第1章 课题研究背景、意义、内容和文献综述

 

本文通过对浙江省近4年开设高中通用技术课程的教学实践，分析总结了该课程教材《技术与设计1和2》的不足，并结合近6年在信息技术学科中开展机器人教学的实践经验，提出了《高中通用技术的校本课程开发——以机器人为主线的研究》的研究课题和论文方案。

作为一门新课程——高中通用技术有不足很正常；作为一门永远是新的机器人技术，从中国古老的木制机器人一跃进入现代工业机器人，但在高中的课程教学中却一直没有舞台。而把这两点结合起来进行实证研究并开发相应的高中通用技术《技术与设计》校本课程,则具有极强的“学校需求”和“学生需求”。

再把研究的观察点指向2012年9月，浙江省已进入深化高中新课程改革的新阶段，《人工智能初步》和《智能机器人》等课程已作为高中知识拓展类选修课的一部分被很多学校引入课堂，而这些课程的引入又为基于机器人教学主线的高中通用技术校本课程开发注入了新的活力。

本研究第一阶段的实证对象是2009级高二2班、2009级高二11班、2010级高二4班、2010级高二11班和历年来“智能机器人”选修课参选学生。评价标准采用浙江省高中通用技术会考标准和自定实践检测方案。

1.1高中通用技术教学的国内外背景

本课题的关注重心有两点：通用技术课程教学和机器人教学。前者在实际教学中已陷入应试教育的不良状况，后者虽然有很强的实践性，但各类学校极不重视。因此，下面分别对这两个关注点进行选题前的综述。

1.1.1国外通用技术教学情况简述

在国外，技术课程与我们的分类既相似又有区别（在中国，通用技术和信息技术组成了“技术”课程）。

在西方发达国家，早期学校的教育体系中对技术课程也不重视，技术的传承完全依赖传统的师徒、父子等小团体之间的关系进行手把手的教学。如古希腊哲学家柏拉图的着作中就记载着这种传统的教学方式——学徒制，学徒制是一种集培训、操作为一体的，以全面培养为目标，以技术操作为中心，重视从操作中获得技能和领悟操作过程的技巧。其过程一般可以表现为“模仿操作——训练操作——半独立操作——独立操作”4个步骤。

直到20世纪70年代以后，技术教育在西方发达国家开始步入正轨，所有的发展中国家也开始采取积极措施，并列入普通教育的课程计划之中。

香港理工大学设计学院邵建伟教授在2010年全国通用技术教学年会上以“设计与技术的发展趋势及其思考”为题提出了通用技术“设计与技术之间的平衡”教学观。他强调在不同的国家，不同的发展阶段，技术教育会在“重视设计理论方面的教育、更重视操作技术的培养和以应用为主的教育”之间不断寻求平衡点。

在技术教育发展较有代表性的“法国技术课标”中提出：学生的技术学习必须置身于现实的生活环境，并让他们学以致用，即通过运用所学的知识和技能解决问题；而在“瑞典技术课标”中提出：技术课程所采用的主要教学方法是让学生实际动手操作和自主探究。

1.1.2国内通用技术教学综述

在国内，技术课一般指“通用技术”课程。通用技术在国内共有4个版本的国家审定官方教材可供选择，它们分别是江苏教育出版社、河南科学技术出版社、地质出版社、广东教育出版社出版的相关《技术与设计》教材。这些教材的知识目标都指向：理解技术的性质，了解技术的历史，了解最新技术成果以及技术在生产生活中的实际应用（如能体会近几年国际电子巨头之间的专利战），认识技术对社会产生的两面性，掌握一些生活中需要的技能，能进行一些简单的技术分析，掌握一些简单结构的设计，理解生活中一些简单系统的分析和设计，能用流程思想指导自身生活，掌握一些基本的控制理论，能识读和绘制简单的技术图样。

普通高中新课程技术课程的设计要求与义务教育段的“劳动与技术”教育模块互相衔接。高中通用技术课程立足在理论指导下让学生有充足的空间进行“做中学”和“学中做”。强调让每个学生经历技术设计的“调查分析、生活观察、方案设计、简单模型制作”等活动，以便习得获得性知识，从而真正实现通用技术学科的“三维教学目标”。

