论文部分内容阅读
《技术与设计1》模块是普通高中通用技术课程学习的必修模块和导入模块，旨在使学生在九年义务教育的基础上初步对技术学科有系统、全面的理解，并能初步掌握一个通用的、完整的设计过程，学会与设计相关的各种途径、方法，了解设计中可能遇到的各种问题。而PBL教学法是一种以问题为基础，以学生为中心，培养学生自学能力，发展学生综合思考能力和解决实际问题能力的教学法。其强调以学习者的主动学习为主，基于真实性任务的设计，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习到隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。这与《技术与设计1》模块的教学要求是相一致的，能够实现教学内容的有效整合，也能让学生在自主探究、合作交流中获取知识，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
一、应用PBL教学法的前提准备
1. 观念的转变：教师不再以讲授为主，而成为教学的引导者。教师的任务是把教学内容转化为相关的真实的问题情景，为学生提供与问题情景相关的背景信息。以“问题”作为导向，鼓励学生自主探究和合作学习，激发学生学习的积极性。引导学生充分参与到课堂活动和学习中，鼓励他们对学习内容和学习过程进行反思，帮助他们在发现问题、探索问题、解决问题的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能。
2. 教学环境与设备：由于在教学组织实施过程中，学生需要对创设的情景进行相关问题的提出、分析和解决，需要进行大量的信息收集与处理，因此需要学校为教学实践室配备相应的多媒体网络平台，并引导学生利用课后的时间到电子阅览室查询检索与问题相关的资料。
二、构建PBL教学法下的教学流程
《技术与设计1》模块是高中通用技术课程学习的必修1模块，由技术及其性质、设计过程、设计的交流、设计的评价四个主题构成，总课时为36学时。我们尝试在本模块课堂学习过程中应用PBL教学方法，并参照PBL中的一般操作方法构建了与本模块教学相适应且操作性强的教学流程（如图1）：
我们将该教学流程分为课前的准备（分析与明确教学目标）、教学实施（学生在教师引导下界定问题、探究与解决问题、成果展示与汇报、反思与提高）以及教学的评价反馈三个方面。
三、PBL教学法在高中《技术与设计1》模块教学中的应用
现以广东科技出版社《技术与设计1》模块中的第四章“设计的实现——制作”中的第二节“模型或原型的制作”为例，具体分析如何运用PBL教学法来开展实验班教学实践。按照教学计划将该教学内容设定为5个课时。
（一）分析教材，明确教学目标（实验前的准备）
根据我校的实际情况与教学条件，要求学生设计并制作一个“多功能学习用品盒（架）”的模型或原型。这个作品的设计与制作听起来简单，但是要在学习过程中让学生小组合作完成作品的设计方案、绘制出设计图纸及制作出模型或原型，这就存在着一定的难度，而且不能仅仅依靠教师在课堂中把教材中提到的工具使用讲授一遍就能实现的。这就需要学生自主查询资料，思考该作品设计的主要因素，遵守技术设计的原则、方法和标准，并遵循技术设计的一般过程，最终完成作品。
而在教学过程中引入PBL教学方法，就是为了通过真实的案例情景引导学生分析具体的问题，使学生置身于实际的技术应用环境中，在教师的辅导下，通过小组合作探究，分析技术设计应用中所面临的具体问题，最终提升学生获取信息、利用信息来进行技术的设计与实践以及解决问题的能力。这个实践案例的选择不但能激发学生的学习兴趣，而且能很好地引导学生在有限的课时中亲历方案设计、材料准备、工具使用、零部件加工、产品装配、表面涂饰等一系列过程。
（二）教学实施过程
PBL教学法始终以提出问题、分析问题、解决问题为教学实施的核心环节，并始终贯穿于整个教学过程中，在“模型或原型的制作”的教学过程中也不例外。
1. 创设情景，呈现问题
在“技术与设计1”的教学过程中运用PBL教学法，就是为学生们营造一个轻松、主动的学习环境。因此，教师要创设一个真实的、开放的教学情景，尽可能地贴近学生的学习生活实际，激发学生的学习兴趣，开拓学生的思维。而且教师在课堂中呈现问题的方式可以是多样的，如情景、视频、图片等。例如在“模型或原型的制作”的教学过程中的问题就是以图片的方式呈现出来。
