu)成復(fù)雜。系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。該概念高度抽象地概括了系統(tǒng)的特點(diǎn)。

2.拆解示例，明晰系統(tǒng)判定與特性[活動(dòng)一]拆解飛機(jī)模型，分析系統(tǒng)構(gòu)成。

教師：為了幫助大家更好地理解系統(tǒng)的概念，我將系統(tǒng)概念拆分為兩部分進(jìn)行講解。一部分是“系統(tǒng)是由若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體”，這可用于系統(tǒng)判定；另一部分是“系統(tǒng)的要素或部分之間存在著相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的關(guān)系”，這體現(xiàn)了系統(tǒng)特性。

教師：現(xiàn)在請大家觀察我手中的小飛機(jī)。如果將小飛機(jī)視為一個(gè)系統(tǒng)，“飛行\(zhòng)"就是它的特定功能，必要的零件則是系統(tǒng)的要素，這些零件組成整體來實(shí)現(xiàn)飛行功能，而且整體中部分零件還承擔(dān)著次要功能，比如動(dòng)力部分和機(jī)翼部分。我們可用以下方法來判斷一個(gè)事物是否為系統(tǒng)： ① 要有兩個(gè)及以上要素或部分； ② 這些要素或部分要形成一個(gè)有機(jī)整體； ③ 要素或部分的功能與整體功能不同。另外，如果系統(tǒng)的某個(gè)部分也符合上述判定條件，那它就是子系統(tǒng)，像小飛機(jī)的動(dòng)力部分和機(jī)身部分就是子系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)意圖：通過以生活中系統(tǒng)相關(guān)討論設(shè)問，激活學(xué)生舊知，激發(fā)其思考。借助拆解飛機(jī)模型活動(dòng)，拆解闡述系統(tǒng)概念，讓學(xué)生直觀明晰系統(tǒng)判定與特性，精準(zhǔn)把握系統(tǒng)概念，實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)。

環(huán)節(jié)三：探究系統(tǒng)，明晰特性

[活動(dòng)二]設(shè)計(jì)創(chuàng)意筆筒。

教師：觀察筆筒，判斷其是否為系統(tǒng)。若是，寫出其要素、部分、特定功能與整體。以筆筒、飛機(jī)為元素設(shè)計(jì)創(chuàng)意筆筒，并將相關(guān)信息填人導(dǎo)學(xué)案。

教師追問：若設(shè)計(jì)為飛機(jī)裝飾筆筒或可飛行筆筒，要素、部分和特定功能有什么不同？

學(xué)生：不同設(shè)計(jì)的特定功能決定要素差異。飛機(jī)裝飾筆筒中飛機(jī)僅作裝飾，可飛行筆筒則需飛機(jī)具備載物飛行功能。

設(shè)計(jì)意圖：借助創(chuàng)意筆筒設(shè)計(jì)拓展學(xué)習(xí)思路，鞏固對系統(tǒng)概念內(nèi)涵的理解，為學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性及系統(tǒng)表現(xiàn)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。

[活動(dòng)三]布置飛機(jī)安裝任務(wù)，安裝飛機(jī)模型

教師：打開零件包安裝飛機(jī)模型并試飛，若遇到問題，分析影響飛機(jī)運(yùn)行的因素。

學(xué)生：飛機(jī)飛不起來，存在橡皮筋斷影響螺旋槳運(yùn)行、機(jī)翼損壞、尾鉤斷裂影響橡皮筋安裝等問題。

教師總結(jié)：這些問題表明系統(tǒng)的要素或部分是一個(gè)有機(jī)整體，相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要基于“整體性”“相關(guān)性”“目的性”，針對“動(dòng)態(tài)性\"\"環(huán)境適應(yīng)性\"進(jìn)行設(shè)計(jì)，以減少故障、延長壽命。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生完成安裝、試飛任務(wù)并遭遇失敗，制造認(rèn)知沖突。通過分析失敗原因，引導(dǎo)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”系統(tǒng)特性，制造懸念、激發(fā)思考，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，加深對系統(tǒng)特性及其設(shè)計(jì)表現(xiàn)的理解。

環(huán)節(jié)四：研析臺(tái)燈，拓展延伸

[活動(dòng)四]臺(tái)燈故障分析。

教師：以臺(tái)燈為例，說說它在動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性方面做了哪些設(shè)計(jì)？

學(xué)生：“動(dòng)態(tài)性”體現(xiàn)在系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)變化中，如臺(tái)燈零件會(huì)老化、磨損，且不同人群、場景和時(shí)代對桌面照明系統(tǒng)需求不同，需關(guān)注系統(tǒng)現(xiàn)狀與變化發(fā)展、掌握規(guī)律，所以市場上有多種類型臺(tái)燈?！碍h(huán)境適應(yīng)性”指系統(tǒng)要適應(yīng)環(huán)境變化才能發(fā)揮作用、保證發(fā)展。臺(tái)燈設(shè)計(jì)上增加材料強(qiáng)度、做防銹處理、設(shè)計(jì)塑料護(hù)套等，都是為了保證系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)置技術(shù)“變式”，引導(dǎo)學(xué)生通過技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐驗(yàn)證，培養(yǎng)知識(shí)應(yīng)用能力。

