通用技术教学中的创客教学实践研究    ——以自动升旗简易控制装置的设计为例

发表时间:2020/12/10   来源:《中国教师》2020年9月第25期   作者: 李海云
[导读] 近五年来,我国的创客教育发展迅速,越来越多的教育工作者开始意识到创客教育在培养学生方面的重要意义
 
        李海云
        (南宁市邕宁高级中学,广西 南宁 530299)
        摘要:近五年来,我国的创客教育发展迅速,越来越多的教育工作者开始意识到创客教育在培养学生方面的重要意义。但从宏观的角度来说,许多学校存在有技术、无课程;有设备,少教师;有空间,缺使用的现状。而从微观的角度上来说,很多学校的创客教学活动只是单纯的让学生进行模仿与操作,从而忽视对学生创新能力的培养,这种离开课程而谈创客教育就是一种本末倒置的做法。因此,本文主要以学科整合为课程设计理念,通过对自动升旗简易控制装置的设计研究,来探索通用技术教学中的创客教学。
        关键词:高中通用技术;创客教学;自动升旗简易装置;实践研究
        信息技术的应用加速现代教育的高速发展,人们开始将互联网、云平台、开源软硬件等新技术与教育进行深度融合,使创客教育逐渐得到教育领域的认可和推进。因此,开展创客教育以培养创造性人才是学校当前必须要实施的目标。那么如何才能够有效的将创客教学的思想融入到实际的通用技术课程中呢?本文以自动升旗简易控制装置的设计为例展开探究,从而有效的加强创客教学与通用技术之间的融合。
        一、创客教学实践在通用技术教学中的意义
        (一)创客教学在通用技术教学中的特征
        “创客”这一理念起源于美国,主要通过创新、实践、共享、交流等方式培养学生的创新意识,这种理念能够把具有挑战的创意转变为现实。而对于创客教学中所需的创造力则是指个体解决问题或者看待事物时的表现,这种特性分别为:流畅、敏锐、变通、精进等,在综合上又可以表现为:知识、智力、能力等。事实上,根据通用技术的概念界定来说,创客教学是一种适应多元化发展的教学模式,主要通过整合学科知识与融合信息技术来使教育与实践之间进行有效融合,提高日常教学的效率。
        本文将创客教学运用于高中通用技术课程中,首先就是对通用技术的概念进行界定,接着从通用技术的课程性质、理念和课程等维度介绍相关的教学内容。最后,通过在通用技术课程中引导学生设计技术实践活动来构建相关的知识,强化学生手脑并用和发展学生的创造力。因此,创客教学的主要特征就是让所有学生在经历技术设计活动的全过程后,形成自己的技术意识,能够使用现代化技术与他人进行沟通和交流,从而提高自身的创造力。
        (二)创客教学实践应用在通用技术教学中的影响
        随着创客空间、智慧教室等多种教学模式出现后,越来越多的学校开始培养学生的创造性思维。“创客”这个词最早起源于美国,创客的“创”主要指创造,而“客”主要指从事某种活动的人,当创客文化与实际的教育进行有机结合,“创客教育”也随之产生。事实上,创客教育可以说是创客文化的传承,通过这种开放性、实践性的教育,能够让学生利用自己的想法去解决各种各样的问题,而不仅仅局限于传统的教材中。尤其针对通用技术这门课程来说,创客教育的出现主要对该学科产生了以下三方面的影响。
        其一,创客教育与通用技术教学的融合在一定程度上能激发学生的学习兴趣。任何一门学科的教学都对学生的发展起到关键性的作用,从实际的教学情况来分析,许多教师依旧采用传统的教育理念,对于一些相关设计的教学与制作,大多通过多媒体的形式来进行展示,从而让学生理解其中蕴含的知识点与技巧。但这种方式易致使学生形成机械化记忆,且缺少对实操性的体验和理解。而通过创客教学的方式开展通用技术教学活动,则能够有效的改善传统模式带来的弊端,帮助学生在亲身实践的过程中,发展自己的思维,在一些可行的技能培训中提高学生的创客能力,从而能够实现真正意义上的激发学生主动学习的意识,加强对通用技术学习的兴趣。