1.1.3浙江省通用技术教学综述

优势方面：

在浙江省，从2007年开始在高中开设通用技术新课程。

通用技术开课四年取得了一定的教学成绩，浙江经验在国内具有较高的影响力（如图1.1）。如近几年在全国通用技术年会中，浙江省教师代表都取得现场授课比赛一等奖（每年一等奖总人数为3人），近四年浙江省教师在全国通用技术年会上提交的论文获奖数占全国总获奖数的23%，个别年份还达到了30%。

存在的问题：

其实，浙江表面上的成功并不能掩盖课程实质上的弱点。浙江省内各高中学校对待通用技术课程极不重视。这主要表现在：

1.省内部分一流的重点高中未能遵守国家课程标准，每周只开设一节通用技术课；

2.浙江省通用技术课程标准强调“做中学”，但实际会考要求只是“理论”测试，大部分学校都把通用技术教学重心放在理论授课环节；

3.浙江省近几年实行的学生代管费使用规定在政策层面要求禁止“学生自费购买实践动手制作小套件”，但却未发文研究“通用技术学科”实际动手制作要求，而学校又没有额外的办公经费来弥补这个漏洞，所以全省通用技术学科的“做中学”完全成为了一句空话。

图1.1  浙江省开设通用技术课以来在全国历年年会上获奖论文情况对比图和表

 

1.1.4浙江省的教学实践

按照浙江省新课程要求，浙江省从2007年开始开设了通用技术课程，并严格执行省里的课时要求。虽然该校的生源在舟山市处于第二梯队，但近几年有二次省级会考成绩名列全市第一，二次名列全市第二。

在实际开课过程中，我校每年都能通过各种途径为学生提供多种动手实践套件。如近几年课题组内老师都有专项省级课题经费，再加上学校部分专款的支持，所以学生都能积极参与到动手制作实践中。

另外，浙江省科协、省教育厅每年都会举办简易机器人和智能机器人竞赛、浙江省教育厅教育技术中心每年都会举办智能机器人竞赛，我校所处的舟山市每年也会举办相关竞赛以促进机器人教学的正常开展。为了配合省市各级教育部门，我校从2004年开始就在校内建立了机器人实验室，每年都会组队参加省市相关比赛，现已成为舟山市各高中学校机器人教学工作开展最全面、成绩最出色的高中段学校。

 

1.2高中机器人教学的国内外现状

1.2.1国外机器人教学现状

机器人教学从20世纪60、70年代开始，最早在大学里与机械、自动化有关的专业开设机器人课程。属于知识面涵盖很广的交叉学科，为锻炼学生的动手能力和解决问题的综合能力提供了一个良好的平台。在国外，机器人教学逐渐从大学延伸到中小学，当然，不同层次其教学的侧重点不一样。现在国内外都开始重视机器人教学，从大学里某些专业涉及到内容转变为中小学教学的实验平台。

1.2.2国内高中机器人教学现状

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》已将与人工智能技术有关的许多研究列为重点领域及其优先主题。中国部分人工智能方面的专家学者在国际学术界影响力日益增加，有少数学者已经在国际上处于领先（领导）地位，在国际重要的人工智能学术杂志和重要的人工智能学术会议上，担任重要学术职务的我国学者人数一直在不断增长，特别需要指出的是，IJCAI 2013 将在北京召开（the International Joint Conference on Artificial Intelligence人工智能顶级国际会议）。但是，国内真正在高中学校中开展人工智能技术方面的教学研究很少，而作为人工智能方面的代表——把智能机器人教学引入高中课堂的也基本处于空白状态。

如浙江省高中新课程在通用技术学科设置了《简易机器人制作》选修模块，在信息技术学科设置了《人工智能》选修模块。但从实际调查情况发现，浙江省没有一所学校真正开设相关课程。