如图2：凌乱书桌的图片（笔、书本、尺子……到处都是）
在该问题情景的呈现过程中教师引导学生思考：“你认为目前的书桌存在什么问题？如果你是一个设计师，你认为完成技术设计要遵守什么原则？”
在教师的引导下，学生们都积极、踊跃地发表看法：目前的书桌太小，无法及时地整理学习的用品；学习用品太多并且要学习的课本也太多，却没有地方存放……
学生A：如果我是设计师，要完成技术设计就要遵守需要性和实用性原则。
学生B：如果我是设计师，即要考虑成本问题还要美观，不然都没有人来购买，就没有市场价值了。
……
这个过程需要教师引导学生主动参与到PBL教学的学习氛围中，然后明确提出设计制作任务：设计并制作一款实用美观的“多功能学习用品盒（架）”的模型或原型。使用功能：能放4—5本常用书或工具书或练习本，能放笔或其它学习用品，用品拿取方便。技术指标：承重不小于4kg，自重不大于3kg，长、宽、高都不大于600mm。其他要求：耐用、形状美观、结构合理。 并且让学生在课堂学习资料的指引文档的指引下，再进一步提出问题。
2. 界定问题，分工合作
由于这个环节需要小组合作来完成，因此，组建合作学习小组要在模块学习开始之前就完成，一般以4～6人为适宜，并且小组分工要明确。而界定问题是在PBL教学法中一个非常重要的环节。在此环节中，教师要鼓励学生能清晰地表述相应的问题。学生在教师创设情景及引导下，通过自主学习、合作探究等学习方式，根据问题情景并结合相应的材料提出有针对性的问题。例如实验班高一（1）班第3小组根据“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的要求，在PBL教学法指导下进行了“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的问题界定（如表1所示）。
3. 探究和解决问题
学生在组内完成问题的界定以后，教师再引导学生对问题进行探究并最终解决问题（或提出解决方案），这是运用PBL教学法的课堂学习的核心和关键。这个环节对于提高学生的综合能力非常重要。当然，可能在提出问题后，学生由于某些知识的掌握程度不够或自身能力不足，会在分析问题时遇到一些难题，这就需要教师及时关注学生的学习进度，及时给予学生有效的辅导。例如：在“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的问题界定中，高一（1）班的第3学习小组提出了一个“如何实现改变书架的形状来方便搬运？”的问题。
由于是在PBL教学法指导下进行的教学活动，因此，教师要善于引导学生将此问题细化和分解，引导学生从以下几方面去考虑：变形所需要哪些特殊的连接部件才能实现？木制的书架更易于从哪些形状之间进行变形？……从而让学生找到解决问题的方向，而不应直接告诉学生怎么实现这个设计。
学生在PBL教学法的引导下，积极参与到小组合作当中，并最终解决问题。以下图3、图4、图5均为实验班的学习小组设计的“多功能学习用品盒（架）”设计图：
以下图6为小组合作使用木工工具制作模型（原型）：
4. 成果展示与汇报
该环节中，小组的探究成果或解决问题的方案可通过多种形式来进行展示与汇报，如小论文、报告、PPT课件、设计图、作品实物等。
如在“模型或原型的制作”的成果展示中，很多小组都采用“设计方案文本 作品物实”的方式来展示成果（如图7为“变形书架”作品的实物照）。
每个小组派代表展示完后，其他小组的同学进行1～2分钟的提问，而展示小组的所有成员都要参与到答疑中去。这样通过组间的互问步骤，不仅可以发挥学生的想象力，营造良好的学习氛围，也可以防止学生只关注现有的成果，而不能进行更进一步地优化。
5. 反思与提高
这是PBL教学法中非常有意义的环节，也是一个知识积累的过程，更是一个知识升华的过程。在这个过程中，学生在教师的引导下进行归纳总结并形成一定的知识体系。在“模型或原型的制作”的学习总结中，教师引导学生从具体的实践操作案例分析中归纳出理论化的、系统化的知识。如能归纳出：①技术设计的一般过程；②能明确模型或原型的制作的一般步骤；③能明确木料的加工工艺。
（三）教学的评价反馈（教学内容完成后）
PBL教学法十分注重对学生学习的评价和反馈，使得评价主体、评价方式呈现多元化和多样化。
