五連環(huán)在通用技術(shù)課程中的運(yùn)用
科學(xué)和人文融合是新的通用技術(shù)課程的特點(diǎn)之一,傳統(tǒng)五連環(huán)富含民族文化和智慧,它的結(jié)構(gòu)、制作和解環(huán)游戲,讓學(xué)生能夠在《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》的“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”、“系統(tǒng)與設(shè)計(jì)”、“流程與設(shè)計(jì)”部分獲得直接的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn),尤其是它的和奧運(yùn)五環(huán)的對(duì)應(yīng),也承載起了奧運(yùn)情懷和精神,很好地體現(xiàn)了通用技術(shù)課程科學(xué)與人文的結(jié)合、立足實(shí)踐和高度綜合的特點(diǎn)。
通用技術(shù)是產(chǎn)生于新課改背景下的一門新課程,它關(guān)注全體學(xué)生的發(fā)展,著力培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、創(chuàng)造思維、實(shí)踐能力。2008年,第29屆國際奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京舉辦,在全國人民滿腔熱情地用各種形式迎接奧運(yùn)的時(shí)候,我校的通用技術(shù)課堂也充滿著迎奧運(yùn)的激情,學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)、實(shí)踐技術(shù)與設(shè)計(jì)的同時(shí),制作出了奧運(yùn)五彩顏色的五連環(huán),并且用傳統(tǒng)的智慧將五連環(huán)變化成彩色奧運(yùn)五環(huán)的形式。將標(biāo)志國際奧林匹克運(yùn)動(dòng),代表奧林匹克精神與文化,象征五大洲的團(tuán)結(jié)以及全世界運(yùn)動(dòng)員以公正、坦率的比賽和友好的精神在奧運(yùn)會(huì)上相見的奧運(yùn)五環(huán)和傳統(tǒng)的五連環(huán)結(jié)合起來,融入技術(shù)與設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生們用自己的雙手表達(dá)著濃郁的愛情熱情和奧運(yùn)情懷,體驗(yàn)著通用技術(shù)學(xué)習(xí)中的收獲。
通用技術(shù)課程目前包含有技術(shù)與設(shè)計(jì)1和技術(shù)與設(shè)計(jì)2兩個(gè)必修模塊和七個(gè)選修模塊,其中技術(shù)與設(shè)計(jì)2 包括4個(gè)單元。我校通用技術(shù)教研組用心研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材,根據(jù)多年來在初中部開展的形式多彩的傳統(tǒng)的九連環(huán)教育活動(dòng)的顯著的素質(zhì)教育效果和成功的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)技術(shù)和設(shè)計(jì)課程的要求和五連環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),把五彩連環(huán)作為技術(shù)與設(shè)計(jì)2課程的載體引進(jìn)單元教學(xué)中,充分體現(xiàn)了通用技術(shù)課程的特點(diǎn),體現(xiàn)了技術(shù)與人文的結(jié)合,也滲透著2008北京奧運(yùn)和愛國的教育和宣傳。
一、技術(shù)與設(shè)計(jì)2中的五連環(huán)部件制作
1.五連環(huán)的結(jié)構(gòu)和制作
傳統(tǒng)的五連環(huán)和九連環(huán)一樣,都是由環(huán)圈、連桿、環(huán)柄和底座幾部分組成,各部分都可以用鐵絲或其他金屬絲制作,鐵絲的加工是主要的制作工藝。通過五連環(huán)的制作,學(xué)生可以實(shí)踐并學(xué)會(huì)斜口鉗、尖嘴鉗等常見工具的使用,學(xué)會(huì)一些鐵絲的造型和加工工藝,在加工過程中形成一定的質(zhì)量意識(shí),形成一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和欣賞能力。
2.流程與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和實(shí)踐設(shè)計(jì)
