“五步六維”優化通用技術項目教學設計

嚴加強：浙江省臨安中學通用技術特級教師。杭州市通用技術新銳教師、杭州市技術學科新入職教師培訓班負責人。主編《電子技術綜合應用》《可編程控制技術原理與實訓》《通用電子控制技術》等教材。2020年主持浙江省教師教育專項課題獲一等獎，撰寫的論文獲浙江省一等獎。長期研究數字化教學，積極探索數字化教學資源支持下“教學范式”向“學習范式”的轉換，使數字技術的功能從“支持教師的教”轉變為“支持學生的學”。

通用技術學科特點決定了以學生為中心實施項目教學將成為趨勢。以情境為基礎、以問題為線索，教師通過任務驅動學生參與多樣化學習活動將成為該學科教學常態。教學中教師應盡量創設與學生經驗密切聯系的多樣化學習情境，引導學生自主、合作、探究，參與技術體驗、技術設計、技術制作、技術試驗等實踐活動，促進學生學科核心素養的形成與發展。教學設計能力的提升，依賴于教師自身探索嘗試與能力素養的提高。通用技術教師要更新教學理念，調整設計策略，提升信息素養，科學應用信息技術引導學生將項目學習與做事、做人建立自然關聯，讓學生在項目學習中理解概念，發展高階思維，觸發跨情境遷移，釋放創造力，使學生自主學習發生在最近發展區并指向深度學習。筆者借助數字技術，嘗試按“五步六維”的程式改進項目教學設計，即設計學習分析、建構表征、設計開發、嘗試應用和評估反饋五個步驟，并從驅動問題、核心知識、學習實踐、高階認知、發布成果、學習評價六個維度推進項目教學，圍繞項目問題的解決，利用數字化工具平臺和輔助手段，為學生的學習與成長賦能，提高了效率。

一、圍繞學科核心素養融合信息技術設計項目教學單元

（一）圍繞核心素養重構項目學習單元

隨著高中課程教學改革的深入，教學組織形式發生了較大的變化，分層、分類、分項選課走班教學逐漸被師生接受。《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》注重對學生學科核心素養的培養。筆者認為，開展項目教學勢在必行。基于案例論述相關原理、規律和方法，是大多數教材單元知識的編排方法，而項目教學則要求教師根據學科核心素養培養要求，重新構建項目教學單元，引導學生合作探究、操作實踐，解決開放式、挑戰性的項目問題。從某種意義上講，問題即“項目”。教師需要從問題出發重新組織內容，構建新的教學單元。當然，通用技術項目教學中的情境問題可以是自身在生活中遇到的，也可以是他人給出的，還可以是基于一定目的由學生發現并試圖解決的，但一定要適合教學并有利于促進學生學科核心素養發展。

（二）做好項目教學單元設計，促進學生深度學習

教師設計項目教學，讓學生在實踐中深度學習，就是為學生應對未來挑戰賦能。教師設計通用技術項目教學單元先要創設真實情境，設計一項學生樂于參與且能連續開展的活動，基于真實情境提出開放式、挑戰性的問題，構建項目學習單元。學生圍繞單元主題在“做”中“學”，在“學”中“思”，在“思”中“做”，實現“做”“學”“思”三者有機統一。學生通過合作探究，高度自主參與學習活動，提出解決問題的方案，設計并制作項目作品。項目主題是開放式、挑戰性的，學生可以根據需要挑選平臺工具，收集資源，尋找合作伙伴，尋求教師幫助。在活動中學生細心觀察、合作探究，通過實際應用來驗證自己的猜想，檢驗自己的方案是否有效，在具身實踐和深度學習中獲得發展。

（三）借助信息技術支持項目教學

教學組織形式改變，教學手段也要同步提升。當今社會高度信息化，教學也高度數字化。教師設計項目教學時，可以對分析問題、建構表征、設計開發、嘗試應用和評估反饋過程中的教學情境和助學事件進行數字化設計，有利于學生提升感性的、表面化的經驗，將相關學科知識內化為自身的核心素養與創新實踐能力。教師應根據通用技術項目單元內容，分析學生的實際需求，適時、適度提供數字化學習資源。學生借助數字化工具參與項目活動，有利于提升學習的深度、廣度和效率。

