基于工程實踐的非遺項目學習實踐

教師以項目化學習為橋梁，將非物質文化遺產與工程實踐緊密結合，不僅能夠促進學生對非遺文化的深刻理解和文化自信的建立，還能有效培育他們的工程思維和實踐能力。這種融合傳統與現代、理論與實踐的教育模式，不僅為傳統文化的傳承注入了新的活力，也為學生核心素質的提升提供了多維度、深層次的學習平臺，是一項極具價值和深遠影響的教育實踐。

一、依托教材，發掘項目載體

研讀小學科學教材可以發現，教材中蘊含著與我國非物質文化遺產緊密相關的豐富內容，如紙的發明、指南針以及走馬燈的制作等。這些內容中，一部分以閱讀的形式出現，旨在讓學生理解和體驗其背后的科學原理，但他們對相關內容的認識主要停留在知識層面；一部分雖然安排了相關的工程實踐，但在實際操作中由于教學時間的限制，教師往往會對這些工程實踐進行簡化處理，使學生對相關內容的認知主要停留在技能層面。

以走馬燈的制作為例，學生探究了相關科學原理后，教材安排他們制作簡易的走馬燈（如圖1），通過在兩只紙杯的側面和頂部開孔形成空氣對流，推動紙杯的轉動。該作品取材容易、制作簡單，能充分體現走馬燈的科學原理，也正因如此，導致作品缺少了趣味、創意和美感。這樣的工程實踐教學“學科味”較重，學生很難從中體會到非遺中的精湛工藝和美學價值。

教材中的非遺內容是開展工程實踐教學的理想載體。教師可在引領學生深入挖掘走馬燈的發展演變過程與文化內涵的基礎上，激勵他們從科學原理、材料選擇、制作過程、光影效果和表演形式等多方面開展研究，通過融入現代元素和新材料，改進制作工藝等手段推動走馬燈制作技藝的傳承與發展。這樣不僅有助于學生全面深入地了解非遺的內涵和價值，更有效地瓦解了學科內的“小院高墻”，解決了學科知識與社會發展脫鉤斷鏈的問題，推進教育從學科本位向育人本位的轉變。

二、縱向聯結，在具身體驗中走向深度學習

核心素養導向下的教學應強化學段間的連貫性，在學段間建立縱向聯系，讓學生在解決真實問題的過程中體驗學習的連續性，在具身體驗中實現深度學習，促進他們批判性思維和問題解決能力的發展。

以走馬燈的制作和創新為例，學生發現傳統走馬燈依賴于點燃蠟燭產生的熱空氣作為動力源，在安全性和便利性方面存在不足，限制了其在現代生活中的應用。

在項目實施過程中，學生需要從材料選擇、動力裝置、框架結構等方面聯結不同學段的學科知識進行運用。在選擇材料時，學生不僅要關注材料的透光性、耐熱性，還要關注材料的結實程度。什么框架結構既穩定又省材料？如何分別通過熱空氣、電力、風力、太陽能等進行驅動？它們之間有什么區別？這些都是項目中實際需要考慮并解決的問題。以蘇教版教材為例，為了解決這些問題，學生需要主動整合不同學段的學習內容（如圖2），自主建立知識間的聯系，在一個連續的學習體驗中深化理解。這種學習方式有助于他們在深度學習中形成更為全面的知識結構。

三、學科統整，在實踐創新中培育跨學科素養

跨學科素養是核心素養的重要組成部分，學校教育不僅要培育學習者的學科素養，更要培育他們的跨學科素養。融合非遺與工程實踐的項目化學習是跨學科主題學習的一種形式，是培養學生跨學科素養的重要途徑。

該項目融合了科學、語文、美術等多學科知識，是理想的培育跨素養的教學載體（見表1）。項目基于學生的基礎、體驗和興趣，圍繞真實問題，運用并整合多學科相關知識和方法開展跨學科主題學習，打破學科間的壁壘，使學生在聚焦問題解決的創新實踐中探尋知識的價值和意義，有助于培養他們的批判創新、社會責任、合作能力等應對未來生活的跨學科素養。

四、實踐操作，在項目化學習中落實核心素養

該項目旨在讓學生理解走馬燈的文化和科學背景，并在感受非遺魅力的基礎上，根據實際需求提出研究問題，運用跨學科知識進行創新設計，包括結構規劃、美學考慮、光源選擇和動力系統設計。在設計過程中，學生還需要考慮材料的可用性、成本效益、安全性和環保性。隨后，通過實踐操作將設計物化成原型，并在測試中評估走馬燈的功能實現度和美學效果。最后，通過展示評價促進項目的迭代優化。