技術(shù)與設(shè)計(jì)中流程與設(shè)計(jì)部分,主要要求學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)生產(chǎn)生活中的一些流程,了解流程以及環(huán)節(jié)和時(shí)序等相關(guān)技術(shù)語言,會(huì)設(shè)計(jì)簡單流程并會(huì)用流程圖的形式表達(dá),會(huì)分析流程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些基本因素,能夠根據(jù)所給條件對(duì)設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行優(yōu)化。而五連環(huán)主要由環(huán)圈、連桿、環(huán)柄和底座等部件組成,其中每一個(gè)部件的制作都可以體現(xiàn)出流程、流程的設(shè)計(jì)和流程的優(yōu)化。
讓學(xué)生在初步認(rèn)識(shí)流程的相關(guān)概念后,在五連環(huán)各部件的制作過程中,在集體的合作學(xué)習(xí)中,在參與奧運(yùn)的責(zé)任和精神的激勵(lì)中,體驗(yàn)和經(jīng)歷加工過程,從而體驗(yàn)流程、設(shè)計(jì)流程、表達(dá)流程和優(yōu)化流程,在實(shí)踐中真正形成對(duì)流程及相關(guān)概念的認(rèn)識(shí)和理解,達(dá)到甚至超額完成單元學(xué)習(xí)目標(biāo)。這里的學(xué)習(xí)學(xué)生獲得的有對(duì)書本知識(shí)的理解,有常見工具使用及金屬加工技術(shù)素養(yǎng)的提高,有團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)合作的精神的形成,還有產(chǎn)品加工質(zhì)量意識(shí)的強(qiáng)化,傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代奧運(yùn)知識(shí)的擴(kuò)充及愛國和社會(huì)責(zé)任感的提升。
五連環(huán)各部件的制作可以根據(jù)單元教學(xué)的需要合理安排和穿插,不為做五連環(huán)而做五連環(huán),制作服務(wù)于課程。例如:
1)環(huán)圈的制作
由于環(huán)圈的制作包含有一定的工具使用技術(shù)、鐵絲加工技術(shù)和加工流程,且比較容易成功,環(huán)圈的制作可以安排在本單元第一節(jié)《生產(chǎn)和生活中的流程》的學(xué)習(xí)中,在學(xué)生剛剛開始認(rèn)識(shí)流程的初期,引入15分鐘左右的環(huán)圈制作,在基本上沒有從事過此類加工實(shí)踐,又有為參與奧運(yùn)的背景的激勵(lì),通常學(xué)生會(huì)以極大的熱情投入,每人能生產(chǎn)出幾十個(gè)環(huán)圈,對(duì)流程的認(rèn)識(shí)會(huì)產(chǎn)生特別的效果。在第二課時(shí)同樣穿插15分鐘左右的環(huán)圈制作,不僅技術(shù)素養(yǎng)得到明顯的提升,對(duì)流程及有關(guān)概念的認(rèn)識(shí)更加清晰。
制作工具:選用普通的5號(hào)干電池(作加工鐵圈的圓柱體),斜口鉗(作剪斷工具),尖嘴鉗。
加工要求:環(huán)圈大小一致、圓順、閉合好。
團(tuán)隊(duì)組織:全班根據(jù)學(xué)號(hào)分為9個(gè)小組,原材料鐵絲保證供應(yīng),由組長組織生產(chǎn)并驗(yàn)收,完成的環(huán)圈數(shù)目是小組的總得分,發(fā)現(xiàn)一個(gè)廢品全部報(bào)廢,不能得分,總分除以小組參加制作的人數(shù)是個(gè)人得分,教師當(dāng)場驗(yàn)收公布,課代表記錄。
加工流程:順直鐵絲→圓柱上纏繞(緊齊密)→剪端頭→剪圈→閉合圈→質(zhì)檢驗(yàn)收并計(jì)數(shù)
教學(xué)過程中,教師首先引導(dǎo)學(xué)生分析環(huán)圈制作流程中的重要環(huán)節(jié)和加工技術(shù)及工藝要點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)要求試驗(yàn)加工,體驗(yàn)各要素的技術(shù)要求,經(jīng)過實(shí)際操作后設(shè)計(jì)并寫出流程,再進(jìn)行加工生產(chǎn)積分。在體驗(yàn)中,學(xué)生們學(xué)會(huì)了使用圓柱、斜口鉗,學(xué)會(huì)了將鐵絲加工成鐵圈、控制鐵圈的閉合和張開、設(shè)計(jì)和表達(dá)簡單的流程,還學(xué)會(huì)了把好質(zhì)量關(guān),也有了安全意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。
