通用技術(shù)教學(xué)的實(shí)踐與革新(C[**]D制圖應(yīng)用)
專家們總是在課程要求中列舉出很多看似全面、正確,實(shí)則很難達(dá)到或者很難檢驗(yàn)是否達(dá)到的目標(biāo)。一線教師只能從實(shí)際出發(fā),完成可以完成的任務(wù)。本文介紹了自己在通用技術(shù)課程中的一些教學(xué)方法,案例。后半部分重點(diǎn)介紹了AUTOCAD制圖軟件應(yīng)用于技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容與效果,讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些AutoCAD軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用??梢宰屗麄冋J(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)并不只是用來(lái)打游戲,聊天,還可以用來(lái)做技術(shù)設(shè)計(jì)的工具。
通用技術(shù)課程在福建省已經(jīng)開(kāi)設(shè)了八年。八年來(lái)使用的蘇教版教材只有很小的改動(dòng)。但是老師們的教學(xué)內(nèi)容和方法,卻已經(jīng)和當(dāng)初有很大的不同。各個(gè)學(xué)校都根據(jù)自己學(xué)校的條件和任教老師的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出有本校特色的通用技術(shù)課程,這也是我們這門課程獨(dú)特的地位所造成的。一方面是中央教育部門對(duì)這門課程促進(jìn)教改寄予很大希望,設(shè)定必修四個(gè)學(xué)分選修四個(gè)學(xué)分。但又不能夠成為一門記憶知識(shí),加重學(xué)生負(fù)擔(dān)的課程,大部分地區(qū)都沒(méi)有納入省級(jí)會(huì)考。這種狀況實(shí)際上給教學(xué)改革與創(chuàng)新打開(kāi)了一扇大門。課程的內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)處于一種百家爭(zhēng)鳴,百花齊放的狀態(tài)。但是另一方面,在應(yīng)試教育的背景下,學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)的動(dòng)力,如何教好這門課,也給老師帶來(lái)不小的壓力。
一、傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與方式
(一)課堂教學(xué)
2006年課程剛開(kāi)設(shè)的時(shí)候,前兩年我基本上是按照教材的章節(jié)順序講授,三分之二是課堂教學(xué)。為了讓學(xué)生能夠認(rèn)真聽(tīng)課,我盡可能的尋找一些有關(guān)科技發(fā)展史,技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的視頻、光碟(例如自行車史話,電燈史話,PPS上播放的系列短片《制造的原理》),補(bǔ)充或替換課本上的案例。相比課本上語(yǔ)言敘述的案例,視頻資料的訊息更豐富生動(dòng),學(xué)生更喜歡。但是隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,學(xué)生接觸各種視頻材料的機(jī)會(huì)增多?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展非常迅速,通用技術(shù)課程的一項(xiàng)任務(wù)就是讓學(xué)生了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展。為了增加課程對(duì)學(xué)生的吸引力,我經(jīng)常關(guān)注網(wǎng)絡(luò)上的科技新聞,比如航天技術(shù),3D打印,新能源汽車,網(wǎng)絡(luò)金融技術(shù)等,盡量搜索和下載報(bào)道最新技術(shù)的科技視頻,及時(shí)在課堂教學(xué)中引用,每個(gè)學(xué)期都要盡可能更新視頻案例。學(xué)生很喜歡,經(jīng)常是抬頭看視頻,低頭做作業(yè)(我講課本內(nèi)容時(shí))。似乎不大正常。
