点与线——谈案例对技术素养的培养.doc

点与线谈案例对技术素养的培养摘要：在通用技术课程中，案例占有很大编幅，如何发挥案例（点）的功效，培养学生技术素养（线），让点连成线，关键是案例的运用，本文就此进行一些探讨。关健词：案例 技术素养 分析导入法在课堂上采用什么样的手段才能有效地帮助学生理解技术知识呢？我们认为选择恰当的技术问题导入能激发学生学习技术的兴趣，而选择恰当的技术案例并进行深入分析能有效地帮助学生理解技术知识。一 教师要为学生创建有利于技术学习的问题情境。教育心理学指出：一个人只有对所学的知识有求知欲，并产生兴趣，才能积极主动地学习，而求知欲的产生，兴趣形成不会自然形成，需要利用一些载体，创设一定的情景来激发，来培养。通用技术课程标准中也指出：应充分利用通用技术课程的内容载体，培养学生的学习兴趣，激发学生的创造欲望。因此，在教学某一个模块或一个主题的起始课时，需要设置一个问题情景，其目的不仅是使学生对这个模块将要学习什么有所了解，更主要是激发学生对将要学习的技术知识产生兴趣，使他们有较高的热情投入到技术学习中。案例1：稳固结构的探析的案例导入教师拿出学生上个学期制作的几条便捷式小凳子，并对凳子施加一定的力，结果有的凳子被推倒，有的凳子结构被破坏。然后教师提出问题：原来静止直立的凳子被推倒，这是属于技术中的什么问题？原来完好的凳子被压变形甚至折断，这又是属于技术中的什么问题？这些凳子为什么会被推倒？被压变形或折断？（稍停）这就是我们将要探究的结构的稳固性。用学生自己设计制作的结构作品便捷式小凳子出现的问题来引入，学生既熟悉又易亲近，其中的不稳固的原因学生不清楚但却很想知道，因此能够激起他们的求知欲望，产生浓厚的学习兴趣。同时又能使他们感受到技术知识的实用价值，使他们更主动地去学习。二 教师要通过案例分析法导入技术知识。技术知识是指技术概念、原理、技术思想和方法。1、什么是案例分析导入法？案例分析导入法是利用对案例的分析导入问题、概念、原理、思想、方法等。如上述案例稳固结构的探析，师引导学生分析倾倒的原因：有的重心位置偏高，如独脚凳，脚轻面重，就容易倾倒；有的凳子与地面接触形成的支撑面积过小，容易倾倒；有的凳脚结构是四边形，连接处又不牢固，就容易变形而不稳定。接着教师问：如何改变结构，提高它的稳定性呢？学生讨论、交流。接着教师拿出稳定性好的凳子，分析其稳定的原因。然后师生共同归纳影响结构稳定性的三个主要因素。同样，教师也可引导学生分析凳子变形或折断的原因，并归纳出影响结构强度的几个主要因素。 2、为什么通用技术课的教学需要采用案例分析导入法呢？这与学生的技术基础和课程的教学目标有关。（1）学生的技术基础贫乏 学生在生活与以往的学习中，较少有机会接触技术问题，需要通过案例分析、实物操作来了解技术问题，积累感性素材，这样才能更好地理解技术知识。如果只是给出一些现象（或案例），由此提出一些问题，学生不会有同感。如果先给出一个概念的定义或是技术的某个原理、方法等，由于学生可能从未接触过这类事物，也从未考虑过此类问题，因而可能听不明白老师讲的是什么，不知老师要做什么。虽然后面老师会用一些例子来说明这些概念、原理、方法等，但由于前面就已糊涂了，结果往往只是一知半解。如果是一开始先讲案例，学生会被案例吸引，紧接着对案例进行分析，得出所要教学的概念、原理、方法等的具体模型。再去讲概念、原理、方法时，学生在脑海里已有了一个现实的例子，就能较容易理解。（2）课程标准的要求 案例分析的思想方法是技术素养的重要组成部分。在课程标准中，有多处教学目标要求学生能正确分析案例。例如，在技术与设计1中指出：知道技术的发展需要发明和革新，并通过案例进行分析；能结合案例分析设计在技术发明和革新中的作用；理解技术对个人生活、经济、社会、环境、伦理道德等方面的影响，能对典型案例进行分析。