高中通用技術選擇性必修融合勞動教育的教學模式研究

【摘 要】當前，勞動教育已成為國民教育重要組成部分，勞動教育的實施應適應迅速發展的智能時代。文章從高中通用技術選擇性必修與勞動教育的融合角度出發，分析智能時代高中勞動教育內容選擇，以“智慧生活”為主題，探討高中通用技術選擇性必修與勞動教育融合的教學模式，發展學生的勞動素養，促進學生綜合能力的提升。

【關鍵詞】通用技術 智能時代 勞動教育

【中圖分類號】G40-015? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）23-43-04

一、研究背景

2020年3月，中共中央、國務院頒布的《關于全面加強新時代大中小學勞動教育的意見》強調，勞動教育應體現時代特征，適應科技發展和產業變革，針對勞動新形態，注重新興技術支撐和社會服務新變化。同年7月，教育部印發的《大中小學勞動教育指導綱要（試行）》（以下簡稱《綱要》）明確指出，開展勞動教育要緊跟科技發展和產業變革，準確把握新時代勞動工具、勞動技術、勞動形態的新變化。這都說明開展勞動教育要適應時代發展的需要。當今社會已進入了一個以移動互聯網、智能設備、云計算、大數據為特征的智能勞動時代，各類形態的智能設備已走進人們生活、工作和學習。因此，勞動教育的實施要順應時代育人要求，將勞動教育和智能設備教學相融合，以實現勞動教育的育人價值和功能。

二、高中通用技術選擇性必修融合勞動教育內容分析

《綱要》提出，高中勞動教育實施要統籌勞動教育與通用技術課程相關內容，從工業、農業、現代服務業以及中華優秀傳統文化特色項目中，自主選擇1—2項生產勞動，經歷完整的實踐過程，提高創意物化能力，養成吃苦耐勞、精益求精的品質，增強生涯規劃的意識和能力。普通高中通用技術選擇性必修模塊包括技術與生活、技術與工程、技術與職業、技術與創造四個系列11個課程模塊。其中，技術與生活中“智能家居應用設計”體現了“走向日常生活的技術教育”理念，強調技術在生活中的應用，提出創設一種智慧感知、協調控制、智能互聯、方便快捷的家庭居住環境。“智能家居應用設計”模塊是高中通用技術頗具時代氣息、適應社會發展、體現未來科技走向的具有可遷移特征的內容，是與當今高新技術聯系緊密的內容之一。“智能家居應用設計”模塊教學內容涉及智能硬件（開源硬件）、傳感器、物聯網等方面內容的學習。因此，整合“智能家居應用設計”課程模塊內容，以“智慧生活”為主題開展勞動教育符合高中階段勞動教育的時代要求。

智慧生活是一種新型的生活方式，它依托現代科學技術，實現衣食住行的智能化。人們可以自由地通過無線連接到網絡，全方位體驗智慧生活的精彩。生活中形形色色的智能產品為我們帶來了巨大的便利，例如可以語音操控智能家居設備、點歌、播放天氣預報的智能音箱；可以自動完成清掃、吸塵、擦地等工作的掃地機器人；可以通過手機App、指紋等方式解鎖的智能門鎖；可以查看時間，并且具有運動量統計和健康管理作用的智能手環。以“智慧生活”為主題實施勞動教育是基于問題解決的創造性勞動教育，通過文獻、教師、同伴的對話建構問題解決方案，以項目為中介進行驅動，以小組合作、自主探究的方式推進學習進程。教學實施結合開源硬件（Arduino）、3D打印、激光切割等新興技術，培養學生的創造能力、實踐能力和團隊合作精神，為他們未來的職業發展和創新能力的培養奠定基礎，激發他們對勞動人民的積極感情，樹立正確的勞動價值觀，成為懂勞動、會勞動、愛勞動的時代新人。

基于上述內容分析和目標分析，“智慧生活”主題預設四個項目，分別是智能燈、智能風扇、智能晾衣架和智能垃圾桶。在教學中，學生3～5人組成一個小組，選擇其中的一個任務或者自擬一個相似的任務開展學習。“智慧生活”主題教學內容分解和教學目標設定如表1所示。