        其二,创客教育与通用技术教学的融合能够帮助学生发展自己的创造性思维。对于我国的创客教育来说,还处于起步的阶段,而将其运用到日常教学中,其目的就是为了能够让学生开拓自己的视野,学会尝试自己动手实践。虽然许多学生在日常的教学过程中所具有的创造力和创新能力方面还远远不足,但新的教育主要就是从学生的创新意识出发,通过对学生问题解决、创新精神等综合能力的培养来发展学生的创造性思维,从而更好提高自身的学习能力。尤其是针对高中阶段的学生来说,他们的逻辑思维能力与想象力已经发展到一定的阶段,更加有必要借助于新的教学方式或情境活动激发学生深层次的创造性思维。通过将创客教育融入到通用技术教学活动中,在一定程度上则是能够鼓励学生发挥自己的想象力,一方面能够理解技术性的知识,另一方面又可以发展学生的想象能力和创造思维,使学生更好的进行动手操作的实践,让知识能够渗透在实际的教学活动中,同时,也在动手操作的过程中强化学生的动手操作能力。
        其三,创客教育与通用技术教学的融合能够有效的创新教师日常的教学模式。在当代社会,只有把握好有效的技术内容和技巧,才能够帮助学生将这些知识与实际的生活进行相关联,从而更好的发展学生的创造性思维,立足科学、提升学生的人文素养。不仅如此,通用技术课程本身就是一种注重时代性、前沿性与技术性的学科,而教师在教学的过程中若依旧采用传统的教学形式,就会教学变得更加复杂,不但无法跟上时代的潮流,还会使学生失去学习的兴趣。除此之外,这种创客教学模式,对于教师来说也能够有效的改善教育理念,让更先进的技术能够把控好课堂教学的效率与质量,从而提高学生的创新思维。
        二、自动升旗控制简易控制装置设计的教学研究
        (一)通过对自动升旗系统设计的理念学习,增强学生的实践基础
        随着通用技术课程实践队伍的日益壮大,教师们认识到通用技术课程的开设具有重要的意义,同时期望将身边的教学器材融入于通用技术课程中,因此,具有良好操作性和较强可塑性的自动升旗控制简易装置的设计就被融入到实际的通用技术课程教学中。但从传统的教学情况来看并没有使学生掌握有效的理论基础,许多学生仅仅局限于表面的观点,甚至不懂得如何对实验进行操作。而创客教育的关键点,就是能够利用学校现有的创客空间,让学生能够参与进来,从而有效的提高自身的学习效率。因此,教师在教学的过程中,首先要能够把握好学生对自动升旗系统设计的理论学习,使其能够通过身边的控制系统实例,理解结构与设计、系统与设计、流程与设计、控制与设计在技术中的联系与应用。
        例如,教师首先可以引入与自动升旗系统设计相关的设计实例,通过分析太阳能上水系统和水塔自动上水系统的案例可以得知,其优点是简单易行,其不足点是容易出现忘记关上阀门的情况,造成浪费。

其次,通过案例的研究后,能够使学生了解被控制的对象,以及形成的原理,明确自动升旗系统设计的过程。紧接着,教师在利用多媒体、PPT中的图片及有关视频,为学生提供自动升旗系统的教学素材,让学生能够在不同的素材中充分理解该装置执行的具体流程。最后,利用学习的案例知识在自己的脑海中形成一套与自动升旗系统设计相关的实践概念及流程。通过这样的方式来进行相关的理论学习,能够有效促进学生对实践的认识,拓展自己的思维,提高自己的创造能力。
        (二)创设自动升旗控制装置教学情境模拟,激发学生的学习兴趣
        目前,国内大部分体育场、校园都缺少或没有远程智能化控制的颁奖国旗升降系统,然而颁奖国旗是进行重要比赛、特殊期间升国旗的必备设施。尤其针对我国教育的现状来说,许多学校在进行升国旗时,常常会出现国歌停了,国旗却还未升到最顶端的问题。而造成这样的原因则是由于人工不易控制升旗的速度,国歌与升旗时长不匹配而出现升国旗过快或过慢的现象。因而,教师在进行自动升旗控制装置的教学情境创设时,首先要能够基于一些实际性的问题,通过现实问题的提出来激发学生的学习兴趣,从而提高自身自主学习的能力。