在技术与设计2中指出：能结合12种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的；通能过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素；通过对典型的工作流程和生产工艺流程案例的分析，理解流程中的时序和环节的意义，学会阅读简单的流程图；通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法；通过简单的系统设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法；分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并能作出分析。 新课改提倡问题导入法、案例导入法，我们认为对通用技术课不仅要用案例导入，还要对案例进行分析。由于学生的技术实践较少，技术的基础较差，如果不进行分析，学生很难对案例所要揭示的问题有所体会，看到案例并不会提出问题。因此，案例分析导入法在通用技术课中重在“分析”。案例分析，特别是分析的思想方法，既是学生了解技术问题的重要手段，又是一种要求学生掌握的重要的技术思想方法。采用案例分析法教学，不仅有利于学生理解技术知识，而且有助于学生掌握案例分析的方法，提高学生案例分析的能力。3、选择怎样的案例，如何进行分析来导入技术知识才有效呢？所谓“有效教学”是指在有限时间和空间内，采取恰当的教学方式，激发学生学习的积极性、主动性，让学生参与学习过程，获取较大容量的真正理解的有效知识，同时，充分培养和锻炼学生的创新精神和实践能力，形成良好的情感、正确的态度和价值观，从而促进学生全面发展的教学。在技术课教学中，要使案例分析的教学有效，笔者认为需要做好以下四点： (1)选择恰当的案例选择案例要遵循三个原则：贴近原则。根据认知的最近发展区理论，选择的案例要贴近学生的原有认知水平和生活实际。教材上的案例有的符合学生的实际的，有的则是不符合。老师应该因地制宜，对课本上的案例有所取舍。比如我们在流程的教学设计中，用学生熟悉的学生在校学习流程，这样的案例来分析显性的流程设计，学生是不难理解的。简单原则。选择的案例不能太复杂，难度也不宜过大，要简单通俗。最好是以简单的事例阐明深刻的道理。如用氢气和氧气反应生成水，水具有解渴的功能，而氢气和氧气却不能解渴来说明系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的，就简明扼要，通俗易懂。典型原则。在教学设计中，案例不是越多越好，合适的、能突出主题达到训练目标的的案例比比皆是，教师不能什么都选，应该根据教学内容和课堂时间选择典型的案例进行分析。如在选择开环控制系统的案例时，游泳池注水控制是典型的定时控制，红绿灯、洗衣机等都可归为此类；自动门是典型的传感器控制，声控灯、自动烘手机、感应水龙头，各类报警器等的控制可归为此类控制。我们选择这两个典型的案例进行分析，并在此基础上进行扩展练习，既可让学生把知识内化，也可借此训练学生的创新能力。 (2)对案例进行深入分析案例分析的原则是：紧扣原则，细化原则，深化原则，归纳原则。在进行案例分析时，要紧扣将要引出的技术知识进行分析。分析时要把蕴涵的技术知识按知识条目进行细化，还要考究其因果关系进行深化。最后要进行归纳，不仅要归纳技术知识，还要归纳蕴涵的技术思想和方法。(3)采用恰当的方法进行案例分析案例分析方法按讲授方式分有陈述法和设问法。对于学生感性认识较少案例或学生应有基础知识缺乏时，用陈述法学生容易接受，但学习的主动性较差，思维不积极。学起于疑成于思，问题是思维的切入点。因此，如果选择的案例学生有一定的感性认识，也有相应的基础知识，应该用设问法来组织教学。案例2：系统分析的一般步骤课本只给出了案例 “田忌赛马”，并没有作具体分析，笔者在教学中结合系统分析的一般步骤，对这个案例以问题的形式作以下分析：田忌为什么屡赛屡败？孙膑给他设计了一个怎样的比赛方案使田忌获胜？他是如何分析这个系统找到这个获胜方案的？ 明确问题：“田忌赛马”这个系统有哪些要素？（参赛者：齐王和田忌；比赛场地、工具：齐王和田忌各有上、中、下三等马，但每一等马田忌都比不上齐王的同等马；比赛规则：三局两胜制）设立目标：田忌胜齐王。（以下问题答案详见下表） 收集资料，制定方案： 有几种比赛方案？哪几种？