我教過(guò)數(shù)學(xué),計(jì)算機(jī)和制圖。逐漸在課程里滲透了數(shù)學(xué)知識(shí),例如在講三視圖時(shí)講解了相應(yīng)的數(shù)學(xué)高考試題,在《流程與設(shè)計(jì)》中講過(guò)圖論里的“一筆畫”和“郵遞員最優(yōu)路徑選擇”(管梅谷的圖上作業(yè)法),在《結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》里講了蜂巢結(jié)構(gòu)最節(jié)省材料的數(shù)學(xué)原理(華羅庚數(shù)學(xué)講座),在《系統(tǒng)的優(yōu)化》里講過(guò)華羅庚的“優(yōu)選法”和高中解析幾何中的“線性規(guī)劃”(并簡(jiǎn)單介紹用mathematica軟件解決多元線性規(guī)劃問(wèn)題)。都是課本中的例題,我只不過(guò)作了知識(shí)拓展。學(xué)生都認(rèn)為我的數(shù)學(xué)講的生動(dòng)有趣,為什么不去當(dāng)數(shù)學(xué)老師,他們不知道,任何一門學(xué)科,只要套上了應(yīng)試教育的籠頭,就很難做到生動(dòng)有趣。
(二)技術(shù)實(shí)踐
技術(shù)實(shí)踐課是學(xué)生比較喜歡的。早期由于當(dāng)時(shí)的教學(xué)條件限制,主要以紙張,紙板為材料,所謂“紙糊的通用技術(shù)”,后來(lái)又增加膠合板木結(jié)構(gòu)制作。
(1)紙飛機(jī)
我結(jié)合第一冊(cè)技術(shù)試驗(yàn)及其方法。用軟件P[**]PER[**]IR(安裝軟件gpa setup)給學(xué)生上了一節(jié)紙飛機(jī)折疊與試驗(yàn)。這個(gè)軟件用淺顯的英語(yǔ)(可以借助翻譯軟件看懂大意)簡(jiǎn)單介紹了人類飛行夢(mèng)想和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。用動(dòng)畫詳細(xì)介紹了20幾種紙飛機(jī)的折疊方式。讓學(xué)生折疊3種不同型號(hào)的飛機(jī),并進(jìn)行飛行測(cè)試。(Owl似乎是效果最好的)
學(xué)生很高興的拿了紙飛機(jī)滿校園飛,從二樓三樓往下飛,引得保衛(wèi)科干部出來(lái)提醒同學(xué)注意安全。效果還可以。這個(gè)軟件是臺(tái)灣一個(gè)飛行技術(shù)??茖W(xué)校的講課PPT介紹的,要求專科學(xué)校學(xué)生課后參考這個(gè)軟件自己設(shè)計(jì)6種以上紙飛機(jī)并進(jìn)行測(cè)試。
(2)紙模型飛機(jī)
上世紀(jì)50年代前蘇聯(lián)的普?勒?阿若欣介紹一種適合青少年制作的紙模型飛機(jī),把機(jī)翼,機(jī)身,升降舵,方向舵分別用銅版紙制作再裝配??梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整側(cè)翼,升降舵,方向舵讓飛機(jī)平穩(wěn)飛行,可以作為結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),控制與設(shè)計(jì)實(shí)踐案例,學(xué)生也很喜歡,但是要做出高質(zhì)量的模型飛機(jī)不容易。涉及材料(紙張選擇),重心調(diào)整等等比較復(fù)雜。據(jù)介紹飛行距離可達(dá)30米左右,但我做的模型飛機(jī)只能飛到16米左右。我自己認(rèn)為這種模型飛機(jī)和真實(shí)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)很接近。取材容易,制作技術(shù)不難。但花比較多的時(shí)間會(huì)不會(huì)被評(píng)為“紙糊的技術(shù)”,雖然紙折的飛機(jī)也可以獲獎(jiǎng),但是我們的通用技術(shù)嗎?所以只用2節(jié)課每人做一架飛機(jī),沒(méi)有認(rèn)真作細(xì)心調(diào)整,效果一般。
(3)造橋軟件(虛擬實(shí)驗(yàn))
造橋游戲軟件bridge building game也很有趣,應(yīng)該屬于虛擬實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在電腦上使用限定的材料建造概念性的橋梁并進(jìn)行壓力測(cè)試與分析,在玩游戲的過(guò)程中可以學(xué)到結(jié)構(gòu)力學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí),可以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)這一章。
(4)模型設(shè)計(jì)制作