流程的優(yōu)化:隨著流程的體驗(yàn)和展開,以及對(duì)目標(biāo)和要求的理解,為了更好更快地加工環(huán)圈,引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)一步分析流程的影響因素,總結(jié)實(shí)踐過程,根據(jù)所給條件產(chǎn)生一些優(yōu)化的流程設(shè)計(jì),這里主要體現(xiàn)為分工和合作的優(yōu)化。
2)連桿的制作
為保證質(zhì)量,連桿制作可以分為兩個(gè)過程,剪連桿材料過程和加工端頭小圈過程。讓學(xué)生經(jīng)歷每一過程的意義比環(huán)圈的制作更有其獨(dú)特的、廣泛的意義。
在連桿的加工過程,尤其是第一個(gè)剪連桿材料過程中,突出體現(xiàn)的是流程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
其加工基本流程為:順直鐵絲→量取長度→剪樣本→檢驗(yàn)→比照樣本生產(chǎn)成品→質(zhì)檢驗(yàn)收并計(jì)數(shù)。
這里的優(yōu)化指標(biāo)不僅有分工優(yōu)化,更有典型的工藝優(yōu)化(從標(biāo)準(zhǔn)樣本的加工到多根同時(shí)加工),工期優(yōu)化,成本優(yōu)化等等。
在制作端頭小圈過程中,重點(diǎn)體現(xiàn)的是尖嘴鉗加工使用技術(shù)、閉合小圈的加工技術(shù)和材料使用率,廢品率的控制。
流程:
在《流程的設(shè)計(jì)》一節(jié)中,插入剪連桿材料的簡單加工過程,學(xué)生可以比較輕松地完成流程的設(shè)計(jì),真正體驗(yàn)和學(xué)會(huì)簡單流程的設(shè)計(jì),同時(shí)在《流程的優(yōu)化》一節(jié)中也插入做連桿的過程,讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析優(yōu)化的條件,設(shè)定優(yōu)化的目標(biāo),會(huì)表達(dá)出優(yōu)化的流程。
3)環(huán)柄的制作
環(huán)柄的制作既可以作為流程與設(shè)計(jì)的總結(jié),也可以放在系統(tǒng)與設(shè)計(jì)單元中,以方便學(xué)生對(duì)五連環(huán)系統(tǒng)和要素(部分)的認(rèn)識(shí)。
加工流程:
1.取長度約20厘米鐵絲順直
2.取中,手指控制呈弧度對(duì)折
3.交叉,使交叉點(diǎn)距圓弧端頭約4-5厘米
4.用尖嘴鉗固定交叉點(diǎn)內(nèi)側(cè)(見圖),打開交叉點(diǎn)外側(cè)緊密180度旋轉(zhuǎn)4次
5.用手指調(diào)整環(huán)柄寬度約0.6厘米,框兩端呈圓弧,手柄處藏進(jìn)端頭(安全),做成造型以便于持穩(wěn)
環(huán)柄的制作可以安排在系統(tǒng)與設(shè)計(jì)單元第一節(jié)內(nèi)容《系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)》中,在展示五連環(huán)系統(tǒng),認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的概念之后,讓學(xué)生有20分鐘左右的時(shí)間從事五連環(huán)重要部件(要素)——環(huán)柄的制作,對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)很有意義。
環(huán)柄的制作比環(huán)圈和連桿的制作有更多的結(jié)構(gòu)和藝術(shù)設(shè)計(jì)以及精致制作的要求,有利于學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的進(jìn)一步發(fā)展。
二、技術(shù)與設(shè)計(jì)中的五連環(huán)組裝和解環(huán)
1.系統(tǒng)與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)
技術(shù)與設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)與設(shè)計(jì)部分,主要要求學(xué)生能夠通過對(duì)簡單系統(tǒng)的了解,理解系統(tǒng)和系統(tǒng)的基本特性,初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法,初步學(xué)會(huì)并實(shí)踐簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。五連環(huán)的結(jié)構(gòu)滿足系統(tǒng)構(gòu)成的條件,其組裝過程就是一個(gè)典型的系統(tǒng)的形成過程,其解環(huán)過程又是一個(gè)典型的系統(tǒng)分析過程。