1.創設情境，明確任務

在濃厚的校園非遺文化節氛圍中，教師巧妙地抓住這一契機，整合教材中非遺精髓，創設了通過制作走馬燈來豐富校園非遺文化節這一情境。學生首先通過查閱資料和觀看紀錄片，深入了解走馬燈的歷史背景和文化價值。隨后，在教師的指導下，學生對市場上的走馬燈進行了拆解、分析，探究其內部結構和工作原理。通過分析走馬燈的結構和科學原理，學生發現傳統走馬燈依賴于點燃蠟燭產生的熱空氣作為動力源，這種方法雖然具有歷史意義，但在安全和環保方面存在不足。在認識到傳統走馬燈這一局限性后，學生結合校園特色進一步明確了項目任務：設計并制作既安全環保又充滿校園特色的走馬燈。

2.任務細化，集思廣益

在面對復雜的工程問題時，教師應引導學生全面系統地分析工程任務，預估潛在的困難和挑戰，將大任務拆解為多個子任務，再針對子任務進行深入研究，共同探討出切實可行的解決方案。該階段教師應充分發揮引導作用，鼓勵學生主動尋求解決問題的多元視角，齊心合作，大膽創新。

確定任務后，小組通過討論將項目細化為3個子任務。針對這些任務，各小組集思廣益，提出了許多有創意的想法。

任務1：探索替代傳統熱動力裝置的新動力傳動裝置。解決方法：放棄了使用傳統的熱空氣驅動的方式，采用相對安全的電力、風力等方式進行驅動。其中，選用電力驅動的小組計劃引入電池和電動機，選用風力驅動的小組計劃在電機上加裝了一個風扇。

任務2：在設計走馬燈框架和選用材料時，要充分體現環保理念。解決方法：盡量使用家中的廢舊且可降解的材料進行制作，如一次性筷子、舊報紙、棉質布料等；通過優化結構減少材料的用量；使用LED燈代替蠟燭，并引入太陽能板為燈具提供電力。

任務3：讓走馬燈富有校園特色，使得每一次點亮都成為一次沉浸式的校園文化體驗。解決方法：結合繪畫、剪紙等藝術形式，將校徽、吉祥物、校園建筑等校園文化元素巧妙地展現在走馬燈的燈罩上；利用編程技術將校歌和隨校歌閃動的可編程燈光融入設計，讓走馬燈在視覺藝術的基礎上增加聽覺元素。

3.繪制圖紙，思維具象

在明確任務后，小組成員初步構思出了可行的解決方案，著手進行圖紙的設計與繪制。學生在紙上繪制走馬燈的設計圖，包括底座大小、燈架高度、燈罩形狀及圖案布局等，確保設計既美觀又符合科學原理，保證結構的穩定性。

設計過程中，教師應指導學生采用圖文結合的方式，清晰地展示自己的設計方案。在繪制走馬燈框架時，在圖示的相應位置用文字標注出結構名稱、科學原理和主要功能等關鍵信息，以增強圖紙的說明性。同時，教師要強調結構圖的尺寸比例的重要性，除立體圖外，還應鼓勵學生繪制出正面和側面視圖，以確保設計的精確性和完整性。這樣不僅有助于小組內更好地理解設計細節，也便于小組之間理解和評估設計方案。完成設計后，教師應與學生一起對圖紙進行可行性評估，確保設計方案既有創意又實用，從而幫助他們順利推進并完成整個項目。

4.探究實踐，作品物化

作品物化是檢驗設計方案可行性的重要環節。在這個過程中，學生常常會面臨新的挑戰，這些問題的解決往往依賴于科學探究的深入，通過探究得出的結論可以為實踐提供方向。因此，探究與實踐密不可分、相互促進，它們形成了一個動態的循環過程，共同推動工程項目向前發展。

完成產品設計后，小組根據設計圖進行制作。

制作底座與燈架。首先，學生在經過一系列穩定性實驗后，結合空間大小，精心挑選出最優的結構方案。隨后，他們利用木板或輕質塑料板，根據設計圖紙精確裁剪出底座和燈架。在底座上鉆孔，以確保電機和電池盒的牢固安裝。組裝過程中，燈架需穩固且能承載燈罩的重量。為保障安全，教師應指導學生采取必要的防護措施，如佩戴手套和護目鏡。