1. 评价主体的多元化。要做到教师评价与学生自评、组内互评相结合。
2. 评价方式的多样化。PBL基于问题学习的开放性，使得《技术与设计1》的模块学习评价方式更加多种多样，如属于过程性评价的有：口头报告、学生表演、课件展示、论文报告等。师生、生生都要针对具体的学习情况进行及时记录，关注学生自主学习和合作学习中学习知识和掌握知识的过程（如表2所示）。
当然，评价的目的是为了更好地促进学生全面发展，因此评价的内容应该偏重于学生的全面能力，如理论学习能力、技术能力、创新能力、团队协助能力等。
四、应用PBL教学法的效果
在完成一轮教学实践任务后，对高一年级就《技术与设计1》模块教学内容进行了笔试考核，将其中人数相同（同为40人）、入学时学生的技术素养基本相同的高一（1）班实验班与高一（2）班普通班的成绩进行详细的对照，结果发现在PBL教学模式下实验班的高分段的学生人数明显优于普通班（如表3所示）。
五、应用PBL教学法的总结及反思
PBL教学法的应用提高了学生对《技术与设计1》模块的学习兴趣，激发了学生的好奇心和求知欲，使学生能更好地融入到通用技术课程学习的氛围当中，并从中领悟先进的技术和文化、掌握设计的思想方法，培养了学生发现问题、明确问题和解决问题的能力，极大地提高了学生的实践能力、沟通能力。
但在《技术与设计1》模块学习中运用PBL教学法时应注意以下几个问题：
（一）PBL作为一种开放性的教学方法，对教师的学科素养和专业技能要求很高。要求教师不但能熟练掌握本学科、本模块的学习内容，还要能扎实地掌握相关学科的知识，并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力，并且具有良好的组织管理能力，要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等。
（二）在PBL教学法的运用过程中，教师的“导”是不可缺少的。由于在模块的学习中课时的跨度较大（暂时无法实现在1个课时内完成PBL教学流程的所有教学环节），因此，对于PBL教学流程中的各环节，教师都要做到心中有数，要时刻关注学生的学习动态。此外，教师要关注学生提问题的质量，要重视学生的个体差异。 当然，在学习过程中，教师不宜过度介入，而是在把握主方向的前提下，引导学生独立自主、合作探究来提出问题，鼓励学生民主文明地进行互动讨论。
（三）要成功开展PBL教学，就需要学生的主动配合，从信息的获取、整理到小组成员的沟通交流、合作探究出最佳的结论，均要花相当大的时间和精力。因此需要教师不断鼓励学生主动参与到学习中来，并能潜移默化地使学生养成主动学习的自觉性，否则很难达到预期的教学效果和目标。
一、应用PBL教学法的前提准备
1. 观念的转变：教师不再以讲授为主，而成为教学的引导者。教师的任务是把教学内容转化为相关的真实的问题情景，为学生提供与问题情景相关的背景信息。以“问题”作为导向，鼓励学生自主探究和合作学习，激发学生学习的积极性。引导学生充分参与到课堂活动和学习中，鼓励他们对学习内容和学习过程进行反思，帮助他们在发现问题、探索问题、解决问题的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能。
2. 教学环境与设备：由于在教学组织实施过程中，学生需要对创设的情景进行相关问题的提出、分析和解决，需要进行大量的信息收集与处理，因此需要学校为教学实践室配备相应的多媒体网络平台，并引导学生利用课后的时间到电子阅览室查询检索与问题相关的资料。
二、构建PBL教学法下的教学流程
《技术与设计1》模块是高中通用技术课程学习的必修1模块，由技术及其性质、设计过程、设计的交流、设计的评价四个主题构成，总课时为36学时。我们尝试在本模块课堂学习过程中应用PBL教学方法，并参照PBL中的一般操作方法构建了与本模块教学相适应且操作性强的教学流程（如图1）：
我们将该教学流程分为课前的准备（分析与明确教学目标）、教学实施（学生在教师引导下界定问题、探究与解决问题、成果展示与汇报、反思与提高）以及教学的评价反馈三个方面。
三、PBL教学法在高中《技术与设计1》模块教学中的应用
现以广东科技出版社《技术与设计1》模块中的第四章“设计的实现——制作”中的第二节“模型或原型的制作”为例，具体分析如何运用PBL教学法来开展实验班教学实践。按照教学计划将该教学内容设定为5个课时。