2.五連環(huán)的組裝
五連環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖。其基本要素是五個(gè)帶連桿的環(huán)、帶框的環(huán)柄和有五個(gè)洞眼的底板,它們之間相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約,形成了一個(gè)不可分割的整體。在《系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)》的學(xué)習(xí)的第二、三課時(shí),在學(xué)習(xí)了構(gòu)成系統(tǒng)的條件和系統(tǒng)的基本特性后,安排兩次五連環(huán)的組裝,第一次作為試驗(yàn)和學(xué)習(xí),為自己制作一個(gè)試驗(yàn)器材,第二次作為呈現(xiàn)給奧運(yùn)的禮品,同時(shí)鞏固對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成系統(tǒng)的條件和系統(tǒng)的基本特性的認(rèn)識(shí)。
1)環(huán)與環(huán)的連接
環(huán)與環(huán)之間不直接連接,即互不相套,但它們之間又有緊密的聯(lián)系。前一個(gè)環(huán)的桿總是插入后一個(gè)環(huán)的圈中,后一個(gè)環(huán)的圈總是要圈住前一個(gè)環(huán)的桿。就這樣你中有我,我中有你,環(huán)環(huán)相扣,緊密聯(lián)系在一起。
2)環(huán)與環(huán)柄的連接
環(huán)與環(huán)柄的關(guān)系有兩種,連接和不連接。環(huán)與環(huán)柄的連接比較復(fù)雜,首先環(huán)的桿要從環(huán)柄的框中穿過,圈還要套在環(huán)柄框上,使連接處在框的正上方,同時(shí)還要滿足環(huán)與環(huán)之間的連接。從而導(dǎo)致前面環(huán)的桿既要穿過框,還要穿過后一個(gè)環(huán)的圈。形成環(huán)、環(huán)相連,環(huán)、圈相連。
3)環(huán)與底座的連接
環(huán)與環(huán),環(huán)與環(huán)柄的連接,只是確定了相互關(guān)系和相對(duì)位置,但連接是松散的,隨時(shí)都會(huì)被打亂,被破壞。底座的作用就是通過固定五個(gè)桿之間的相對(duì)位置,固定相互之間的依賴和作用關(guān)系,使之成為一個(gè)整體。環(huán)與底座的連接操作就是將環(huán)的桿依次插到底座的洞眼中,在末端做成圈不使脫出以固定相對(duì)位置。
五連環(huán)組裝的教學(xué)和實(shí)踐,是對(duì)系統(tǒng)的解剖、要素的認(rèn)識(shí)、典型系統(tǒng)的組建,也是對(duì)系統(tǒng)的整體性、相對(duì)性、目的性、動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性等系統(tǒng)基本特性的探索和認(rèn)識(shí)。在這樣一次對(duì)加工工藝和質(zhì)量的深入實(shí)踐過程中,同學(xué)們對(duì)五連環(huán)結(jié)構(gòu)和奧運(yùn)五環(huán)的認(rèn)識(shí)也得到了提升。
3.五連環(huán)的解環(huán)
五連環(huán)是中華傳統(tǒng)智慧文化的象征之一,它的重要功能就是通過解環(huán)操作,訓(xùn)練腦的思維、手的靈巧、手腦的協(xié)調(diào)。整個(gè)解環(huán)過程滲透著系統(tǒng)分析的思想和方法,體現(xiàn)了整體性、科學(xué)性和綜合性等一般原則,是對(duì)學(xué)生系統(tǒng)分析能力的很好培養(yǎng)。
解環(huán)就是按一定目標(biāo)改變環(huán)的上下狀態(tài)。如:將原始狀態(tài)改變?yōu)閵W運(yùn)五環(huán)狀態(tài)①、環(huán)柄抽出狀態(tài)(全下)②等。由于環(huán)與環(huán),環(huán)與環(huán)柄之間的相互作用、相互聯(lián)系、相互依賴,要想改變環(huán)的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo),沒有對(duì)系統(tǒng)整體、科學(xué)、綜合的分析,是無法實(shí)現(xiàn)的。
解環(huán)的操作有上環(huán)和下環(huán),下環(huán)操作是將環(huán)從環(huán)柄上向外拉出,從框中間穿下;上環(huán)操作是將環(huán)從框中間穿上,再保持連接處在框上方,把環(huán)套上環(huán)柄。環(huán)在上即環(huán)與桿連接處在環(huán)柄框的正上方,此時(shí)可以操作下環(huán),否則反之。通常初始狀態(tài)是環(huán)全部在環(huán)柄上。