每种方案的三局比赛胜负情况怎样？ 分析计算，评价比较：计算每种方案田忌的胜负数之比，评价各种方案的优劣。 检验核实，作出决策：判断哪种方案能是田忌获胜？（只有方案6）方案123456齐王上中下上中下上中下上中下上中下上中下田忌上中下上下中中下上中上下下中上下上中田胜负负负负负负胜负负胜负胜负负负胜负胜胜胜负比0：31：21：21：21：22：1通过上述案例分析，学生就容易归纳出系统分析的方法（一般步骤）。本案例分析既遵循案例分析的四个原则，又通过问题教学法组织教学，学生不仅思维活跃，而且对系统分析的方法（一般步骤）有深刻的理解。案例分析的方法按思维方式分有：正推法和逆推法。在技术设计中，按信息的流向进行推理分析的方法叫正推法（执因索果），反之，按信息流向的反方向进行分析推理的方法叫逆推法（执果索因）。 案例3、自动门的控制分析正推法：因为人体热辐射会发出的红外信息，所以可在门上方安装的红外检测装置。当人走近门时，就会检测到红外信息，控制电路接收到该信号后发出相应指令，启动电机运转，从而带动门自动开启。当门开启后，控制电路作出判断，如果没人在门四周（红外信息消失），就通知电机做反向运转，使门关闭。逆推法：从设计者的角度分析，如何实现门的自动控制？门的开关靠什么实现？（电机的转动）电机转动受什么控制？（控制电路）控制电路根据什么发出控制信号给电机的？（红外装置检测到的红外信号）红外信号如何产生的（人体热辐射发出的）由此可知，自动门这种控制系统的工作过程怎样？红外线 转动 门的开信息 或闭控制电 路电 机自动门红外检测装置 逆推法是在未知结果的情况下常采用的一种分析方法，是我们在技术设计时进行设计分析的一种有效方法。教学中，采用这种方法，不仅能启迪学生的思维，而且有助于培养设计分析的能力。要使案例分析获得更好的教学效果，有时还要对案例进行拓展。案例的拓展的方式有：横向拓展和纵向拓展。在案例3的分析基础上，提出下列问题，进行横向拓展。根据自动门控制过程和原理，通过稍加改动，你还可以设计出应用在其它方面的控制系统吗？请用方框图表示你的设计想法。（声控灯、自动烘手机、感应水龙头，温度、湿度、烟雾等各类报警器等的控制）附：“婴儿尿湿报警器”的组成和工作过程：湿 度 报警声 控制电路铃 声发生器扬声器湿 度传感器学生根据教师搭建的支架，采用类比的思维方式进行创造性思考，就能实现自己的创新性设计。这样的案例教学不仅能拓展学生的视野，还能引领学生思维的扩散。学习上起到触类旁通，举一反三的作用。案例4：控制系统的工作过程的案例分析纵向拓展怎样给水池注水使它达到预设的水位？方案1：凭经验（如已测注水2小时把水池注满），把设定的注水时间输入定时器，定时器下达指令给进水阀门，阀门打开往水池注水，到达设定的时间自动关闭水阀。其工作过程可用如下方框图表示：设定注水时间 水流量 水池水位（输入） （输出） 定时器进水阀门水池在这个控制系统中，输出量水池的水位因某种原因（如水管里的水压低）到时未达到预定水位时，会不会继续注水？如果原先水池的水未放完，就会出现未到时水池里的水就已注满，这时系统会不会自动关闭水阀？这说明输出量对系统的控制不产生任何影响，把这样的控制系统叫做开环控制系统。能不能适当改变系统（如增加一些装置），使水池里的水达到预设水位时，系统就会自动关闭？如何改变？方案2：根据物理学知识，我们可改进为如图1，利用水对浮球的浮力和杆杠原理，就可以实现自动控制进水的目的。图1在这里输出量对系统的控制有怎样的影响？象这样把系统的输出量返回到系统的输入端并对控制过程产生影响的控制系统叫做闭环控制系统。设定水位 水 水流量 水池水位（输入） （输出） 控制器（杆杠）执行器（阀门）被控对象（水池）检测装置（浮球）比较器闭环控制系统的工作过程怎样？它与开环控制系统相比有何不同？ 实践证明，这样的案例分析有助于学生理解开环控制和闭环控制的含义与工作原理。除了增设浮球和杠杆装置来实现自动控制外，是否可以采用其它手段来实现自动控制？（控制器用机械或电气，也可以用电位器（图2），检测装置，除了用浮球外，也可利用水的导电性能用电极检测）图2通过逐渐深入的拓展，使设计