不过，浙江省科协和浙江省教育技术中心每年都会举办适合中小学生的机器人竞赛，对发展浙江省高中机器人教学作出了较大的促进作用。

1.2.3对通用技术和机器人教学的现实要求

2003年4月，教育部正式颁布《普通高中技术课程(实验)标准》，首次在“通用技术”科目中设立了《简易机器人制作》模块，是基于计算机技术的学习平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。该模块为学生提供了运用当代先进技术和先进思想方法进行设计、制作，以解决实际问题的机会。与此同时，新的高中课程标准在"信息技术"科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步，这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新的台阶。机器人教学进入中小学课堂是大势所趋。

 

1.3高中通用技术校本课程研究的意义

为了顺应社会发展和高等教育的要求及普通高中学生身心发展的特点，浙江省在普通高中阶段通用技术学科领域开设了《技术与设计》必修课程和《简易机器人制作》等选修课程，其中必修课目《技术与设计》的教学内容以理论为主，会考采用单一的笔试形式。

制度设计决定了教学现实。新课程实施以来，我省各高中学校在通用技术学科领域都只涉及《技术与设计（1）、（2）》的理论教学，偶而的实践教学也充满了应试味。通用技术课程国家标准中的其它选修内容很多被搁置，相关选修课程的教学实践与研究还处于空白状态，教学与评价（会考）往往局限于纸上谈兵。

然而，纵观我校前几年机器人竞赛教学的实践初步表明：机器人案例教学丰富了《技术与设计》课程的教学内容、拓展了学生的实践平台、激发了优秀学生的动手欲、开阔了学生的生活视野。如在2010年、2011年浙江省中小学生智能机器人比赛中，我校有多人参加获得全省前几名的佳绩，多人通过机器人竞赛培训后对智能机器人产生浓厚兴趣并进入大学相关理工学科学习深造。

因此，笔者把研究的视角转向通用技术学科理论结合机器人动手实践的案例，希望在高中通用技术必修教学领域引入选修学科的内容，让机器人的技术味渗入到《技术与设计》的理论教学中，取长补短，突出技术学科的技术味。

以上这些是为何要选择研究“高中通用技术课程的机器人案例教学研究”课题的缘由。

 

1.4文献综述

为了积极开展本课题的研究，笔者首先通过国内有名的网络文献数据库知网检索了相关文献，以“高中”、“通用技术”和“机器人”为组合关键字在硕博论文库中搜索，发现在2006年至2010年期间（2011年数据暂时不全，暂未统计），研究高中通用技术中《技术与设计》结合机器人教学的案例篇数为0，而研究“高中、通用技术和校本”三个关键字相关的论文有8篇。如2008年南京师范大学陈洪硕士论文《通用技术机器人选修模块的校本评价研究》，该文“通过实验对高中通用技术学科简易机器人制作课程的学生评价进行了校本化的实证研究，形成了一个比较适合实验学校实际的机器人课程的评价方案。该研究收集的数据即有笔试的定量数据，又有定性的数据；即有自我的评价，也有教师和其他同学的评价，其中自我评价、同学评价和教师评价三者的权重是相同的，这种研究改变了过去常采用的教师单方面凭借考试成绩和日常表现评价学生的方式，使得评价的结果比较科学和可信。最后该在简易机器人制作学科采用自我评价和他人评价的评价方法可以在很大程度上激发学生的学习兴趣，对学生正确地认识自我、恰当地评价自我和合理地评价他人都有很大地帮助。并且在一定程度上可以减轻教师评价学生地工作量，使教师能将有限地精力更多地投入到教学中去。但是在评价过程中，教师的引导和指导也是非常必要的，防止学生过高的评价自己。同时在评价方案中也对过高的自我评价作出了一定的限制。”在2006年西北师范大学《中学智能机器人教育的校本课程建设研究》共分6章，其中第一章介绍了课题的背景等；第二章对机器人相关知识进行了概述；第三章主要对研究过程中碰到的问题进行了描述；第四章对机器人教育的必要性和教学价值进行了说明；第五章是核心，对校本课程的开设、课程性质、教学内容和实施建设等进行了详细的阐述；第六章是研究的小结部分。