解前面的環(huán)比較容易。第1環(huán)可以隨意上下,第1,2環(huán)可以同時(shí)上下;但要融入系統(tǒng)中,從整體角度分析、靈活運(yùn)用并非易事,需要通過一次次實(shí)踐,才能真正掌握。要解下后面的環(huán)更需要科學(xué)的分析和整體的考慮。后面的每一個(gè)環(huán)都和其前面的環(huán)緊密聯(lián)系,它們之間既相互制約,又相互依賴。要上下后面任一環(huán),必須滿足該環(huán)前面只有緊靠的一環(huán)在環(huán)柄上。
要想解出奧運(yùn)五環(huán),就要使1、3、5環(huán)在環(huán)柄上,2、4環(huán)在環(huán)柄下,對(duì)于初始狀態(tài)而言,就是要下第4和第2環(huán),系統(tǒng)分析圍繞下第2,4環(huán)展開,首先具體為下第4環(huán),根據(jù)下第4環(huán)的條件,必須下第1,2環(huán),……,經(jīng)過分析,落實(shí)最佳方案是:1-2下,4下,1上。雖然最捷徑的路只需要3個(gè)操作,但為了這3次操作,很多學(xué)生要經(jīng)過幾十次試驗(yàn),反復(fù)地推理分析,在經(jīng)歷中真正學(xué)會(huì)了簡單系統(tǒng)的分析。隨著奧運(yùn)五環(huán)的呈現(xiàn),同學(xué)們歡呼雀躍,真正感受著奧運(yùn)精神。同樣的系統(tǒng)分析和推理思考,目標(biāo)換成解下全部5個(gè)環(huán),其捷徑至少需要16步操作。隨著難度的加深,分析能力也在得到提高。最后還可以提出更高要求,在1分鐘限時(shí)內(nèi),至少完成一回合上下,越快越好;從五連環(huán)還可以升級(jí)到傳統(tǒng)的九連環(huán)。
五連環(huán)的解環(huán)安排在系統(tǒng)的分析介紹以后,學(xué)生人人手上都有體驗(yàn)器材——五連環(huán),有20分鐘的解環(huán)分析和解環(huán)實(shí)踐即可,學(xué)生會(huì)自然地把課上的學(xué)習(xí)和練習(xí)帶到課外,在系統(tǒng)分析的實(shí)踐中學(xué)會(huì)系統(tǒng)分析,奮發(fā)向上,不斷提升智慧和能力。
三、五連環(huán)承載的奧運(yùn)情結(jié)
五連環(huán)和奧運(yùn)五環(huán)的數(shù)目恰好相同,按照奧運(yùn)五環(huán)的五彩順序做出的彩色五連環(huán)、解出的顏色與狀態(tài)和奧運(yùn)五環(huán)恰好相同。這兩個(gè)“相同”是幾千年傳承下來的連環(huán)套給我們的智慧和財(cái)富,能夠用自己的雙手做出和解出奧運(yùn)五連環(huán),無疑令激情飛揚(yáng)的中學(xué)生無比自豪和興奮。黑板上不斷顯示和遞增著完成合格環(huán)圈數(shù)目的得分、完成合格連桿的得分、完成精致手柄的得分……同學(xué)們的臉上綻放著笑容,手上磨出的水泡、滿紙的學(xué)習(xí)筆記,無一不在抒發(fā)著他們的愛國情感和奧運(yùn)情結(jié)。他們不僅自己做環(huán)、解環(huán),在技術(shù)與設(shè)計(jì)中用自己的行動(dòng)參與著奧運(yùn),表達(dá)著自己對(duì)奧運(yùn)的期盼和祝愿,還將自己做的五彩連環(huán)送給親人和朋友,教周圍的人做環(huán)、解環(huán),把優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化和對(duì)奧運(yùn)的獨(dú)特情感傳向四面八方。
五連環(huán)連接了課堂和奧運(yùn),讓學(xué)生在經(jīng)歷中學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)和實(shí)踐,親近了傳統(tǒng)智慧,親近了現(xiàn)代奧運(yùn)。在活動(dòng)中,學(xué)生們的技術(shù)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)、實(shí)踐能力都得以提高,而且還在團(tuán)隊(duì)合作中領(lǐng)悟著責(zé)任,在激情體驗(yàn)中分享著快樂,在快樂學(xué)習(xí)中,實(shí)現(xiàn)了通用技術(shù)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生用親身體悟解讀著奧運(yùn)精神,也在奧運(yùn)精神的激勵(lì)下,體驗(yàn)著通用技術(shù)課程的意義,更加健康、茁壯地成長。
南京市第十三中學(xué) 羅潔華