

隨著信息技術飛速發展,數字化教學為中小學勞動教育注入了新的活力。2018年9月10日,習近平在全國教育大會上的講話中強調了勞動教育的重要性,指出要教育引導學生崇尚勞動、尊重勞動。《義務教育勞動課程標準(2022年版)》(以下簡稱“課標”)進一步明確了勞動課程的育人導向,強調要加強與社會生產生活的聯系,以實踐為主,倡導多樣化的實踐方式,綜合培養學生的勞動觀念、勞動能力、勞動習慣和品質、勞動精神,提升學生核心素養。然而,在實際教學中,勞動教育的開展仍面臨諸多挑戰。教師在初中勞動教育實踐中發現,多數課程集中在“整理與收納”“烹飪與營養”“家用器具使用與維護”等居家活動,以及“農業生產勞動”,而“工業生產勞動”因學習內容專業性強、對安全要求高、耗時長等特點,研究成果較少。項目式學習作為一種新型學習方式,注重培養學生的學以致用能力和21世紀核心素養[1],以信息技術賦能項目式學習[2],在勞動教育中搭建與社會生產生活相關的真實情境,融入多學科知識,立足核心素養,能為我國拔尖創新人才的早期培養貢獻力量。筆者以“信息技術賦能‘月球基地搭建’”項目為例,探討如何開展項目式學習活動在勞動教育中實現傳統技藝與現代科技的結合,培養學生的勞動觀念、勞動創造力、勞動習慣和勞動精神。
一、教學分析
(一)項目內容與學情
“搭建月球基地”項目式學習屬于課標中的“工業生產勞動”任務群。新課標要求五至六年級學生能識別簡單產品技術圖樣,根據圖樣制作產品的模型或原型,完成產品模型或原型的組裝、測試,體驗工業生產勞動創造物質財富與成就感 ;七至九年級學生能根據產品使用要求選擇材料并制訂符合人機關系的創意設計方案,識讀并繪制簡單的產品技術圖樣,根據圖樣加工制作產品模型或原型,完成產品組裝、測試、優化,理解工業生產勞動對人類生活、生產的重要作用。為了充分激發學生學習興趣,教師圍繞“我國科學家模擬月壤成分燒制而成‘月壤磚’擬用于未來建造月球基地;‘月壤磚’呈現榫卯結構;2024年11月,‘月壤磚’搭乘‘天舟八號’貨運飛船飛向中國空間站進行太空測試,如果通過太空測試,將用于建設太空基地”的新聞素材,基于航空探月前沿進展,自然而然提出項目核心問題“建設月球基地為什么選擇榫卯結構呢?榫卯結構有哪些優點?如何利用榫卯結構搭建月球基地?”在月球蓋房子是中國建筑工業新時代的新發展,是未來建筑行業的新探索。榫卯結構是我國非物質文化遺產,是中國古代勞動人民精湛技藝的傳承。在古今對比之間,既回看我國古代木藝建筑精湛的技藝,又展望新技術、新材料下我國建筑工業未來之發展,讓初中學生感受勞動者艱苦奮斗、卓越創新的勞動品質,養成勞動習慣、塑造勞動品質。如何向學生展現中國建筑的傳承與創新,運用項目式學習在開展勞動教育的同時進行工程學思維培養,實現我國拔尖創新人才的早期培養,是此次教學面臨的挑戰。
(二)項目學習目標
“搭建月球基地”實踐教學面向初一、初二學生,共8課時,旨在達成以下目標。
第一,學生觀看微視頻學習榫卯結構歷史,觀察實物拼插榫卯模型,初步理解榫卯結構文化歷史和結構特點,明白榫卯結構在月球基地建設中的創新應用,從而樹立尊重傳統、勇于創新、面向未來的勞動觀念,認識到傳統技藝與現代科技相結合對于推動社會進步的重要性。
第二,學生設計、制作簡單榫卯結構,探究榫卯結構特點,組裝并搭建木藝榫卯月球基地,并利用智能體數據搜索、瀏覽器搜索、虛擬現實(VR)參觀中國科學技術館等信息化手段,針對性地對月球基地進行優化改進,提升學生實踐能力、空間想象能力、創新能力,為未來參與更復雜的工程項目打下堅實基礎。
第三,學生分組合作進行榫卯結構探索制作、拼插與實驗,形成細致觀察、耐心操作、精益求精的勞動態度,加強信息時代對信息的檢索、篩選、加工與應用能力,提升運用信息技術解決現實問題的能力,提升信息素養。
第四,學生參與評選“新一代月宮建造師”活動,將個人置身于祖國建設前沿之中,增強職業體驗和民族自豪感,形成艱苦奮斗、卓越創新的勞動品質,激發對勞動的熱愛和尊重,樹立為國家科技進步、民族復興貢獻力量的遠大志向。
二、項目教學過程
