以核心素養為導向的高中通用技術項目式學習實踐研究

文/佛山市南海區羅村高級中學 蘇苑華

基于項目式學習的通用技術教學是指結合學科大概念，設計具有現實意義的項目，包含項目主題選擇、項目目標的確定、項目活動設計、制定評價計劃。筆者以“奇妙工程之自制冰淇淋箱”為例進行了教學實踐，具體環節如下。

一、確定項目主題

《通用技術（必修1）：技術與設計1》第二章《技術世界中的設計》的核心是“設計的一般過程”，旨在讓學生經歷簡單作品的設計的一般過程，對技術設計形成初步了解，注重體驗和感受，其中制訂設計方案是關鍵。選擇學生日常生活中的制作冰淇淋箱作為項目載體，實施項目式教學設計與實踐，還原設計的一般過程。

二、確定項目目標

以“奇妙工程之自制冰淇淋箱”為依托，學生通過科學探究理論知識和實踐操作，達成如下教學目標：

在技術意識方面，通過發現生活中冰淇淋的制作和保溫問題，感悟技術就在身邊，學會從生活中發現問題并敢于嘗試解決問題。

在工程思維方面，通過冰淇淋箱的設計與制作，親歷分析和解決問題的設計過程，能對方案進行比較、權衡、優化，且能體會系統分析和優化的思想。

在創新設計方面，基于冰淇淋箱的結構問題，能進行大膽的猜想和設計，制訂富有創意的設計方案，并學會“動手試、實驗證”。

在圖樣表達方面，手工繪制冰淇淋箱的結構草圖來表達設計思路和創意，并能借助圖樣進行交流和評價。

在物化能力方面，能合理地使用材料，動手實踐，將設計方案轉化成實物模型，體驗方案物化過程中的復雜性和創造性，能對結構的效果進行基本的測試，對模型進行優化和改進。

三、設計項目活動

本項目的學習目標分為三點：通過吸熱與放熱反應的研究，獲得最適合冷凍冰淇淋的化學試劑組合；根據提供的廢舊材料，制作兼具保溫和制冷效果的冰淇淋箱；經過箱體測試與小組經驗分享，學會增強冰淇淋箱的保溫和制冷效果。每個環節的具體內容如下：

（一）確定項目，情境導入

通過生活中一個真實問題的引入：夏日炎炎，當我們在戶外游玩的時候，冰淇淋往往很快就融化了，我們如何將冰淇淋帶到戶外呢？我們如何延長冰淇淋的存放時間呢？我們可否利用身邊的簡易材料來自制冰淇淋呢？明確研究目的是解決戶外冰淇淋容易融化的問題，解決方案是設計并制作一個冰淇淋箱。接著利用填空題引導學生思考制作冰淇淋箱可分為保溫和制冷兩大部分。

（二）背景知識探究活動

活動1 了解吸熱與放熱

通過播放九年級化學下冊視頻《物質溶解吸熱或放熱現象的探究實驗》，讓學生回顧吸熱與放熱的內容，明確溫度降低的為吸熱反應，溫度升高的為放熱反應，吸熱和放熱過程涉及能量的轉移，并且明確本次項目學習中，制作冰淇淋需要的是吸熱反應。

活動2 測試化學試劑組合

接下來讓學生自由組合，2 位學生為一個小組，以小組為單位，完成6 組不同試劑組合的化學實驗。每組實驗做3 次取平均值，并準確記錄實驗數據，使學生親歷吸熱與放熱反應。實驗前需明確實驗的初始溫度是如何測量的，以及測量的意義在于與反應后的溫度作對比，與不同小組的數據作對比，因此他們要使用相同的溫度測量方法和溫度單位。另外，學生必須注意過程中的任何失誤或錯誤，這些失誤將導致該組數據不可用。

活動3 分析實驗數據

通過填寫《學生研究記錄表》中的數據匯總分析表，引導學生對6組實驗數據進行分析，得出每組實驗是放熱反應還是吸熱反應。根據實驗結果，推測制作冰淇淋最優選的組合方案是哪一個，并說明為什么。

（三）制定方案和技術制作

學生根據所提供的材料，在小組內討論如何搭建冰淇淋箱，老師通過問題引導討論。該過程也是考察學生對于不同材料的認識，不同材料的性質不同，學生需要根據制作的要求，預測哪些是適合的材料。

接下來，學生確定小組的制作方案后繪制設計草圖，需要在圖中標注尺寸、材料并簡要說明不同材料的工作原理。利用所提供的材料和工具制作出冰淇淋箱。

（四）產品測試與改進

我們將利用水作為測試對象，檢測冰淇淋箱的保溫性和制冷效果是否達到理想的水平。老師通過問題引導學生分享測試成功或失敗的原因。接著根據其他小組的分享，學生要取長補短，總結和歸納出一些改進的方式，把改進的意見記錄在《學生研究記錄表》中，并動手改進箱體。產品測試與交流匯報這兩個環節應該是迭代完善的，學生在交流中改變一個方面的內容，然后從測試中查看改變后的結果，再去判斷是否保留這個改變，從而不斷優化完善自己的設計。

（五）成果展現

利用食材制作出個性化的冰淇淋混合物，接著將測試用水取出，替換為冰淇淋混合物，與制冷劑一起，在冰淇淋箱中冷藏40 分鐘后，取出冰淇淋，檢測是否有未完全凝固的混合物。測量制冷劑融化后的水的容量，實際上這就是冰淇淋混合物的能量轉移到制冷劑的量。從該過程，學生應能結合能量轉移的知識做出判斷。最后給學生提供彩色筆、彩色卡紙美化冰淇淋箱的外觀，拍照并張貼在《學生研究記錄表》上，寫下對本課程的感想和體會。

四、項目學習成果與評價

我們利用《學生研究記錄表》來體現學生的項目學習過程和學習成果，也是我們對學生進行評價的方法。首先，在《學生研究記錄表》中通過數據分析、問題引導、反思與改進，我們一步步引導學生在學習過程中總結自己學習的所得所思所感。其次，在課程結束后的感言上，更能體現他們的學習成果。

而評價方面，我們認為，冰淇淋箱體的保溫制冷效果就是本次評價的標準。所以在《學生研究記錄表》的測試冰淇淋環節，需要學生填寫40 分鐘后未凝固的冰淇淋混合物容量，測試的是箱體的制冷效果；測量制冷劑融化后水的容量，測試的是箱體的保溫效果；以及讓學生填寫他們認為該過程物質的能量是從什么物質轉移到什么物質的，哪種物質吸熱，哪種物質放熱，來考察學生對于吸熱放熱過程的理解。