一、工程思維作為(wei) 學科核心素養(yang) 在通用技術教學中的困難
《普通高中通用技術課程標準(2017年版)》(簡稱新課標)中首次將“工程思維”作為(wei) 學科核心素養(yang) 明確提出,改變了以往通用技術課程“工具化”臉譜明顯、缺乏思維內(nei) 涵的狀況,凸顯了通用技術課程所擔負的提高學生思維的學科使命,並與(yu) 科學思維並行,旨在使學生思維發展更加全麵、均衡。工程思維是以係統分析和權衡比較為(wei) 核心的籌劃性思維[1],其具有係統性、籌劃性、權衡性、容錯性、標準性、建模性等特征。工程思維貫穿於(yu) 設計製作全過程中,如果說技術意識是技術活動的起點的話,那麽(me) 工程思維就是技術活動的靈魂,它反映了學生思維發展和問題解決(jue) 能力。相對於(yu) 指向“唯一解”的科學思維,工程思維更注重發展學生在接近真實的工程情境中找到權衡妥協的“創新解”。然而,工程思維這樣一種“全新的”“具有靈魂地位的”學科核心素養(yang) 的落實卻在高中通用技術的教學中遇到了不小的困難。
1.受限於(yu) 教師對工程思維的理解
工程思維是2017年新課標提出的“新名詞”,相較於(yu) 創新設計、物化能力等學科核心素養(yang) 來說,一線教師對工程思維概念相對陌生,感到晦澀難懂,從(cong) 而產(chan) 生畏懼心理,在課堂教學中難免會(hui) “繞著走”,導致這個(ge) 核心素養(yang) 難以落實。
2.受限於(yu) 沒有可操作的和契合性強的工具 學生較難理解
從(cong) 工程思維的概念和特征不難看出,其在教學中比較抽象,尤其在教材的《係統及其設計》這個(ge) 單元,很多學校沿用教材中的案例進行教學分析,卻沒有任何可操作可實踐的載體(ti) ,教師往往陷入講授式的泥潭,不僅(jin) 使學生隻會(hui) 紙上談兵,教學效果不好;更重要的是,還會(hui) 帶給學生一種“錯覺”,即認為(wei) 實際的工程就是這麽(me) “簡單”,難以真正培養(yang) 學生的工程思維。
3.受限於(yu) 經費條件和有限的課時
工程實現是一個(ge) 複雜的過程,中學課堂與(yu) 實際的工程實現過程有很大差別。工程思維需要在工程實現的過程中經曆和體(ti) 會(hui) 才能真正獲得提升。一個(ge) 工程項目的生命周期要經過係統規劃、係統分析、係統設計、係統實施、運行維護幾個(ge) 階段。其中係統設計又包含整體(ti) 設計和詳細設計,這個(ge) 過程中含有大量的設計計算和方案驗證等工作。受到課時和中學生知識積累和認知水平的限製,這部分難以真正地在教學中展開。然而沒有設計數據的支持,設計方案總歸是空中樓閣。因此,迫切需要研究和思考學校進行工程思維教學的載體(ti) 和工具,使之能夠最大限度地承載教學內(nei) 容,同時又避開中學階段不需要學習(xi) 的內(nei) 容。個(ge) 別頂尖學校引入高校資源讓學生感受工程思維,但成本巨大,不是每個(ge) 普通學校都能借鑒的。若以一個(ge) 大的設計製作項目作為(wei) 載體(ti) 讓學生感受工程思維又會(hui) 增加本就不多的學科耗材經費,更會(hui) 讓本就不多的課時捉襟見肘。
二、運用仿真軟件破解難題的優(you) 勢
三、運用仿真軟件培養(yang) 學生工程思維的教學實踐
四、結語
筆者運用兩(liang) 款成本低、易上手、學生感興(xing) 趣的仿真軟件,將學生帶入近似真實的工程情境中,讓學生在簡單建模過程中感受權衡比較、掌握係統分析的工程思維方法,教學效果比單一的講授式教學好很多,真正激發了學生主動學習(xi) 的動力,所探討的問題也是工程技術的基本問題,對廣大學校非常有借鑒意義(yi) ,適合推廣。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部.普通高中通用技術課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
何斌1 徐力2 北京市第八十中學 首都師範大學
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