（一）分析教材，明确教学目标（实验前的准备）
根据我校的实际情况与教学条件，要求学生设计并制作一个“多功能学习用品盒（架）”的模型或原型。这个作品的设计与制作听起来简单，但是要在学习过程中让学生小组合作完成作品的设计方案、绘制出设计图纸及制作出模型或原型，这就存在着一定的难度，而且不能仅仅依靠教师在课堂中把教材中提到的工具使用讲授一遍就能实现的。这就需要学生自主查询资料，思考该作品设计的主要因素，遵守技术设计的原则、方法和标准，并遵循技术设计的一般过程，最终完成作品。
而在教学过程中引入PBL教学方法，就是为了通过真实的案例情景引导学生分析具体的问题，使学生置身于实际的技术应用环境中，在教师的辅导下，通过小组合作探究，分析技术设计应用中所面临的具体问题，最终提升学生获取信息、利用信息来进行技术的设计与实践以及解决问题的能力。这个实践案例的选择不但能激发学生的学习兴趣，而且能很好地引导学生在有限的课时中亲历方案设计、材料准备、工具使用、零部件加工、产品装配、表面涂饰等一系列过程。
（二）教学实施过程
PBL教学法始终以提出问题、分析问题、解决问题为教学实施的核心环节，并始终贯穿于整个教学过程中，在“模型或原型的制作”的教学过程中也不例外。
1. 创设情景，呈现问题
在“技术与设计1”的教学过程中运用PBL教学法，就是为学生们营造一个轻松、主动的学习环境。因此，教师要创设一个真实的、开放的教学情景，尽可能地贴近学生的学习生活实际，激发学生的学习兴趣，开拓学生的思维。而且教师在课堂中呈现问题的方式可以是多样的，如情景、视频、图片等。例如在“模型或原型的制作”的教学过程中的问题就是以图片的方式呈现出来。
如图2：凌乱书桌的图片（笔、书本、尺子……到处都是）
在该问题情景的呈现过程中教师引导学生思考：“你认为目前的书桌存在什么问题？如果你是一个设计师，你认为完成技术设计要遵守什么原则？”
在教师的引导下，学生们都积极、踊跃地发表看法：目前的书桌太小，无法及时地整理学习的用品；学习用品太多并且要学习的课本也太多，却没有地方存放……
学生A：如果我是设计师，要完成技术设计就要遵守需要性和实用性原则。
学生B：如果我是设计师，即要考虑成本问题还要美观，不然都没有人来购买，就没有市场价值了。
……
这个过程需要教师引导学生主动参与到PBL教学的学习氛围中，然后明确提出设计制作任务：设计并制作一款实用美观的“多功能学习用品盒（架）”的模型或原型。使用功能：能放4—5本常用书或工具书或练习本，能放笔或其它学习用品，用品拿取方便。技术指标：承重不小于4kg，自重不大于3kg，长、宽、高都不大于600mm。其他要求：耐用、形状美观、结构合理。 并且让学生在课堂学习资料的指引文档的指引下，再进一步提出问题。
2. 界定问题，分工合作
由于这个环节需要小组合作来完成，因此，组建合作学习小组要在模块学习开始之前就完成，一般以4～6人为适宜，并且小组分工要明确。而界定问题是在PBL教学法中一个非常重要的环节。在此环节中，教师要鼓励学生能清晰地表述相应的问题。学生在教师创设情景及引导下，通过自主学习、合作探究等学习方式，根据问题情景并结合相应的材料提出有针对性的问题。例如实验班高一（1）班第3小组根据“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的要求，在PBL教学法指导下进行了“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的问题界定（如表1所示）。
3. 探究和解决问题
学生在组内完成问题的界定以后，教师再引导学生对问题进行探究并最终解决问题（或提出解决方案），这是运用PBL教学法的课堂学习的核心和关键。这个环节对于提高学生的综合能力非常重要。当然，可能在提出问题后，学生由于某些知识的掌握程度不够或自身能力不足，会在分析问题时遇到一些难题，这就需要教师及时关注学生的学习进度，及时给予学生有效的辅导。例如：在“多功能学习用品盒（架）”设计与制作的问题界定中，高一（1）班的第3学习小组提出了一个“如何实现改变书架的形状来方便搬运？”的问题。