制作燈罩與圖案。為了有良好的透光效果，學生選擇透明或半透明的紙張或塑料片作為燈罩材料。各小組按照設計裁剪出燈罩的形狀，在燈罩內側粘貼或懸掛已準備好的帶有校園特色的圖案卡片。該環節要注意卡片的位置和角度，以確保旋轉時圖案能夠流暢地展示。之后，使用細鐵絲或竹條制作燈罩的支撐結構，并將其固定在燈架上。

組裝電路。學生設計的走馬燈的電路中主要包含動力驅動裝置和燈光裝置。在組裝電路時，先將電機固定在底座上，確保電機軸心垂直于底座平面。連接電機與電池盒，測試電機轉動是否順暢，調整電機位置以優化旋轉效果。部分小組還安裝了開關以控制電機啟停。有些小組選擇用風力驅動走馬燈，為此需要在電機上方加裝一個風扇。在調試時，學生發現紙質扇葉在風力作用下角度易變，影響了走馬燈的穩定性。為解決這一問題，他們利用學校3D打印社團的資源，打印出不同葉片角度的塑料葉輪。經過實驗對比，他們發現走馬燈的旋轉速度跟葉片角度有關。基于這一發現，他們制作了不同轉速的走馬燈，實現了對走馬燈性能的優化。接下來，學生將LED小燈串或LED燈泡連接到驅動電路中，并通過調節燈泡的個數和規格確保光線能夠均勻地照亮圖案卡片，以達到最佳視覺效果。同時，在探究實踐中，學生不斷優化了集成了電機、LED燈泡、可編程音樂電路和開關的驅動電路，確保了走馬燈的功能完善和操作便捷。

完成制作后，學生迫不及待地啟動電機，細致觀察走馬燈的旋轉是否平穩，圖案展示是否流暢。他們根據觀察結果，適時調整電機轉速、燈光亮度和圖案位置，以優化觀賞體驗。同時，每個小組在走馬燈運行時都會仔細檢查各部件的連接情況，確保整個裝置在運行過程中既安全又穩定。

最后，各小組要對整個走馬燈進行清潔和整理，去除多余的膠水、線頭等雜物；在底座或燈架上添加一些裝飾元素，如彩帶、小飾品等，使走馬燈更加美觀。

5.展示評價，迭代完善

評價作為反饋的“橋梁”，是改進、優化教學，促進個人和團隊持續成長的重要手段。課程標準強調評價時要注重跨學科融合、校內外結合，體現評價的綜合性、增值性及過程性，應注意評價主體多元和方法多樣。

在走馬燈制作完成后，各小組通過集體匯報的形式進行作品交流，教師可引導學生從走馬燈的設計理念、創新點、制作過程中的挑戰、解決方案以及學習收獲和體會等方面進行系統的匯報。匯報結束后，教師應引導學生從安全環保、校園特色、美觀牢固等角度對作品進行測試，并結合評價表通過小組自評、全班互評、教師評價的方式提出建設性的改進意見。

該項目的評價表（見表2）全面覆蓋了走馬燈項目的知識掌握、結構設計、制作過程安全等過程性學習要素，確保了學習過程的深度和廣度。在成果性評價方面，評價表細致考量了作品的美觀性、功能性和實用性，同時強調了跨學科視角和育人目標。評價過程不僅包括自我評價、小組互評，還有教師評價，展現了評價的多元性和綜合性。評價后，教師應進一步指導學生根據反饋意見持續改進作品。

待作品完善后，教師可以借助學校非遺文化節展示作品，邀請全校師生共同參與投票，也可以將制作過程中收集的影像資料和產品介紹制作成小視頻在網上發起投票，讓家長和更多社會人士共同參與評價。這不僅增加了互動性，也讓學生認識到產品使用與評價的重要性。

小結

以項目為載體的工程實踐活動通過工程設計的創新表達，讓學生在了解非遺文化的過程中樹立了文化自信和民族自豪感。這種全面、綜合的學習體驗，不僅有助于學生將不同學科的知識和技能進行整合，形成全面的認知體系，而且有助于他們成長為更適應時代發展的復合型人才。未來，教師可以進一步拓展此類教學案例，引入更多前沿科技元素，為學生提供更廣闊的實踐和創新平臺。

（作者單位：江蘇省海安市城南實驗小學）

參考文獻

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