而在高中技术课程教材部分，我主要参阅了教育部审定的四个出版社的官方教材，特别是人民教育出版社的《人工智能课程研究》（张剑平等着）、河南科学技术出版社的《简易机器人制作》教程（刘荣主编）、江苏教育出版社的《技术与设计1和2》和《简易机器人制作》（顾建军主编）、浙江教育出版社的《人工智能初步》（陶增乐主编）。

其中江苏教育出版社的《简易机器人制作》由顾建军主编。该教材与《技术与设计1和2》自成一体，具有一定的配套性。教学内容主要通过“走近机器人，简易机器人的大脑——单片机，简易机器人的控制系统，简易机器人的机械系统，简易机器人的制作与编程、机器人的反馈控制”等展开。在该教材中，简易机器人涉及的知识点相对较难，需要学生在完成通用技术国家课程《技术与设计1和2》后才能进行后续的学习，否则学生的前缀知识不足，对《简易机器人制作》中的控制与设计、结构与设计等相关知识点较难掌握。

另外，江苏教育出版社的《技术与设计1》和《技术与设计2》主要以理论教学为主，《技术与设计1》教学内容安排了走进技术世界、技术世界中的设计、设计的一般过程、发现与明确问题、方案的构思及其方法、设计图样的绘制、模型等，《技术与设计2》教学内容主要安排了结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计等。在必修教材《技术与设计》中，教学的理论性很强，实践探究的案例杂而多。

而纵观江苏教育出版社的《简易机器人制作》和《技术与设计1和2》两类教材，笔者发现它们有一个很好的结合点：技术操作。《简易机器人》充满了技术味，动手项目比较多；《技术与设计》充满了理论教条，实践操作比较少，教材或配套的辅助教学用书中案例多而杂，对学生有现实指导意义的案例不够生动或丰富。

同时，笔者还部分参阅了导师张剑平教授主编的《人工智能课程研究》一书（人民教育出版社），它是国内第一部关于高中人工智能课程及其实施研究的专着。该书在内容上兼顾了理论、方法与实施等多个层面，主要内容涉及：人工智能课程结构与标准解读；人工智能课程的内容与知识点分析；人工智能课程的实施与教学资源开发；机器人教育与实践能力培养。该书旨在对我国基础教育课程改革理念下人工智能课程及实施问题进行探索，特别为我国高中阶段的人工智能教育指明了方向，也为本课题的研究提供了充分的素材和研究依据。

还有，在人工智能教材方面，浙江省内学校下发的选修教材还有陶增乐主编的《人工智能初步》，全书共分五个章节：人工智能简介、知识与知识表示、PROLOG入门、专家系统、搜索技术。

上述这些教学资料都为本课题的研究提供了很好的指引。

 

1.5研究内容、方法及研究计划

1.5.1研究内容

本文从浙江省通用技术学科教学内容出发，以高二年级学生为研究对象，以我校其它非实验班级学生及舟山市内其它兄弟学校学生为参照样本开展教学研究与实践。

研究主要内容包括：

1.高中通用技术校本教材编写的研究与实践。该教材的主要内容依据国家课程标准《技术与设计1和2》的内容为纲，并融合大量机器人教学案例，以便真正让通用技术教学动起来，让通用技术理论教学模块有强大的实践支撑，更让通用技术的教学能与当代先进的技术相融。

辅助研究内容包括：

2.通用技术实践类项目的评价方法研究；

3.技术类“双技二合一型”教师的培养研究；

4.通用技术与研究性学习课程融合研究；

5.懒汉式创新思维法研究；

6.四段式通用授课模式研究。

1.5.2研究方法

本课题的主要研究方法是文献分析法、教学实证法、案例分析法等。具体的实践教学中，研究者会根据研究主体、课程实践教学效果进行微调，而并不是拘泥于某一方法。因此，课程校本化过程中还融合了课堂观察、内容分析法等。