三、“智慧生活”主題統整下的“智能燈”勞動項目實施模式

融合高中通用技術的勞動教育教學，不是以知識習得為主要目標，而是指向學生勞動素養的培養，要求學生動手實踐、手腦并用、知行合一、學創融通，培養學生正確的勞動價值觀和良好的勞動品質。教學實施注重引導學生通過設計、制作、試驗、探究等方式習得勞動知識和技能，獲得豐富的勞動體驗，感悟和體認勞動價值。高中通用技術選擇性必修融合勞動教育的課堂教學模式包括六個步驟，即創設情境，發現問題，生成勞動任務；小組合作，自主探究，習得勞動新知；收集信息，制訂方案，發展創造性勞動思維；“軟”“硬”兼施，制作模型，培養勞動能力；作品測試，迭代改進，培養勞動精神和品質；展示交流，評價反思，形成勞動觀念。以“智能燈設計與制作”為例進行分析（見圖1）。教學實施所需工具為Arduino 主控板和擴展板、主板USB連接線、聲音傳感器模塊、光敏傳感器燈模塊、數據線若干。

（一）創設情境，發現問題，生成勞動任務

任務設計要基于真實的情境，與生活存在密切的聯系，如此才能體現問題解決的價值。［1］高中生在工業設計方面專業知識和技術水平有限，因此情境選擇必須貼近學生的生活，應為學生所熟悉并且深有感觸的情況，且難度不宜過大，有利于學生在設計中獲得成功體驗，以形成持續的技術探究學習動力。學生的勞動素養是在問題情境中通過問題解決的實踐培育起來的，教師要引導學生在情境中發現問題、分析問題、解決問題，這是培養學生勞動素養的重要途徑。本項目的情境為：當你晚上回到家，家里漆黑一片，需要去找照明開關，使用十分不方便，如何改善這一問題？在討論中引出智能燈光控系統可以實現人回到家開門燈便會自動亮起。學生在教師的指導下進行分析討論，進一步發現要解決的問題，包括如何實現聲音控制燈，如何實現光線亮度控制燈，如何實現聲光同時控制燈等。經過梳理，總結智能燈設計要求：滿足晚上回家不用找開關就能開燈，占用空間體積小，外形美觀，與居室環境協調。

（二）小組合作，自主探究，習得勞動新知

教師按照“組間同質，組內異質”的原則指導學生組建學習小組。學生在小組合作探究中，學習Arduino硬件編程知識、圖形化軟件Mind+操作、聲音傳感器的使用、光線傳感器的使用、LED燈的使用、模擬信號和數字信號的區別相關知識。在學習過程中，遵循從簡單到復雜，功能逐步疊加的方式，將課堂總任務分為幾個小任務，小任務的復雜性和綜合性逐步增強。例如從點亮板載LED燈到按鍵控制LED燈，再到聲控燈，最后到聲光控制燈。在項目學習中，采取問題串的方式，例如問題可設置為Arduino主板如何與電腦進行連接？Mind+軟件如何與主板連接？如何點亮板載LED燈？如何檢測聲音值大小？如何檢測光線的強弱？教學要突破簡單的組裝或者說明書似的“造物”，讓學生在問題情境中體會學習的價值和意義。在這一過程中，教師應該作為學生解決問題的引導者、幫助者、促進者，引導學生通過自主學習、合作學習、師生互動、小組合作等形式解決問題，培養學生創造性解決問題的能力。

（三）收集信息，制訂方案，發展創造性勞動思維

首先，在制訂設計方案之前，學生通過網絡或其他途徑查詢智能燈產品信息，從已有智能燈的結構組成、技術原理、功能等方面進行分析，厘清智能燈系統輸入、控制和輸出等要素，為自己設計智能燈奠定基礎。學生討論分析模型的結構是由哪幾個部分組成的，每個部分是通過哪些操作得到的，并畫出思維導圖。其次，從人、物、環境相互關系深入分析如何實現設計要求，例如智能燈要滿足傍晚聲控開燈需求、放在門邊合適的位置、正常聲音大小能觸發燈亮等。最后，組內成員嘗試獨立完成方案設計。經組內評議，整合方案，最終圍繞功能設計、電路設計、結構設計、材料選擇等方面進行方案撰寫。這一環節有助于提高學生方案設計構思、交流能力，形成比較、權衡的創造性思維，鍛煉創新意識和在生活中發現問題、解決問題的能力。教師要充分發揮指導者的作用，對學生形成的方案進行最終評估，分析其可行性。