發(fā)泡KT板是一種色彩鮮艷,容易加工的材料。我在結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)這一章教學(xué)中,讓學(xué)生用KT板作過(guò)相框,建筑模型,結(jié)構(gòu)模型。可以讓學(xué)生自己從網(wǎng)絡(luò)上或者上屆學(xué)生的作品中獲得靈感,不必做過(guò)多的限制。要指導(dǎo)學(xué)生一些細(xì)節(jié)如切割板材,結(jié)構(gòu)連接等。
學(xué)生從設(shè)計(jì)到制作大約2-3節(jié)課。
木工制作比較麻煩,準(zhǔn)備材料和工具,指導(dǎo)學(xué)生操作工具。清理教室。因?yàn)橐还?jié)課只有40分鐘,學(xué)生趕下一節(jié)上其他科,往往無(wú)法把工作臺(tái)整理干凈。特別是一周16節(jié)課,還要指導(dǎo)組織學(xué)生,分配好工具和材料,注意不要發(fā)生工傷事故,非常累。
如果用1毫米厚的薄木板,用插接的方式,可以只用割刀,但設(shè)計(jì)和制作難度也不小。
如果用5毫米到8毫米厚的膠合板,用手電鋸和手電鉆加工比較合適。耗材木材,鋸片,鐵釘,膠水,特別是木材消耗特別多,學(xué)生并非熟練工人,在試錯(cuò)過(guò)程中就損耗了不少木材,所以,我們一開(kāi)始就要求學(xué)生不要做太大的結(jié)構(gòu),30厘米以下即可。
二、[**]utoC[**]D制圖的教學(xué)與實(shí)踐
我所在的學(xué)校是省級(jí)重點(diǎn)中學(xué),學(xué)生總有做不完的作業(yè)。通用技術(shù)沒(méi)有會(huì)考?jí)毫?,很多學(xué)生會(huì)在技術(shù)課講課本內(nèi)容時(shí)做作業(yè),除非有有趣的視頻資料或?qū)W生感興趣的內(nèi)容。實(shí)際上兩本必修教材里必須掌握的基本概念并不多。主要有:設(shè)計(jì)一件產(chǎn)品的幾個(gè)步驟、技術(shù)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)的幾種方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度問(wèn)題、流程的優(yōu)化、系統(tǒng)的優(yōu)化、開(kāi)環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念。加上適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,16個(gè)課時(shí)就夠了。三分之一課時(shí)就足夠了。我們技術(shù)課是每周2節(jié),兩個(gè)學(xué)期。
實(shí)踐課實(shí)際上效率不高,一個(gè)班級(jí)55個(gè)人,專用教室面積不夠大,材料和工具不足。學(xué)生擁擠,老師擔(dān)心安全問(wèn)題。學(xué)生不是熟練工人,要做一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu),有可能做出廢品,浪費(fèi)很多材料。分組作業(yè),部分學(xué)生可做出較好的作品,但有一半學(xué)生實(shí)際上沒(méi)有認(rèn)真參與,收獲不大,所以,如果把其余時(shí)間全部用來(lái)上實(shí)踐課是浪費(fèi)了這一半學(xué)生的寶貴時(shí)間。
增加什么樣的教學(xué)內(nèi)容,既切合我們這門課程《技術(shù)與設(shè)計(jì)》,又能夠讓盡可能多的學(xué)生感興趣,學(xué)有所得。而且還必須是學(xué)校目前條件能實(shí)行的?我曾經(jīng)思考過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間。我在教通用技術(shù)之前教制圖課時(shí)就已經(jīng)自學(xué)了[**]utoC[**]D制圖軟件用于制圖教學(xué)演示。知道這是一款功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件,能夠繪制平面圖形也能夠構(gòu)建立體模型,國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用,而且很容易獲得不花錢的共享軟件?!都夹g(shù)與設(shè)計(jì)1》只是在第六章后面作為選學(xué)內(nèi)容作了一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。能否把這部分內(nèi)容增加,讓學(xué)生初步掌握[**]utoC[**]D制圖軟件?我從網(wǎng)絡(luò)上了解到,國(guó)外中學(xué)的技術(shù)課程,都把學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)。實(shí)際上,現(xiàn)代科技的發(fā)展,使得任何一門學(xué)科的研究人員,如果不懂得使用計(jì)算機(jī)作為工具,必定被遠(yuǎn)遠(yuǎn)的拋在后面。只有中國(guó)的應(yīng)試教育,還在強(qiáng)迫學(xué)生用筆用腦去完成計(jì)算機(jī)瞬間就能完成的工作,怪不得出國(guó)留學(xué)的學(xué)生人數(shù)越來(lái)越多,年紀(jì)越來(lái)越小。