通过文献法，整理了国内外有关高中通用技术课程实施的主要理论、问题，对学生、教师参与课程校本化开发进行了一个界定，为后续的研究指明了方向。

通过实证法，检验了高中通用技术课程校本化的具体成效，通过最终学生成绩的会考等第评价和学生对新技术的了解和应用的实际操作能力评价，从中为研究提供了实践依据。

通过分析法，综合了课程开发前后的各种因素，为研究过程的成果提炼提供了理论论据。

1.5.3研究过程

本次研究希望把高中通用技术学科中的“简易机器人”选修模块与“技术与设计”必修模块进行有机的教学融合，探索出一条双效合一的教学模式，融合出一套适合大部分学校的校本教材，充分体现通用技术学科的技术味为其它学校的教学实践提供一些可供参考的成功与失败案例。

本论文的主要研究过程有：

以文献查找、各类有影响力的通用技术学科和信息技术学科教学活动为参考信息，对的通用技术学科教材制订校本化开发决策。

接下来在教学实证过程中，注重双技型教师的培养和学生动手实践能力的培养，并对整个培养过程做好记录与比较工作。

最后阶段，对论文关注的研究点进行总结和反思，以便进一步改进教学研究工作。

具体过程如下：

第一阶段（2010年10月）：文献资料的收集和校本教材编写初步工作。

第二阶段（2010年11月～2011年5月）：培育双技型教师（信息技术和通用技术二合一型教师），为机器人教学打下基础。

第三阶段（2011年5月～9月）：编写校本教材。

第四阶段（2011年8月～9月）：进行课堂教学实践准备。

第五阶段（2011年9月～2012年2月）：进行课堂教学实践和竞赛辅导实践。

第六阶段（2012年2月～2012年3月）：完成初步研究，撰写论文。

 

 

 

第2章 对高中通用技术课程理念和目标的理解

 

2.1高中通用技术课程的基本理念^[1]

2.1.1发展全体学生，培养学生技术素养

技术课程属于通识教育，目的是为了提高学生的技术素养，是高中学生的必修课程。

国家课程标准要求通用技术课程重点关注“学生技能的形成、思想方法的掌握和文化的领悟”三者之间的统一，注重拓展学生技术能力，避免机械的、单一的技能训练。

2.1.2开发学生潜能，培养学生实践能力

高中生正处于创造力养成的重要阶段，他们的逻辑思维和想象能力、批判精神和反思能力都比初中阶段有了新的提升。因此，国家课程标准要求鼓励学生想象、怀疑和批判精神的培育，通过营造民主、活跃、进取的学习氛围来培育学生的创新精神。同时，充分利用技术课程的各种案例载体，培养学生的学习兴趣；让学生经历技术设计和技术试验等活动过程，以培养学生的自主探究能力，最终使学生的创造潜能得到良好的引导和有效的开发。

2.1.3立足科技和社会视野，培养学生人文素养

技术与科学、社会的关系在现代社会生活越来越密切。通用技术课程必须通过具体的技术实践使学生理解科学与技术之间的辩证关系，从而开拓学生的视野，提升学生人文素养。

2.1.4紧扣学生生活实际，积极反映当代现代技术文化

技术具有鲜明的时代印记。通用技术课程必须基于学生的生活实际开发课程内容，在保证课程内容的基础性、通用性的基础上，积极的、多方面的在课程内容中体现技术的先进性；并不断的根据学生现实生活中出现的技术内容进行相关教学，使学生有机会了解身边的新技术、新成果和技术的未来发展趋势；以便让学生有更多机会接触到最新发展成果和技术信息，从而领略技术发展的内涵和文化意义。

2.1.5充实学生学习过程，引导学生多样化学习

技术学习过程应是主动建构知识、不断拓展能力的过程。在这种学习过程中，教师是学习活动的引导者、帮助者，学生是学习活动的主体。在技术课程的教学互动过程中，教师应当根据学生的实际，精心组织和设计各种学习活动；根据学生的身心发展规律和技术学习特点，指导学生采取自主学习、合作学习、网络学习等多种学习方式，促进学生自主探究能力的提高，并让这种学习升华成一种终身学习能力。

 