(一)設計思路
教師以“搭建和完善月球基地”為項目情境貫穿項目始終,形成核心任務,按照學習進階和建構學習理論支持,明確項目式學習的概念邏輯主線,形成由淺入深、拾級而上的驅動任務,虛實結合形成學生思維進階的腳手架,促進項目式學習高效推進(如圖1)。
(二)教學流程
1.入項活動:月宮妙想
教師播放中國航天探月工程的探索歷程和主要成就的微視頻,最后向學生出示“我國科學家模擬月壤成分燒制而成‘月壤磚’擬用于未來建造月球基地,‘月壤磚’呈現榫卯結構,2024年11月,‘月壤磚’搭乘‘天舟八號’貨運飛船飛向中國空間站進行太空測試,如果通過測試,將用于建設太空基地”的資訊,明確項目任務探究榫卯結構特點和功能,利用木藝榫卯結構搭建榫卯月球基地模型。入項活動主要有三項。
活動一:微課賦能,通曉古今建筑傳承。
教師提前制作榫卯結構在中國古建筑中應用的微視頻,借助視頻還原古代榫卯結構再現在現代建筑和家具設計中的重要價值,呈現動態的、豐富的素材資源,幫助學生沉浸式了解建筑行業的精湛技法和主要成就。
活動二:實物拼插,體驗榫卯功能特點。
教師為每組提供一套典型的木藝榫卯結構,供學生拼插體驗,同時提出問題:“你能總結出榫卯的共同特點嗎?榫卯結構主要發揮什么作用?未來在月球極端環境下建設基地有什么優勢?”學生體驗實物拼插,觀察實物,能直接獲得榫卯結構的學習經驗,總結出榫卯結構特點和作用。
活動三:信息檢索,明確困難與挑戰。
教師出示任務,提供任務完成的具體方法,即使用教學平板信息檢索建設月球基地的困難與功能要求。學生搜索引擎搜索,團隊合作說出兩三項建設月球基地的困難(如重力差異、輻射防護、資源自給自足等)和兩三項功能要求(如生命維持系統、科研實驗平臺、通信能力等)。
2.項目探究:結構初探
結構初探的項目探究活動以實踐為主。教師帶領學生使用木藝工具,制作一個簡單的榫卯結構,認識更多豐富多樣的榫卯結構類型,拼插常見的榫卯結構組件,探究榫卯結構的牽拉力與承重力等特點,全面體驗榫卯結構在未來月球基地建設中的應用價值。結構初探項目探究包括兩項具體活動。
活動一:3D賦能,制作簡單榫卯。
學生觀看教師剪輯制作的3D演示三視圖的微視頻,理解三視圖(主視圖、俯視圖、左視圖)的由來和基本的繪制方法,分組合作繪制簡單的榫卯結構的三視圖,并根據三視圖在木板上畫線,用木工工具進行切割、打磨,直至制作一個簡單的木藝榫卯結構,展示制作過程,分享經驗。
活動二:模型拼接,初步測試性能。
教師提供常見的榫卯結構、榫卯魯班橋,發布任務,讓學生合作拼接榫卯結構,使用彈簧測力計、礦泉水瓶等重物測試牽拉力和承重力,體驗榫卯結構的性能,記錄數據,分組討論,充分表達和交流。
3.項目探究:搭建與優化
教師在搭建與優化的項目探究活動中實現實物與信息技術相互支撐,激發學生創造力。學生對比分析,回溯建筑起源,體會建筑與環境的關系,用實物搭建榫卯結構模型,利用信息技術探究建筑在月球基地建設中的優勢和不足,并提出改良策略,對比月兔月球車研發過程,展開多種形式創作。
活動一:對比分析,回溯建筑起源。
教師出示兩組圖片,第一組圖片是中國北方建筑由穴居到半穴居再到地面建筑的演變過程和中國南方建筑由巢居到干欄式再到地面建筑演變過程;第二組圖片是目前典型的南北建筑代表,陜北窯洞圖片及其氣候描述和苗寨吊腳樓圖片及其氣候描述。教師向學生提出問題:“結合兩組圖片,你能發現建筑為什么會出現南北差異嗎?建筑風格與什么有關?”學生討論分析后闡述不同特色的建筑有其適應環境條件,指出還與歷史文化有關。僅用榫卯結構能否建構完整建筑?教師展示虛擬現實拆解應縣木塔的資源,輔助學生學習。
活動二:技術支持,模型搭建改良。
教師為每個小組提供不同的常見榫卯結構建筑拼插結構模塊和工具,用以代表月球基地不同的功能區。教師提出要求:第一,根據設計圖快速搭建榫卯月球基地;第二,針對模型結合月球環境,討論目前榫卯月球基地能否適應月球環境?說說你發現的一兩個問題,提出改良措施。為了幫助學生提出具體的改良措施,幫助學生提出更多基于現實的榫卯月球基地的科學創想,教師提供三條線索。線索1:信封妙計,即信封內裝有關于月球環境特點及常見建筑的相關資料。線索2:利用平板電腦和VR技術觀看中國科技館視頻,著重參觀建筑和航空航天展區。線索3:運用搜索引擎或者人工智能體(“豆包”等)與智能平臺對話。學生繪制改良后的結構示意圖,標注關鍵改進點。