        例如,教师可以通过引入多媒体的形式来进行视频的播放,那么首先教师需要对本校每一周的升旗内容进行剪辑,让学生能够在不同的升旗仪式中去观察升旗的实际情况以及存在的问题。通过视频,学生能够发现大多升旗仪式的国歌与升旗速度是无法匹配的,有时升旗的速度会过快,有时又会过慢。其次,教师就可以引导学生提出所要研究的问题是什么?从实际情况来分析,其一主要是升旗速度快慢的控制问题,其二是国旗上升的时间控制问题。总的来说,这就是一个转速控制和实践控制的问题。最后,在理清要研究的问题后,教师就可以引导学生明确设计控制的对象是什么?要达到怎样的控制效果?通过这样的方式开展教学活动,能够有效的促进学生的思考,清楚了解到本课所要控制的对象就是熟悉的国旗,而研究的目的也是为了能够让国旗在国歌播放的时间内,匀速地升到旗杆的顶端,不再出现过快或过慢的情况。从而真正意义上提高学生对通用技术学习的兴趣,提高其创造力思维的发展。
        (三)开展以学生为主的全员实践操作活动,提高学生的核心素养
        实践操作是创客教学的核心思想,通过实践的形式能够有效使学生了解相关的概念基础,提高自身的学习能力。但从传统的教学课堂情况来看,许多教师依旧采用传统的教学思想,仅仅通过“填鸭式”的教学模式来进行相关的理论学习,忽略了学生主体,从而导致学生没能从根本理解相关控制装置的运转知识。那么教师针对这种情况就应该改善自己传统的教育观点,能够跟上时代的潮流,引入创客教学,让学生能够在亲身实践的过程中去探究更多相关的知识信息。
        例如,头脑风暴是通用技术中最常使用的一种形式,也是创客理念中的一种,其主要的原理是通过引导学生的思维转动来营造有趣的教学环境。那么教师首先在实验前要能够对自动升旗装置的设计提出目标和要求:在国歌开始时,国旗上升,当国歌结束时,国旗能够升到旗杆的最顶端位置,该过程中要保证升旗速度均匀,控制精准。其次,教师就可以让全体学生主动开展相关的实践操作活动,利用相关的学具:控制器、电动机、传感器、拉绳、旗杆、滑轮等,组成一个自动升旗简易装置,进一步让学生体验结构的稳定器、系统的整体性、流程的环节和时序及控制的自动型。通过这样的方式来进行学生实践活动,在一定程度上能够培养学生的创新能力和创造意识,推动创客教育与通用技术的有效融合。
        (四)开启自主学习的项目化小组教学方式,发展学生的创新思维
        新时代的创客教育其目的就是为了能够让学生理解生活中常用知识的用途,并且能够正确认识技术与人们生活产生的变化及利弊,最终将这些知识合理的运用到生活中。而项目教学法则是基于创客教育理念下延伸出来的一种教育形式,主要是通过一个相对独立的项目,让学生以小组合作的形式展开自主探究,从而发展学生的学科核心素养。但在实际的教学过程中,由于每个人的经历不同,知识储备也会存在一定的差异。所以,教师就可以采用项目化小组合作的形式来进行通用技术教学工作,让学生能够在小组合作中发展自己的创造性思维,通过不断的分析和讨论,来确定最终学习的目标,发展创新思维。
        例如,在进行关于自动升旗简易装置学具的制作与实践时,教师就采取小组合作的观念来展开探究,通过自主性的项目化小组互动,来让学生对自己研究的自动升旗简易装置展开探究,挑选其中最合理的图纸和设计方案。但在实施的过程中,也需要注意的是,教师需要对学生进一步指导绘图方法,培养学生图样的表达素养。除此之外,教师可以在学生讨论的过程中确定若干小组进行实时展示,然后进行小组之间的相互评价,让学生在交流评价中体验自动控制系统设计、绘制草图、评价和优化改进的活动过程,从而真正初步掌握技术学习的方法和技术探究的方法,发展自身的创造性思维。
        三、结束语
        总而言之,创客教学是基于现代化教学的一种新模式,学生能够有效的通过动手实践的方式来了解自动升旗控制建议装置设计的基础知识。因此,这就要求教师在实际教学过程中,要能够结合有效的创客教学理念,通过对基础的理论学习,来引导学生掌握有效的操作方法,从而真正意义上使学生能够增强自身的实践基础,提高自身的自主学习意识,最终发展创新思维,提高学习的能力。
        
        参考文献
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        [5]章盛智,丛敏.创客教育与基于STEAM的通用技术项目教学融合探究[J].福建教育学院学报,2018,19(11):79-81.
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