2.2高中通用技术课程的设计思路

通用技术课程共设9个模块（具体见图2.1），其中《技术与设计1》和《技术与设计2》为必修模块，其余均为选修模块。

2.2.1课程模块的说明

通用技术课程的必修模块是《技术与设计1》和《技术与设计2》，它们呈递进关系，即《技术与设计1》是《技术与设计2》的基础。《技术与设计1》和《技术与设计1》的基本内容是技术设计，技术设计是动手与动脑相结合、培养学生创新精神和实践能力的良好载体，对学生理解技术、使用技术、应用技术解决问题等方面的技术素养的提高具有奠基作用。技术设计中的一些基础内容及专题，如“设计的优化”、“系统与设计”、和“控制与设计”等体现了科技发展的先进成果和先进文化，是当代技术思想和方法的重要的、基础的组成部分，具有丰富的思想内涵和方法论意义，对所有学生的发展都具有教育价值。

2.2.2《技术与设计1》模块

普通高中通用技术学习的导入模块。旨在使学生理解技术及其性质，经历一般的技术设计过程，并在九年义务教育中的劳动与技术学习的基础上，形成结构较为完整的技术素养。具体内容有技术及其性质、设计过程、设计的交流、设计的评价。

2.2.3《技术与设计2》模块

《技术与设计1》基础上的必修模块。具体内容为具有典型意义的专题性技术设计，它们是结构与设计、流程与设计、系统与设计和控制与设计。这些技术设计专题具有丰富的思想内涵和广泛的应用性，实施条件也具有一定的开放性。

 

图2.1  《通用技术》课程必修和选修课程模块

 

2.3.4选修3《简易机器人制作》模块（通用技术）

基于计算机技术的学习平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的选修模块。具体内容有单片机及其控制程序、单片机与控制电路、单片机与传动机械。该模块给学生提供了运用当代先进技术和先进思想方法进行设计、制作，以解决实际问题的机会。

2.2.5选修5《人工智能模块》（信息技术）

通过本模块的学习，学生应能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。

本模拟的教学应强调让学生体验若干典型人工智能技术的应用；要根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学；要发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。

 

2.3高中通用技术课程的目标

高中通用技术课程立足九年义务教育的基础，以基础的、宽泛的、与学生日常生活联系紧密的技术内容为载体，以进一步提高学生的技术素养、促进学生全面而富有个性的发展为目标。

通过本课程的学习，学生将进一步拓展技术学习的视野，学会或掌握一些通用技术的基本知识和基本技能，掌握技术及其设计的一般思想和方法；具有一定的技术探究、运用技术原理解决实际问题以及终身进行技术学习的能力；形成和保持对技术的兴趣和学习愿望，具有正确的技术观和较强的技术创新意识；养成积极、负责、安全地使用技术的行为习惯，发展初步的技术能力和一定的职业规划能力，为迎接未来社会挑战、提高生活质量、实现终身发展奠定基础。

注重学生创新精神和实践能力的培养，并着力在以下几个方面形成目标上的独特追求：技术的理解、使用、改进及决策能力；意念的表达与理念转化为操作方案的能力；知识的整合、应用及物化能力；创造性想象、批判性思维及问题解决的能力；技术文化的理解、评价及选择能力。

2.3.1知识与技能

理解技术的性质，了解技术的发展历史和一些最新技术成果以及技术在生活和生产中的应用，了解技术设计的基本知识，初步掌握技术设计的一般程序和基本技能等；能从技术设计的角度理解结构、系统、流程、控制的一般概念等，了解简单结构等的设计。

2.3.2过程与方法

经历将人们的需求和愿望确认为值得解决的技术问题、并形成设计方案的过程，初步学会从技术的角度提出问题、解决问题，能多角度提出解决问题的方案，发展批判性思维和创造性想象的能力；经历技术方案的实现或转化为产品的过程，初步学会模型或产品的制作、装配、调试的方法；经历技术设计中交流与评价的过程，初步学会一些技术交流的方法，发展技术的表达和评价能力；经历将结构、流程、系统与控制的基本知识应用于技术实践的过程，初步掌握结构、流程、系统与控制的基本思想和方法等。

