基于概念建構的通用技術教學設計

[中圖分類號] G634.2 [文獻標識碼]A [文章編號] 1674-6058（2025）17-0095-04

學科大概念是學科知識中更為本質和核心的概念或思想[1]?！缎掳嬲n程標準解析與教學指導：高中通用技術》提出，要從技術應用的角度出發，用“大概念\"整合學習內容的方式來提高學生運用技術原理解決技術問題的能力[2]。

基于此，本文以蘇教版通用技術必修教材《技術與設計2》中“系統及其設計”單元的“系統及其特性”為例，從技術應用的角度出發，通過明確核心概念、梳理概念層級、科學分析學情、確定教學策略四個步驟，將系統概念拆分為判定、特性、表現三部分。據此選取1個概念現實原型、5個教學環節、5個實踐活動，并配合“一個教具貫穿、兩個情境調動、一個伏筆銜接\"的教學策略，完成基于概念建構的通用技術教學設計。

一、基于概念建構的通用技術教學步驟

步驟一：明確核心概念

“系統及其設計\"單元包含“系統及其特性”“系統分析與設計”“系統設計的優化與實現”三部分。課標要求學生通過學習能從技術應用角度理解系統的概念，掌握系統分析、設計的基本方法，形成初步的“工程思維”2]。該單元涵蓋系統的概念定義、系統的判定條件、系統的特性及系統分析、優化與設計方法等內容。這是一個從簡單到復雜、從理論到實踐的知識技能與素養建構的過程，其建構基礎凝練在“系統\"這個高度形式化，兼具認識論和方法論，普適性極強的核心概念上[]，如圖1所示。

圖1“系統\"核心概念

步驟二：梳理概念層級

系統的概念源于社會實踐，教材表述為“系統是由相互作用、相互依賴的若干要素或部分組成的有機整體”。其中，“若干\"指兩個或兩個以上，“要素\"指必要元素。要素組成的整體具有各要素不具備的功能，要素間相互聯系、相互作用，這一特性構成系統的基本思想，具體表現為整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性?；诖?，可從技術應用的角度將系統的概念拆分為四個部分，按逐階推進的四個步驟進行講授：（1）“系統判定\"部分：什么是系統？（系統是由若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體）（2）“系統特性”部分：系統的要素或部分之間存在什么關系？（系統的要素或部分之間存在著相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的關系）（3）“系統表現\"部分：系統特性的具體表現是什么？（整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性）（4）“系統分析優化\"部分：如何進行系統的分析與優化？如此，本單元所有學習內容均從系統概念引申而出。

步驟三：科學分析學情

通過學情分析與教學反饋，發現學生學習通用技術概念時存在兩難：

一是理論學習難?！跋到y”是普通高中通用技術課程標準規定的八大學習領域之一，對學生發展學科核心素養意義重大。然而，通用技術為非高考科目，學生對技術理論學習不夠重視，積極性不高。

二是知識應用難?，F代化技術產品復雜，與教材中抽象的原型概念難以完全對應，進一步增大了應用難度。

因此，在以概念建構為主線開展教學活動時，一方面要選取貼近學生生活的案例，強調理論學習的重要性；另一方面要選取典型的概念現實原型，幫助學生建構概念的基礎表象，引導學生抽象、概括概念本質[4]。課堂上，要營造輕松活潑的學習氛圍，理論講授要“深人淺出”，實踐活動要“貼切有趣”“重點突出”，讓學生在實踐中理解概念的產生和發展，掌握其特征、性質及規律，學會運用概念進行思維與實踐。

步驟四：確定教學策略

本節課選用僅含6個零件的飛機模型作為概念原型教具，以“討論（新課導人）一學習（生成概念）一探究（發現特性規律）一鞏固延伸（深化理解）一拓展運用（知識遷移）\"5個教學環節為主線。通過飛機拆解、筆筒設計、飛機安裝、臺燈檢查、網購設計這5個層層遞進的技術實踐活動來建構知識。同時，運用“一個教具貫穿知識，兩個情境調動情緒，一個伏筆銜接\"的教學策略，突破學生的“兩難”問題。

