《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出以培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。本文以“太陽能智能滅火垃圾桶”項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，探索以學(xué)科素養(yǎng)為導(dǎo)向，以科技創(chuàng)新項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式，這種模式不但能培養(yǎng)學(xué)生的五大核心素養(yǎng)，還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造火花和創(chuàng)新熱情。

一、項(xiàng)目的提出

難度過大的項(xiàng)目會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低，難度適中的項(xiàng)目最能激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲，促進(jìn)項(xiàng)目的完成。我將科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目與通用技術(shù)課標(biāo)的《發(fā)現(xiàn)問題》這一節(jié)內(nèi)容結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用缺點(diǎn)列舉法和希望列舉法發(fā)現(xiàn)生活中的問題，提出了設(shè)計(jì)滅火垃圾桶的想法。學(xué)生從“老師要求我做什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙鍪裁础?，形成以學(xué)生為主體、教師為指導(dǎo)者的角色定位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于其形成敏銳的技術(shù)感知和責(zé)任意識。

二、明確項(xiàng)目，構(gòu)思方案

在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生從垃圾桶的設(shè)計(jì)背景、應(yīng)用場合、要實(shí)現(xiàn)的主要功能、節(jié)能環(huán)保等方面，確定以“太陽能智能滅火垃圾桶”為項(xiàng)目，明確了設(shè)計(jì)要求和實(shí)現(xiàn)方法。在這個(gè)過程中，我向?qū)W生介紹了Arduino UNO控制板、傳感器、蜂鳴器、太陽能電池板、太陽能充電模塊以及Arduino IDE編程軟件，為學(xué)生提供技術(shù)支持。

學(xué)生提出了多個(gè)設(shè)計(jì)方案，通過手繪或用軟件制作設(shè)計(jì)圖，分析、比較、優(yōu)化后確定了最終方案。這個(gè)過程激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造潛能，幫助其建立了工程思維，發(fā)展出系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的籌劃性思維。

三、設(shè)計(jì)技術(shù)試驗(yàn)與驗(yàn)證

“太陽能智能滅火垃圾桶”由太陽能供電系統(tǒng)、火源檢測與自動滅火系統(tǒng)、水位檢測系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了水位檢測實(shí)驗(yàn)、火焰檢測實(shí)驗(yàn)、水泵抽水實(shí)驗(yàn)三個(gè)子系統(tǒng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)整體實(shí)驗(yàn)。此外，我還給學(xué)生補(bǔ)充了基本的編程知識和Arduino IDE的使用事項(xiàng)等。

通過這四個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生驗(yàn)證了子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)。學(xué)生經(jīng)歷了從設(shè)計(jì)圖到制作產(chǎn)品雛形的過程，激發(fā)了自身的創(chuàng)新興趣，提高了實(shí)踐能力，技術(shù)意識、工程思維等學(xué)科素養(yǎng)也得以提升。

四、方案物化

引導(dǎo)學(xué)生自行選擇材料、工具和工藝制作太陽能智能滅火垃圾桶，學(xué)生可手工制作垃圾桶的結(jié)構(gòu)模型，也可3D打印模型。在制作的過程中，學(xué)生將方案轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新的、有用的物品，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)想到成果的飛躍，不但培養(yǎng)了其自身的物化能力，更帶來了繼續(xù)創(chuàng)造的內(nèi)驅(qū)力。

五、展示與發(fā)散思維

在太陽能智能滅火垃圾桶制作完成后，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生參加了第45屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽，榮獲二等獎(jiǎng)。學(xué)生在這個(gè)過程中拓寬了視野，樹立了更高遠(yuǎn)的目標(biāo)，生成持續(xù)創(chuàng)新的動力。教師還可就此引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)發(fā)散思維，完善設(shè)計(jì)。

以科技創(chuàng)新項(xiàng)目為載體與通用技術(shù)教學(xué)融合的教學(xué)模式，符合科技創(chuàng)新和通用技術(shù)課程的內(nèi)在特點(diǎn)，將它們?nèi)诤蠈烧叨加写龠M(jìn)作用。這種教學(xué)模式能體現(xiàn)通用技術(shù)學(xué)科以創(chuàng)新、實(shí)踐為主的特色，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，提升了學(xué)生解決問題的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。