二、“五步六維”優化通用技術項目教學設計的思路與方法

伍爾福克（Woolfolk，A.）在《教育心理學》一書中指出，項目教學設計包含學習分析、建構表征、設計開發、嘗試應用和評估反饋五個步驟，教師需要借助信息技術從驅動問題、核心知識、學習實踐、高階認知、發布成果、學習評價六個維度設計教學活動。筆者針對通用技術項目教學實際情況一體化提出“五步六維”設計方法：教師在“五步”教學設計中圍繞項目問題的解決，利用“六維”數字化工具和輔助手段，幫助學生有效突破難點;在“五步”教學中有機融合“六維”核心內容，優化項目教學設計，提高教學效率。

（一）“五步”教學設計，整體優化項目教學流程

盡管通用技術項目教學內容千差萬別，學生學習過程也各有特色，但教師在進行項目教學設計時，精心設計好“五步”是必不可少的，這一方法具有普適性。如圖1所示，項目教學中學習分析、建構表征、設計開發、嘗試應用和評價反饋“五步”是步步遞進、環環相扣的。教師按這“五步”系統運作、有序推進，就能達到優化項目教學的效果。

第一步，分析問題，即教師分析教學預期狀態與學生當前狀態的差異。教師需要評估確定項目教學后的終點目標，包括知識、技能、態度和行為習慣方面的目標;了解當前學生的狀況，包括項目活動有關的已有知識、技能、態度與行為習慣。教師評估學生起點狀態常用觀察、測試或訪談等方法，將起點狀況的評估資料與項目學習目標對照，可以分析確定教學活動所需時間及數字化資源。

第二步，建構表征。構建恰當的問題表征是通用技術項目教學中學生解決問題的關鍵，表征就像一幅“地圖”，是活動導向。問題表征就是將提出的問題轉化為內在的心理表象。這一過程常常需要經歷兩個環節：第一個環節是將問題中的每句話轉譯成內在表征，即應用有關的語言知識和學科中的事實性知識理解句子的意思，從而明確項目陳述中給出的已知信息;第二個環節是將所有陳述句整合成連貫一致的問題表征，并區分有關信息和無關信息。問題圖式激活是表征的高級產生形式，學生將當前問題的特征與儲存在長時記憶中的問題圖式進行“匹配”。如這種“匹配”是在“深層結構”上（即在意義上或觀念上）進行，而不只是在“表面特征”上相似，則說明學生掌握得比較好，學生解決問題的能力比較強。

第三步，設計開發。設計指教師根據項目內容對教學具體目標、教學內容單元及所需時間、教學順序和學習活動，編制詳細計劃和說明材料。教師需要將一般教學目的轉換成主要項目學習目標;確定項目教學單元或主題，預估學生學習時間和學習結果;明確項目教學必備條件，保障學生學習活動能按計劃開展;設計用于評估學生學習結果的內容細目。

教學手段數字化是人工智能時代教學變革的新趨勢。教師完成通用技術項目初步設計以后，對學生學習全過程進行詳細的數字化設計，在現有的課程內容上補充材料、梳理材料，用數字化手段介紹儀器操作流程，播放視頻演示操作過程，實現新知識、新技能、新方法的動態呈現，為學生突破重難點提供有力支撐。

第四步，嘗試應用，就是將開發的通用技術項目數字化教學資源按設想用于學習分析、建構表征、設計開發、成果展示、嘗試應用和評估反饋各環節。

第五步，評估反饋。學生的很多能力是他們在探究、解決項目問題的實踐過程中培養出來的。教師要注意采集學情數據，對數字化資源的應用效益進行評判，包括對項目教學過程的評價、對學生學習結果的評價、對教學結果的評價，并將信息反饋給學生，向其提出改進建議。

（二）“六維”技術處理，優化項目教學核心內容

教師設計數字化教學方案，可以將驅動問題、核心知識、學習實踐、高階認知、發布成果、學習評價六個維度的核心內容進行數字化開發（見表1）。在“五步”通用技術項目教學過程中，教師適時提供“六維”數字化資源，優化項目教學核心內容，幫助學生順利推進項目的實施。

表1中六個維度的數字化資源，有的可以幫助教師提出具有鮮活情境的學科問題，有的能夠引起學生對核心概念和關鍵內容的探究興趣，有的能夠激發學生對更多問題進行深度思考。總之，數字資源的支持有助于避免項目教學形式化，避免學生在學習活動中僅忙于過程而在學習上缺乏收獲，有助于教師及時反饋、及時動態調整教學策略，讓學生進行深度學習體驗，從而促進學生學科核心素養全面提升。