習(xí)近平在2014年國(guó)際工程科技大會(huì)上說(shuō)過(guò)“信息技術(shù)成為率先滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活各領(lǐng)域的先導(dǎo)技術(shù),將促進(jìn)以物質(zhì)生產(chǎn)、物質(zhì)服務(wù)為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式向以信息生產(chǎn)、信息服務(wù)為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,世界正在進(jìn)入以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期?!毙畔⒓夹g(shù),就是使用電腦和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)研究創(chuàng)造的技術(shù),現(xiàn)代文盲,就是只會(huì)用電腦打游戲的人。
專家們總是在課程要求中列舉出很多看似全面、正確,實(shí)則很難達(dá)到或者很難檢驗(yàn)是否達(dá)到的目標(biāo)。一線教師只能從實(shí)際出發(fā),完成可以完成的任務(wù)。我認(rèn)為,讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些[**]utoC[**]D軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用??梢宰屗麄冋J(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)并不只是用來(lái)打游戲,聊天。還可以用來(lái)做技術(shù)設(shè)計(jì)的工具。即使他們以后學(xué)習(xí)的是其他繪圖軟件,這個(gè)基礎(chǔ)也是有用的。
從2010年開(kāi)始,我教學(xué)生學(xué)習(xí)C[**]D繪圖,應(yīng)為沒(méi)有專用電腦教室,插空在信息技術(shù)教師上課,只能每周一節(jié)。教學(xué)時(shí)數(shù)從開(kāi)始的8節(jié)到最近一屆的20節(jié)。教材是我自己編的《高一通用技術(shù)[**]utoC[**]D制圖教案》(在百度文庫(kù)里可以搜索到),下面圖案(通用技術(shù)網(wǎng)按:本處省略了大部分圖片)都是學(xué)生的作業(yè),除了最后2個(gè)立體模型,大部分學(xué)生(60%以上)都可以畫出,課時(shí)安排僅供參考。
(一)在1-3節(jié)課,學(xué)生用C[**]D的鏡像,陣列,填充,涂色,很快可以學(xué)會(huì)下面圖形繪制,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
在4到6節(jié)課,學(xué)生可以用C[**]D設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單商標(biāo),學(xué)過(guò)畫圖的學(xué)生畫得更好。
(二)7-9節(jié)課,學(xué)生可以畫出簡(jiǎn)單的三視圖,并且標(biāo)注尺寸。實(shí)際上根據(jù)學(xué)生反映,初中階段就已經(jīng)學(xué)過(guò)三視圖,基本概念已經(jīng)掌握。但用C[**]D畫圖,對(duì)比初中的手工畫圖,效率提高太多了,特別是學(xué)生看到標(biāo)注尺寸的快捷方便,大大提高了學(xué)習(xí)興趣。
(三)接下來(lái)可以學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的立體建模,(4節(jié)課),用C[**]D的實(shí)體拉伸和差集,并集功能,在C[**]D的模型空間構(gòu)造立體模型,構(gòu)造出來(lái)的模型文件可以輸入3D打印機(jī)打印出實(shí)體模型。目前我校還沒(méi)有3D打印機(jī),但是學(xué)會(huì)C[**]D立體建模,操作3D打印機(jī)應(yīng)該不難。