2.3.3情感态度与价值观

形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望，领略技术世界的奥秘与神奇，关注技术的新发展，具有对待技术的积极态度和正确使用技术的意识；熟悉从事技术活动必须具备的品质，能够安全而负责任地参加技术活动，具有良好的合作和交流的态度，养成严谨、守信、负责、勤俭、进取等良好品质；体验技术问题解决过程的艰辛与曲折，具有克服困难的勇气和决心，培养不怕困难、不屈不挠的意志，感受解决技术难题和获得劳动所带来的喜悦；理解技术、科学和社会的相互关系，增强劳动观念，具有敬业意识和创业意识，形成与技术相联系的经济意识、质量意识、环保意识、伦理意识，以及主动参与当地经济建设的意识。

 

2.4高中通用技术课程中的“技术”与“设计”

通用技术必修课程的必修内容分为《技术与设计1》和《技术与设计1》。它们是高中通用技术课程的核心，是提高学生技术素养、培养学生创新精神和实践能力的基础内容和良好载体，这里的设计是一个大设计概念，而不是单纯的图纸设计。

《技术与设计1》使学生在九年义务教育的基础上对技术有更为深刻而全面的理解，初步掌握一个通用的、完整的设计过程，学会与设计有关的各种途径、方法，了解设计中可能遇到的各种问题。

《技术与设计1》是在《技术与设计1》的基础上进行的一种专题性设计，集中体现了一些重要的技术思想和方法，它更关注设计过程中“结构”、“流程”、“系统”和“控制”的基本思想和设计的基本方法，注重学生对这些思想和方法的应用及实际问题的解决。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第3章浙江通用技术教材特点分析

 

设计应该是发觉事物中蕴藏的智慧，并把这些智慧融入到生活中去——比如我们脚下的地砖为何这样排列？这些都是设计的智慧。

设计又是技术发展的核心要素。

设计可以激发技术的发展，技术的发展可以为设计提供更多的创新空间。

那么，浙江省高中通用技术新课程必修教材《技术与设计1和2》和选修教材《简易机器人制作》的实际情况又是如何呢？

 

3.1教材特点分析

3.1.1《技术与设计1》教材分析

《技术与设计1》的基本框架是“技术设计”。“技术设计”是本教材的核心要素，是动手和动脑相结合的集中体现，它集技术课程的三维目标与一体，对学生掌握基本技术技能和利用技术解决生活中实际问题等的技术素养具有奠基作用。

《技术与设计1》的课程内容规划主要是一些与技术设计相关的基本概念、设计原理和设计的一般过程；课程要求学生初步形成对生活与生产中一般性技术设计的正确理解，从中掌握开展技术和设计活动必须具备的基本知识与基本技能。

《技术与设计1》的课程内容规划指向技术领域一般的、通用性较强的、具有较好的理论基础和简单实践内容支撑的技术内容。

《技术与设计1》的课程内容为学生提供了通识性的技术设计教育，并期望以简单化的、具有浓厚生活味的产品设计为依托，让学生从技术问题的发现开始，从而经历一个完整的设计过程。

《技术与设计1》的课程模块使学生对围挠在学生日常生活周围的技术有较全面了解，从而强化学生使用技术的自信心和责任心；学生在经历较完整的设计过程后，能深刻体会到设计的一般思维方法和解决设计中一般问题的技术方法，增加学生面对设计过程中可能遇到的问题的独立处理或协作解决能力，进一步加强培养学生在设计中的交流和评价能力，培养学生共同合作精神。

本教材的具体单元有：

第一单元  走进技术世界

    技术的价值

    技术的性质

    技术的未来

单元综述：本单元的关键字是“技术、人、社会、自然、设计”。学生在学完本章后，可以从理论高度理解“没有技术、就不会有我们如今的社会发展”；同时学生还能在本章中领会“技术因人而生、为人服务”的内涵。

问题分析：本单元内容以理论为主，部分素材选择值得商榷，如荷兰风车、填海造田等在本章中都是值得肯定的内容，但实际上任何技术都有两面性，如风车会对局部气流造成影响，因此无视这种影响的理论会对学生造成一定的负面引导，需要我们在实际教学中适当修正。

第二单元  技术世界中的设计

    技术与设计的关系

    设计中的人机关系

    设计中的人机关系

单元综述：本单元的关键字是“人机关系”。学生在本单元中主要需要体会技术的根本目的是要解决实际问题，而设计是其中解决方法的主要途径。在设计环节，成功的人机关系可以让设计出彩；设计对于技术是基础性的，这就好比“探究对于科学、阅读对语言艺术一样”。