（三）例解“五步六維”優化教學設計之法

教學設計是教師運用系統方法，分析教學問題，確定教學目標，制訂解決教學問題的策略方案，試行解決方案、評價試行結果和對方案進行修改的過程。它以優化教學效果為目的，以學習理論、教學理論和教學傳播理論為指導依據。在設計通用技術項目教學方案過程中，教師以數字化的系列資源支持學生學習，推動學生持續性探究。以“校園雨水收集與利用系統的設計”項目為例，筆者依照“五步六維”，從以下三方面對項目教學設計進行優化。

1.從學習分析到建構表征，設計高效能的探究活動項目

筆者基于學情進行學習分析，設置“校園雨水收集與利用系統的設計”這樣一個真實的情境引出主題。如圖2所示，筆者借助表1中驅動問題欄目數字化資源，以“雨水不足？雨水過多？”等問題為線索，設計高效能的思考交流活動，讓學生對解決問題產生迫切感。筆者以此引導學生進入狀態：一方面明確在規定時間內要完成的項目任務，另一方面確定在項目主題及實施上的準備程度。

2.從設計開發到嘗試應用，設計多層次的具身體驗活動

筆者借助表1中核心知識、學習實踐欄目的數字化資源，設計多層次的具身體驗活動，讓學生扮演不同角色，如機械工程組、材料規劃組、電子工程組的成員。針對校園樓房屋面雨水收集與利用系統設計方案（如圖3），筆者提出“利用本系統也能收集校園地面雨水嗎”的問題，把握好時機，讓學生經歷“有效失敗”。學生經過合作探究，設計了校園地面雨水收集與利用系統（如圖4）。

筆者嘗試利用各類資源，包括真實體驗類（產品使用、技術試驗、參觀等）、模擬體驗類（演講、辯論、角色扮演等）、閱讀體驗類（技術設計相關文本、視頻等）數字化資源，引導學生將學習與做事、做人建立關聯，讓學生在學習中理解概念，掌握核心知識，培養學科思維能力。

筆者通過展覽、頒獎、點評等多種形式為學生的學習活動增添儀式感，提供新的學習機會，使學生獲得滿足感、成就感。學生相互借鑒優點，觸發跨情境遷移，修正完善設計方案。在此過程中，學生借助表1中高階認知欄目數字化資源，發展高階思維能力，實現了深度學習。圖5所示為修正完善后的校園雨水收集與利用方案。在該方案中，學生創造性引入“中水子系統”，解決了原設計方案中“屋面雨水”和“地面雨水”不能綜合利用的問題。

筆者借助表1中發布成果和學習評價欄目的數字化資源進行評估反饋，使學生的學習情況可視、可量。借助數字化手段，筆者直觀呈現結果，反思項目教學得失，幫助學生總結經驗，改進項目方案，觸發情境遷移。圖6所示為改進后的校園雨水收集與利用方案。在此方案中，學生成功引入了“水力發電子系統”。“水電聯動”使項目教學得以拓展，學生的學習步入深水區。

回顧上述案例不難發現，“六維”中不同的數字化資源分別在“五步”通用技術項目教學的不同階段起到學習支架的作用。教師身處數字化時代，借助信息技術開發應用數字化資源是做好項目教學設計的重要手段。

三、數字化項目教學的應對之策

教師設計通用技術項目數字化教學方案，需要將項目教學各環節進行數字化處理，使信息技術與項目教學深度融合。數字化教學設計不僅具有先進性而且具有聚焦性。數字化教學設計各階段均貫穿清晰的邏輯線——教師進行項目數字化教學設計，如同在一張空白畫布上進行藝術創作，而不是簡單地將數字和元素拼湊起來進行描繪。教學設計人員就像繪制藍圖的建筑師，只有將設計理念、現實條件的制約，與客戶的愿望結合起來，才能做出新的、超出預期的完美設計方案。教師如何提高利用信息技術優化項目教學的能力？

（一）教學理念從“教師中心”向“學生中心”轉變

隨著信息技術的發展，數字化資源的廣泛分布與方便獲取改變了師生關系，教師不再（事實上也不可能）維持自己作為“專家”的角色，而是通過幫助學生獲得、解釋、組織和轉換大量的數字化資源來促進學習以解決生活生產中的真實問題。教師應圍繞項目主題，摒棄“教師中心”的傳統思想，以學生的學習為中心，以解決問題為線索，讓學生自主獲取學習資源，提高解決問題的能力，掌握數字化處理資源等高級技巧。在通用技術項目學習活動中，學生自主學習貫穿始終，包括合作交流、自主探究、主動質疑，直至確定方案、解決問題、成果發布。教師優化數字化教學方案目的在于保障項目順利開展。教師在教學中一項重要任務是為學生提供便捷的工具和平臺及輔助手段，協助學生開展項目學習活動。