1.一個教具貫穿知識

以僅含6個零件的飛機模型為核心教具貫穿概念學習：拆解飛機以生成系統概念，安裝飛機以探究系統特性，設計飛機網購方案以剖析系統運行機制。

2.兩個情境調動情緒

情境1：有獎答題情境。

創設有獎答題情境，將飛機安裝包設為獎品，調動學生的學習積極性。

情境2：認知沖突情境。

給飛機零件設置故障，使學生無法順利完成安裝，制造認知沖突，引導學生分析故障并發現系統特性。

3.一個伏筆銜接

課堂發放的“飛機安裝包\"獎品，將作為后續“系統分析\"\"系統優化\"章節的教學教具，為學生學習埋下伏筆。

二、基于概念建構的教學設計

環節一：創設情境，導入新課

播放視頻：展示尼日利亞航空因飛機輪胎失壓造成的重大飛行事故。

教師提問：請討論事故原因是什么，以及如何避免類似事件發生。

學生回答：事故原因包括輪胎失壓、維修工程師不作為、項目經理堅持讓故障飛機起飛、駕駛員警覺度低、飛機設計存在缺陷等?？赏ㄟ^加強溝通等方式避免類似事件發生。

教師總結：這是一起由安全觀念淡薄、管理維護混亂、安全設計缺陷、駕駛員警覺度低等錯綜復雜且相互關聯的“系統性\"問題引發的事故。事故背后的每個人，從各自角度做出的決定都有一定合理性，但這些決定的疊加導致了嚴重后果。在現實生活中，由于每個人的立場、經驗、思維模式不同，認知局限性成為人類思考和決策過程中不可避免的問題。因此，學會運用“系統”的思想方法，即全面、聯系、辯證地分析和解決問題，具有重要意義。為鼓勵大家充分討論與積極思考，本節課老師為勇于表達的同學準備了獎品，期待大家的精彩發言。

設計意圖：播放尼日利亞航空事故視頻，呈現復雜事故場景，凸顯學習系統思想的重要性，使學生直觀感受系統性問題的影響。組織學生討論事故原因及避免方法，激發其好奇心，調動其學習積極性。同時，設置獎品激勵勇于表達的同學，營造有獎互動氛圍，鼓勵學生深入思考并運用系統思想分析問題。

環節二：解構系統，精準把握概念

1.設問探究，深挖概念關鍵

開展討論：生活中存在哪些系統？它們有無共性？教材中系統概念如何表述，為什么要這樣表述，有哪些關鍵字詞，其意義是什么？

學生回應：生活處處有系統，其構成復雜。系統是由相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體。該概念高度抽象地概括了系統的特點。

2.拆解示例，明晰系統判定與特性[活動一]拆解飛機模型，分析系統構成。

教師：為了幫助大家更好地理解系統的概念，我將系統概念拆分為兩部分進行講解。一部分是“系統是由若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體”，這可用于系統判定；另一部分是“系統的要素或部分之間存在著相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的關系”，這體現了系統特性。

教師：現在請大家觀察我手中的小飛機。如果將小飛機視為一個系統，“飛行\"就是它的特定功能，必要的零件則是系統的要素，這些零件組成整體來實現飛行功能，而且整體中部分零件還承擔著次要功能，比如動力部分和機翼部分。我們可用以下方法來判斷一個事物是否為系統： ① 要有兩個及以上要素或部分； ② 這些要素或部分要形成一個有機整體； ③ 要素或部分的功能與整體功能不同。另外，如果系統的某個部分也符合上述判定條件，那它就是子系統，像小飛機的動力部分和機身部分就是子系統。

設計意圖：通過以生活中系統相關討論設問，激活學生舊知，激發其思考。借助拆解飛機模型活動，拆解闡述系統概念，讓學生直觀明晰系統判定與特性，精準把握系統概念，實現知識建構。

環節三：探究系統，明晰特性

[活動二]設計創意筆筒。

教師：觀察筆筒，判斷其是否為系統。若是，寫出其要素、部分、特定功能與整體。以筆筒、飛機為元素設計創意筆筒，并將相關信息填人導學案。

教師追問：若設計為飛機裝飾筆筒或可飛行筆筒，要素、部分和特定功能有什么不同？

學生：不同設計的特定功能決定要素差異。飛機裝飾筆筒中飛機僅作裝飾，可飛行筆筒則需飛機具備載物飛行功能。

設計意圖：借助創意筆筒設計拓展學習思路，鞏固對系統概念內涵的理解，為學習系統特性及系統表現內容奠定基礎。

[活動三]布置飛機安裝任務，安裝飛機模型

教師：打開零件包安裝飛機模型并試飛，若遇到問題，分析影響飛機運行的因素。

學生：飛機飛不起來，存在橡皮筋斷影響螺旋槳運行、機翼損壞、尾鉤斷裂影響橡皮筋安裝等問題。

教師總結：這些問題表明系統的要素或部分是一個有機整體，相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約。因此，產品設計要基于“整體性”“相關性”“目的性”，針對“動態性\"\"環境適應性\"進行設計，以減少故障、延長壽命。