活動三:科學創作,與現實未來共舞。
在項目活動中,學生在勞動實踐中側重培養工程學思維。提出改良措施后,如何落實與完善?有學生表示“我們提出的創想離真正的月宮基地多遠呢?”教師播放視頻,回顧玉兔月球車的創造過程。玉兔月球車的問世經歷了國內外火星車、坦克、拖拉機、越野車等調研取形,創意搭建并測試優化,在測試通過后才進行正樣研制并投入使用。教師繼續布置任務:結合具體改良措施并綜合考慮中國文化等特色元素,進行榫卯月球基地的科學創作,形式不限(模型搭建、創意視頻、科幻畫、研究報告等均可)。以此全面激發學生想象力和創造力。
4.結項活動:月球基地搭建比賽
結項活動以月球基地搭建比賽為核心,包括兩項賽事。賽事一:木藝榫卯結構識別和作品組裝。賽事二:月球基地作品展示,即學生綜合得分評選“新一代月宮建造師”,全面評估學生的設計、制作、創意及展示能力(見表1)。教師組織月球基地搭建比賽,展示學生項目學習的成果,科學測評學生對榫卯結構的理解以及針對“榫卯月球基地”建設的科學創想,培養開放包容、勇于探索的科學精神,激發其為國家科技進步貢獻力量的意識。
三、教學反思與總結
(一)多維情境構建促進認知遷移
科學知識是人們在生產實踐中積累起來的智慧,是抽象的、凝練的、高度概括的,只有知識融入真實情境之中,才能更容易被學生接受和獲得。在勞動項目式學習活動中,設置高質量的真實情境,能激發學生參與項目探究的興趣,為推進項目探究提供不竭動力。項目式學習的情境多種多樣,可以回望過去、立足當下、直指未來。在“搭建月球基地”項目式學習中,學生可以建立視頻資源庫,包括航天探月史、“月壤磚”進展、專家談建設月球基地必要性等方面的內容,快速建立起學科與現實的連接,全方位、立體化搭建起此次項目式學習的真實情境,讓學生沉浸其中,積極探索。
(二)科學工具支持嚴謹論證
“搭建月球基地”實踐教學結合識別榫卯結構、制作簡單榫卯、木藝榫卯月球基地搭建和優化、“新一代月宮建造師”評選等活動開展,在過程中滲透STEAM理念,強化工程學思維習慣培養,在科學論證中提升證據意識,培養高階思維。信息技術賦能項目式學習,能將學科內容模塊化并按照科學邏輯組合,促進學生探究。在探究榫卯結構功能時,學生需要學習繪制三視圖并據此制作一個簡單榫卯結構,這時3D演示三視圖能幫助學生快速習得知識;在討論僅用榫卯結構能否搭建完整建筑時,學生可以獲得虛擬現實下的應縣木塔組件切換視頻,獲得直接證據;在改進榫卯月球基地時,學生通過VR參觀中國科技館、與人工智能平臺對話等直接獲取論據信息,助推學生探究。
(三)技術整合深化勞動教育內涵
勞動教育要充分體現實踐的學科特點,推動學生“做中學”“學中做”。此次勞動項目教學中教師設計了實物拼插榫卯模型、制作簡單榫卯結構、設計實驗探究榫卯結構特點、組裝并改進優化模型等具體活動,符合課標六、七年級學業要求,能幫助學生樹立尊重傳統、勇于創新、面向未來的勞動觀念,提升學生實踐能力和空間想象能力,形成細致觀察、耐心操作、精益求精的勞動態度。在此基礎上,教師利用信息技術賦能,利用技術將榫卯過去和未來跨時空呈現,為學生提供豐富多樣的學習資料和情感體驗,能幫助學生加強對信息檢索、篩選、加工與應用能力,提升運用信息技術解決現實問題的能力,從而更加適應社會,迎接挑戰。
注:本文系山東省教育科學“十四五”規劃課題“基于人工智能大數據的初中循證教學研究”(編號:2023YB007)階段性研究成果。
參考文獻
[1] 孫莉蓉.項目式學習:勞動教育新途徑:以“栽培一種綠色開花植物——花生”為例 [J].中學生物教學,2024(18):27-29.
[2] 桑國元.數字技術賦能高質量項目式學習[J].中小學數字化教學,2024(10):1.
(作者系山東省淄博柳泉中學教師)
責任編輯:祝元志