由于是在PBL教学法指导下进行的教学活动，因此，教师要善于引导学生将此问题细化和分解，引导学生从以下几方面去考虑：变形所需要哪些特殊的连接部件才能实现？木制的书架更易于从哪些形状之间进行变形？……从而让学生找到解决问题的方向，而不应直接告诉学生怎么实现这个设计。
学生在PBL教学法的引导下，积极参与到小组合作当中，并最终解决问题。以下图3、图4、图5均为实验班的学习小组设计的“多功能学习用品盒（架）”设计图：
以下图6为小组合作使用木工工具制作模型（原型）：
4. 成果展示与汇报
该环节中，小组的探究成果或解决问题的方案可通过多种形式来进行展示与汇报，如小论文、报告、PPT课件、设计图、作品实物等。
如在“模型或原型的制作”的成果展示中，很多小组都采用“设计方案文本 作品物实”的方式来展示成果（如图7为“变形书架”作品的实物照）。
每个小组派代表展示完后，其他小组的同学进行1～2分钟的提问，而展示小组的所有成员都要参与到答疑中去。这样通过组间的互问步骤，不仅可以发挥学生的想象力，营造良好的学习氛围，也可以防止学生只关注现有的成果，而不能进行更进一步地优化。
5. 反思与提高
这是PBL教学法中非常有意义的环节，也是一个知识积累的过程，更是一个知识升华的过程。在这个过程中，学生在教师的引导下进行归纳总结并形成一定的知识体系。在“模型或原型的制作”的学习总结中，教师引导学生从具体的实践操作案例分析中归纳出理论化的、系统化的知识。如能归纳出：①技术设计的一般过程；②能明确模型或原型的制作的一般步骤；③能明确木料的加工工艺。
（三）教学的评价反馈（教学内容完成后）
PBL教学法十分注重对学生学习的评价和反馈，使得评价主体、评价方式呈现多元化和多样化。
1. 评价主体的多元化。要做到教师评价与学生自评、组内互评相结合。
2. 评价方式的多样化。PBL基于问题学习的开放性，使得《技术与设计1》的模块学习评价方式更加多种多样，如属于过程性评价的有：口头报告、学生表演、课件展示、论文报告等。师生、生生都要针对具体的学习情况进行及时记录，关注学生自主学习和合作学习中学习知识和掌握知识的过程（如表2所示）。
当然，评价的目的是为了更好地促进学生全面发展，因此评价的内容应该偏重于学生的全面能力，如理论学习能力、技术能力、创新能力、团队协助能力等。
四、应用PBL教学法的效果
在完成一轮教学实践任务后，对高一年级就《技术与设计1》模块教学内容进行了笔试考核，将其中人数相同（同为40人）、入学时学生的技术素养基本相同的高一（1）班实验班与高一（2）班普通班的成绩进行详细的对照，结果发现在PBL教学模式下实验班的高分段的学生人数明显优于普通班（如表3所示）。
五、应用PBL教学法的总结及反思
PBL教学法的应用提高了学生对《技术与设计1》模块的学习兴趣，激发了学生的好奇心和求知欲，使学生能更好地融入到通用技术课程学习的氛围当中，并从中领悟先进的技术和文化、掌握设计的思想方法，培养了学生发现问题、明确问题和解决问题的能力，极大地提高了学生的实践能力、沟通能力。
但在《技术与设计1》模块学习中运用PBL教学法时应注意以下几个问题：
（一）PBL作为一种开放性的教学方法，对教师的学科素养和专业技能要求很高。要求教师不但能熟练掌握本学科、本模块的学习内容，还要能扎实地掌握相关学科的知识，并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力，并且具有良好的组织管理能力，要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等。
（二）在PBL教学法的运用过程中，教师的“导”是不可缺少的。由于在模块的学习中课时的跨度较大（暂时无法实现在1个课时内完成PBL教学流程的所有教学环节），因此，对于PBL教学流程中的各环节，教师都要做到心中有数，要时刻关注学生的学习动态。此外，教师要关注学生提问题的质量，要重视学生的个体差异。 当然，在学习过程中，教师不宜过度介入，而是在把握主方向的前提下，引导学生独立自主、合作探究来提出问题，鼓励学生民主文明地进行互动讨论。
（三）要成功开展PBL教学，就需要学生的主动配合，从信息的获取、整理到小组成员的沟通交流、合作探究出最佳的结论，均要花相当大的时间和精力。因此需要教师不断鼓励学生主动参与到学习中来，并能潜移默化地使学生养成主动学习的自觉性，否则很难达到预期的教学效果和目标。