設計意圖：讓學生完成安裝、試飛任務并遭遇失敗，制造認知沖突。通過分析失敗原因，引導學生“發現”系統特性，制造懸念、激發思考，調動學習積極性，加深對系統特性及其設計表現的理解。

環節四：研析臺燈，拓展延伸

[活動四]臺燈故障分析。

教師：以臺燈為例，說說它在動態性和環境適應性方面做了哪些設計？

學生：“動態性”體現在系統處于動態變化中，如臺燈零件會老化、磨損，且不同人群、場景和時代對桌面照明系統需求不同，需關注系統現狀與變化發展、掌握規律，所以市場上有多種類型臺燈?！碍h境適應性”指系統要適應環境變化才能發揮作用、保證發展。臺燈設計上增加材料強度、做防銹處理、設計塑料護套等，都是為了保證系統的環境適應性。

設計意圖：設置技術“變式”，引導學生通過技術應用與實踐驗證，培養知識應用能力。

環節五：遷移應用，提升素養

[活動五]網購系統分析。

1.組織討論

教師：飛機模型網絡銷量不佳，請大家運用系統方法分析如何提升銷量。

學生：從產品設計、產品包裝、銷售方式、附加價值等方面提出建議。

2.布置作業

教師分發飛機模型安裝包，要求學生安裝飛機模型后，運用系統方法對飛機模型的銷量進行分析并撰寫銷售策劃書。

教師：大家針對提高飛機模型網絡銷量提出了多種看法，哪種方法更能解決當前問題？

（學生討論）

教師總結：面對生活中的種種問題，我們常依據生活經驗做出決策，但復雜問題用經驗決策易失誤，需采用科學決策[5]。系統分析是實施科學決策的一般工作步驟，包括明確問題，設立目標；收集資料，制定方案；分析計算，評價比較；檢驗核實，做出決策。

銷售策劃書撰寫要求：以提高飛機模型銷量為目標，依據系統分析步驟分析問題、提出解決方法并撰寫。

設計意圖：由飛機小系統拓展至網購大系統，歸納提煉系統分析與設計的一般方法，幫助學生樹立系統思想。

三、教學反思

本節課呈現了高中通用技術理論教學中，設計以概念建構為主線的技術實踐活動課堂的思路，旨在達成課標要求，即讓學生從技術應用的角度理解系統的概念，掌握系統分析與設計的基本方法，形成初步的工程思維。整個教學設計涵蓋教學主線設計與教學策略設計兩部分。

首先，開展“明確核心概念，梳理概念層級”工作，確立所要講解的核心概念。選取具有代表性的概念現實原型，設計問題串，結合知識遷移與技術應用活動環節，引導學生從現實原型中發現概念本質，完成教學主線設計。

其次，進行學情分析，以確定教學策略。針對學生“兩難\"學情，教學設計關鍵在于：

（一）立足最近發展區，依托舊經驗建構新知識

學生對“系統”不陌生，在生活中積累了諸多關于“選擇”與“決策”的經驗，但未提煉出清晰、完整、抽象的系統概念，也未掌握系統分析及科學決策的方法。因此，選擇飛機模型、筆筒、臺燈、網購系統等與學生生活經驗相關聯的學習資源，有助于在舊經驗的基礎上建構新知識，形成完整概念，提煉具體方法，培養工程思維。

（二）引導學生在“做”中領悟技術原理

將“做中學”理念融入課堂內外，讓學生在實踐中領悟技術原理，提升綜合素養。

（三）合理開展“游戲化”教學設計

將課堂討論轉化為“有獎答題”，實踐環節設計成“學習的圈套”，作業布置為“模型改造”。此設計可打破沉悶的課堂氛圍，調動學生的學習積極性，使學生更好地投入課堂學習。

總之，開展基于概念建構的通用技術教學時，教師應從技術應用的角度出發，靈活運用四步建構概念。精選核心概念的現實原型，借助典型技術案例展現概念的外延與發展脈絡，讓學生在實踐驗證中培養技術應用能力，而非向學生灌輸機械僵化的理論知識，以助力學生核心素養的發展。

[參考文獻]

[1］陳思.基于學科大概念的地理復習單元教學設計研究[J].學周刊，2024（5）：65-67.

[2]顧建軍，趙薇.新版課程標準解析與教學指導：高中通用技術[M].北京：北京師范大學出版社，2019.

[3]顧建軍，吳鐵軍.普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）解讀[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4」錢國山.化學概念建構教學設計的三個步驟[J].理科考試研究，2014，21（20）：82-83.

（責任編輯 黃春香）