（四）“軟”“硬”兼施，制作模型，培養勞動能力

制作模型就是將設計方案轉化為有形物品，發展問題解決能力和動手實踐能力。首先，依據設計方案，小組分工分別進行硬件連接和軟件編程，實現智能燈的功能要求。硬件電路連接時，注意區分Arduino主控板的數字和模擬引腳用法；軟件編程時，進一步體會選擇、循環程序設計思想在生活中的運用。其次，按照智能燈結構各個組成部分的建模尺寸，根據所使用材料，選擇木工、金工等傳統加工設備，或者選擇激光切割機、3D打印等新興技術進行智能燈結構零部件制作。在使用加工工具時，教師要提醒學生安全規范操作。例如使用熱熔膠槍前，檢查插頭與插座是否接觸良好，接通電源后不可長時間處于備用狀態，一般不可超過20分鐘；熱熔膠槍使用結束后，先將電源插頭拔出，待膠槍冷卻后再收納整理，熱熔膠槍中未用完的膠棒無需取出，下次使用時直接通電即可。最后，將加工零部件進行組裝，形成作品原型。學生在制作智能燈模型的過程中，經歷工具使用、產品零部件制作、裝配、美化等勞動環節，勞動能力得以鍛煉，進一步提升規范、安全使用加工工具的意識。

（五）作品測試，迭代改進，培養勞動精神和品質

項目作品完成后，需要對作品進行測式，以確保作品能夠實現既定功能，達到設計要求。作品測試環節需要考慮的問題包括項目作品功能由哪些部分組成，需要對哪些功能進行測試。例如本項目作品“聲光控制智能燈”由聲控和光控功能組成，要分別測試光控功能和聲控功能能否實現，最后在光控功能和聲控功能基礎上，將所有功能進行聯調測試。在這一過程中，還要從“物”所處“環境”角度評估作品功能實現的效果，因為“物”所處環境不同，決定著作品結構是否合理，進而影響作品功能實現。作品完成測試后，通常需要根據測試結果對項目作品進一步完善、優化和改進。這有利于學生形成認真負責、吃苦耐勞、團結合作等勞動品質，以及精益求精、追求卓越的工匠精神。

（六）展示交流，評價反思，形成勞動觀念

作品制作完成后，教師要指導學生進行分組展示與評價。一般做法為參與分享的小組成員合理搭配，分工明確，作品展示要有兩個以上學生參與，一個學生負責作品講解，另外學生配合講解并進行功能展示。展示圍繞設計思路、功能實現、外觀造型，以及作品制作過程中遇到的問題及其解決方案進行作品介紹，組織學生進行自評、小組評價，最后教師進行總評，“智能燈”展示與交流評價量表如表2所示。

接著，引導學生對本項目實施中自身勞動素養發展情況進行評價，主要從勞動知識、勞動能力、勞動習慣、勞動精神四個方面開展，形成評價量表，如表3所示。同時引導學生反思自己本次勞動任務的完成情況，總結自己掌握了哪些知識和技能，鍛煉了哪些能力，體現了哪方面的勞動精神等。作品展示過程一方面體現多學科知識的融合運用，有利于學生綜合能力的提高，另一方面通過評價反思，體現智能產品應用于生活，給人們生活帶來便利，美好生活離不開創造，離不開勞動，勞動是美好生活的源泉，最終使學生形成正確的勞動觀念。

隨著人工智能的發展，一些人認為人類勞動、機械性勞動會被智能設備所取代，貌似勞動不重要了。其實不然，智能設備雖然能夠代替人類部分勞動，但是根源還在于人類勞動，源于編程和算法。智能設備雖然拓展了人在生理和精神方面的能力，是延長人體功能的工具，但是其并不具備自我意識。因此，智能時代的勞動教育要與時俱進，不僅要注重身體的勞動，讓學生接受鍛煉，而且還要順應時代發展，注重讓學生體驗與應用新技術，提升創造性思維和綜合勞動素質。高中通用技術選擇性必修融合勞動教育，選擇反映時代發展的勞動教育內容，意在推動教育內容的跨學科整合，將勞動素養統整融合到開源硬件、3D打印、激光切割等新興技術之中，以項目式、探究式開展勞動教育，強調學生動手創造、自主探究，培養學生分析、綜合、創造等高階思維，以及正確的勞動觀念，從而使學生成為懂勞動、會勞動和愛勞動的時代新人。

【參考文獻】

［1］吳艷，王慶麗，趙琦．基于Arduino的智慧課堂教學模式研究［J］．現代中小學教育，2022，38（9）：22-25.

趙洋 / 安徽亳州市第二完全中學，正高級教師，特級教師，從事中學通用技術教學（毫州 236000）

【基金項目】安徽省教育科學2022年研究項目“普通高中通用技術學科深度融合勞動教育的實踐研究”（JK22023）