環(huán)節(jié)五：遷移應(yīng)用，提升素養(yǎng)

[活動(dòng)五]網(wǎng)購系統(tǒng)分析。

1.組織討論

教師：飛機(jī)模型網(wǎng)絡(luò)銷量不佳，請大家運(yùn)用系統(tǒng)方法分析如何提升銷量。

學(xué)生：從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品包裝、銷售方式、附加價(jià)值等方面提出建議。

2.布置作業(yè)

教師分發(fā)飛機(jī)模型安裝包，要求學(xué)生安裝飛機(jī)模型后，運(yùn)用系統(tǒng)方法對飛機(jī)模型的銷量進(jìn)行分析并撰寫銷售策劃書。

教師：大家針對提高飛機(jī)模型網(wǎng)絡(luò)銷量提出了多種看法，哪種方法更能解決當(dāng)前問題？

（學(xué)生討論）

教師總結(jié)：面對生活中的種種問題，我們常依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)做出決策，但復(fù)雜問題用經(jīng)驗(yàn)決策易失誤，需采用科學(xué)決策[5]。系統(tǒng)分析是實(shí)施科學(xué)決策的一般工作步驟，包括明確問題，設(shè)立目標(biāo)；收集資料，制定方案；分析計(jì)算，評價(jià)比較；檢驗(yàn)核實(shí)，做出決策。

銷售策劃書撰寫要求：以提高飛機(jī)模型銷量為目標(biāo)，依據(jù)系統(tǒng)分析步驟分析問題、提出解決方法并撰寫。

設(shè)計(jì)意圖：由飛機(jī)小系統(tǒng)拓展至網(wǎng)購大系統(tǒng)，歸納提煉系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的一般方法，幫助學(xué)生樹立系統(tǒng)思想。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課呈現(xiàn)了高中通用技術(shù)理論教學(xué)中，設(shè)計(jì)以概念建構(gòu)為主線的技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)課堂的思路，旨在達(dá)成課標(biāo)要求，即讓學(xué)生從技術(shù)應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的概念，掌握系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本方法，形成初步的工程思維。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)涵蓋教學(xué)主線設(shè)計(jì)與教學(xué)策略設(shè)計(jì)兩部分。

首先，開展“明確核心概念，梳理概念層級(jí)”工作，確立所要講解的核心概念。選取具有代表性的概念現(xiàn)實(shí)原型，設(shè)計(jì)問題串，結(jié)合知識(shí)遷移與技術(shù)應(yīng)用活動(dòng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)原型中發(fā)現(xiàn)概念本質(zhì)，完成教學(xué)主線設(shè)計(jì)。

其次，進(jìn)行學(xué)情分析，以確定教學(xué)策略。針對學(xué)生“兩難\"學(xué)情，教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：

（一）立足最近發(fā)展區(qū)，依托舊經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)新知識(shí)

學(xué)生對“系統(tǒng)”不陌生，在生活中積累了諸多關(guān)于“選擇”與“決策”的經(jīng)驗(yàn)，但未提煉出清晰、完整、抽象的系統(tǒng)概念，也未掌握系統(tǒng)分析及科學(xué)決策的方法。因此，選擇飛機(jī)模型、筆筒、臺(tái)燈、網(wǎng)購系統(tǒng)等與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)資源，有助于在舊經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識(shí)，形成完整概念，提煉具體方法，培養(yǎng)工程思維。

（二）引導(dǎo)學(xué)生在“做”中領(lǐng)悟技術(shù)原理

將“做中學(xué)”理念融入課堂內(nèi)外，讓學(xué)生在實(shí)踐中領(lǐng)悟技術(shù)原理，提升綜合素養(yǎng)。

（三）合理開展“游戲化”教學(xué)設(shè)計(jì)

將課堂討論轉(zhuǎn)化為“有獎(jiǎng)答題”，實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成“學(xué)習(xí)的圈套”，作業(yè)布置為“模型改造”。此設(shè)計(jì)可打破沉悶的課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生更好地投入課堂學(xué)習(xí)。

總之，開展基于概念建構(gòu)的通用技術(shù)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)從技術(shù)應(yīng)用的角度出發(fā)，靈活運(yùn)用四步建構(gòu)概念。精選核心概念的現(xiàn)實(shí)原型，借助典型技術(shù)案例展現(xiàn)概念的外延與發(fā)展脈絡(luò)，讓學(xué)生在實(shí)踐驗(yàn)證中培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力，而非向?qū)W生灌輸機(jī)械僵化的理論知識(shí)，以助力學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 黃春香）