（二）教學設計從“面向結果”向“面向過程”轉變

人本心理學派的代表人物卡爾·羅杰斯（Carl R.Rogers）在《自由學習》一書中寫道：“在現代社會中，最有用的學習就是對于學習過程的學習，這是一種始終面向體驗的學習，同時也是將學習者和變化的過程融為一體的學習。”人們也逐漸認可“學習是一個永無終止的旅程，而非目的地”。“面向過程”和以學生的學習為中心是一脈相承的。“面向過程”的通用技術項目數字化教學設計，就是這一理念滲透到學習分析、建構表征、設計開發、嘗試應用和評估反饋全過程之中。只要從“面向結果”向“面向過程”轉變，通用技術項目教學中驅動問題、核心知識、學習實踐、高階認知、發布成果、學習評價六維度核心教學內容的數字化設計都可以“面向過程”，“學習是一種過程”成為通用技術項目數字化教學設計的思想立足點和重要支撐點。

（三）課程教學從“淺層學習”向“深度學習”轉變

課程教學由紙上談兵式的“淺層學習”向自然真實的“深度學習”轉變，是教師培養學生通用技術學科核心素養的必然要求。技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力等核心素養需要學生經歷項目學習過程逐步積淀而成。

深度學習是在教師引領下，學生圍繞具有開放性、挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。教師要引導學生關注學習內容的本質及其潛在含義，既要掌握關鍵概念，又要處理好各部分知識間的關系。教師要盡量用與學生的學習動機和內在愿望緊密聯系在一起的、具有實際意義的、學生喜歡的方式教學，使學生獲得最佳的學習成果。便捷的數字化平臺、用于創設問題情境的微視頻、用于分析問題的課件、用于介紹工具儀器使用方法的動畫、用于演示產品效果的網頁，教師應盡可能提供這些資源保障。學生利用數字化平臺，可以隨時尋求幫助，探究解決問題的途徑和方法，在解決實際問題中實現深度學習，也可以發布自己的研究成果，體驗成功的喜悅。

四、“五步六維”項目教學實踐啟示

通用技術學科注重實踐性、創造性，項目教學這一方式在通用技術課程教學中應用越來越廣泛。“五步六維”優化項目教學設計為通用技術教師高質量實施項目教學提供了可以借鑒的范式。筆者開展項目教學，通過實踐獲得以下啟示。

首先，在“五步”通用技術項目教學中一定要設計好每個學生的角色，讓學生在參與項目活動時能自始至終有高度的責任感，明確該做什么，怎么去做。

其次，“六維”數字化資源應滿足項目教學中設置多層次情境和解決多層次問題的需求，起到支架作用，持續激發學生內驅力。在項目教學的不同階段教師需要提供不同層次的數字化資源支持。

項目教學中教師還可以嵌入多元評價，為學生搭建階梯助其成長。項目教學評價兼具項目管理的功能，教師可將項目教學評價進行數字化設計后嵌入項目情境中，讓評價和學生角色身份結合在一起，實現多元評價，相互促進，共同提高。

最后，牢記“五步六維”優化通用技術項目教學設計的目標是實現深度學習。在“五步六維”項目教學設計中，教師應教會學生掌握“新”的思維方法，注重不同主題教學內容的可探究性，適時引導學生靈活運用設問法、組合法、逆向轉換法等創新思維方法，多方法、多途徑解決問題，讓學生在“做”中學到可遷移的技能和思維方法。

綜上所述，通用技術項目數字化教學設計中，數字化資源是教師與學生探究、交流、發布、項目評價的便利工具。教師的任務由單純的授課轉換成要兼顧開發數字化資源，借力數字技術優化項目教學設計，創造性開展教學活動。通用技術項目教學中，學生的行為也從原來的被動接受，變為主動探究與親身體驗。在數字化工具的支持下，各階段教師都從不同維度幫助學生設計最優方案、解決項目問題。教師可借鑒項目教學的經驗，讓學生經歷項目探究全過程，在深度學習中認識通用技術學科的價值，掌握核心知識，發展高階思維，提高學科核心素養。

責任編輯：祝元志