(四)在學(xué)生學(xué)會(huì)構(gòu)建立體模型的基礎(chǔ)上,可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)用C[**]D把立體模型轉(zhuǎn)化為三視圖和軸測(cè)圖(2節(jié)課)。先構(gòu)建立體模型再轉(zhuǎn)化為三視圖和軸測(cè)圖比直接畫三視圖與軸測(cè)圖更容易,更快速,尤其是軸測(cè)圖。下面是學(xué)生的作業(yè),有些細(xì)節(jié)還有待完善。先構(gòu)建右圖立體模型。
再轉(zhuǎn)化為三視圖和軸測(cè)圖。
(五)使用C[**]D的立體建模功能,可以比較直觀的把自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想表達(dá)出來(lái)。
(1)使用C[**]D的旋轉(zhuǎn)功能,可以很容易的構(gòu)造出酒杯(右邊使用渲染)
復(fù)雜一點(diǎn)的結(jié)構(gòu),獎(jiǎng)杯、校園涼亭等。
(2)下面幾個(gè)模型是先讓學(xué)生在老師指導(dǎo)下在C[**]D上設(shè)計(jì)出來(lái),再讓學(xué)生用KT板或者木板制作出來(lái)。當(dāng)然,理論和實(shí)踐是有差距的。能設(shè)計(jì)出來(lái)不一定能夠做出來(lái),同樣,能做出來(lái)也不一定能用C[**]D畫出來(lái)。
(3)日常用品的設(shè)計(jì),這部分內(nèi)容比較難,但也是最能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力,還有盤子的花紋使用渲染成型等。
三、小結(jié)
通用技術(shù)課程是一門比較特別的課程。要花很多的錢購(gòu)置設(shè)備,這些設(shè)備有不少是用來(lái)做擺設(shè)供參觀使用的(不買不行,否則不達(dá)標(biāo))。老師則可以叫一個(gè)任意科目的老師上崗。因?yàn)闆](méi)有通用技術(shù)專業(yè)的本科生。學(xué)生的技術(shù)課成績(jī)與高考成績(jī)沒(méi)有相關(guān)性,學(xué)科地位被逐漸的邊緣化。
我們學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)還是比較重視的,花錢的耗材和容易損壞的實(shí)用小工具都舍得花,對(duì)我上C[**]D課程也很支持,去年已經(jīng)為我們學(xué)科專門配置了一間電腦教室。
我的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),特別是C[**]D制圖部分,由于我的數(shù)學(xué)電腦背景和個(gè)人興趣,我實(shí)際上畫了幾百幅C[**]D圖,才能夠在教學(xué)中得心應(yīng)手,游刃有余。我的經(jīng)驗(yàn)并不具備可復(fù)制性。但是每一位老師都有自己的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。只要找到和技術(shù)學(xué)科的結(jié)合點(diǎn),認(rèn)真鉆研,一定可以找到合適的教學(xué)內(nèi)容與方法。評(píng)價(jià)的目標(biāo)應(yīng)該是,學(xué)生喜歡學(xué),有利于學(xué)生未來(lái)的發(fā)展,提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng),老師教的過(guò)程中有成就感。
我相信,隨著教育形勢(shì)的不斷發(fā)展,以高考成績(jī)論英雄的教育目標(biāo)將被逐漸淡化,教育以人為本的目標(biāo)將被逐步強(qiáng)化,有遠(yuǎn)見(jiàn)的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)也會(huì)越來(lái)越重視這個(gè)學(xué)科的建設(shè),通用技術(shù)學(xué)科的地位會(huì)有所提高。
注:
1、文中所提及的軟件,都可以在網(wǎng)上搜索到,也可以在qq上向我索取。
2、阿若欣的《紙模型飛機(jī)》和管梅谷的《圖上作業(yè)法》,網(wǎng)上可能找不到,如果有興趣等我找時(shí)間制作成PDF傳群上共享。
3、本文內(nèi)容觀點(diǎn)均為個(gè)人意見(jiàn),如有不同意見(jiàn)歡迎批評(píng)指正。
福建省廈門外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 王明輝