问题分析：本单元中的人机关系是重点，也是比较容易被学生接受的一个设计知识点，但书本知识选择案例普遍较老旧，老旧而经典的案例虽然值得借鉴，但那些新的工业设计案例则更能吸引学生，如IPHONE手机的HOME键，IPHONE手机持续热销就是一个明证。

第三单元  设计过程、原则及评价

    设计的一般过程

    设计的一般原则

    设计的评价

单元综述：本单元的关键字是“设计过程、设计原则、设计评价、技术试验”等。在本章中，学生可以领会设计学习是对以往的“传道、授业、解惑”的价值的超越，它是由学习和展现技巧提升到形成设计的思想和方法的过程。另外，本单元还注重挖掘学生对技术设计的内核的理解和自身的原创力。

问题分析：本单元中教材列举了部分设计案例，但无配套制作材料，学生只能经历“理论化的设计过程”，并对“理论化的设计过程”进行“理论化的评价”，总感觉“纸上谈兵”的成份偏多，缺少实际的应用舞台。

第四单元  发现与明确问题

    发现问题

    明确问题

单元综述：本单元的关键字是“设计问题、问题解剖、设计目标分解和组合”。本单元要求学生能对一般的设计进行简单的分解与分析，并根据各个分解模块的功能列出相关的问题，从中找出具体的问题解决方法。

问题分析：本单元与第三单元的问题类似，被剖解的问题属于理论化的问题，而不是实际的产品，学生不能经历真正产品分析、不能把产品实际分解成相应的小问题。

第五单元  方案的构思及其方法

    方案的构思方法

    常用的创造技法（选学）

单元综述：本单元的关键字是“方案构思方法、创造技法”。本单元内容要求较低，很多知识点在会考测试中并未列入。

问题分析：方案构思方法很多，教材中用不同产品的相应构思方法进行案例举证，但在实际教学过程中，学生还是不能很好的区分。如果能把一种产品的设计过程中所应用的不同构思方法进行对比分析，则会有更好的教学效果。因此，本单元其实缺少一个有效的载体。

第六单元  设计图样的绘制

    设计表现图

    常见的技术图样

    计算机辅助制图（选学）

单元综述：本单元的关键字是“三视图、草图”。本单元要求学生能识读一般的机械加工图、线路图、效果图等常见的技术图样，并熟练掌握简单组合体的三视图画法，为以后的复杂构件三视图、复杂零件图的识读和设计打下较扎实的基础。

问题分析：本单元把计算机辅助制图当做选学内容，而“技术与设计”课程纲要中本身又要学生了解最新的技术，这本身是一对矛盾。笔者在实际教学过程中，引入了CAXA教学，实践证明学生能较好、较快的掌握这块教学内容，所以设计图样的绘制教学单元内容应该有改进的余地。

第七单元  模型或原型的制作

    模型

    工艺

    制作模型

单元综述：本单元的关键字是“工艺”。本单元的重中之重还是工艺，工艺在日常生活中是一个常见的知识点，但很多学生却又不能很好的识别。

问题分析：苦口婆心的理论教导不如实实在在的操作训练，而本单元安排的内容如果都能进行实践操作则需要较大的材料成本，如加工内外螺纹的材料成本至少在10元/人，锯割操作的材料成本至少在5元/人，孔明锁制作的成本也至少在3元/人……，因此很多学校在实际教学中都省略了“实践环节”，从而让“技术”教学变成了“指点江山”，失去了实际的教学意义，因此我们必须在教学内容和材料选择上进行适当选择。

第八单元  技术产品的使用和保养。

    产品说明书及其编写

    技术产品的使用、维护和保养

单元综述：本单元的关键字是“说明书”。产品说明书具有法律文本的作用，说明书书写是一门技术活，“简约而不简单”。

问题分析：浙江省通用技术会考对此知识点不作要求，但此单元内容对学生的生活具有较好的指导意义，它从“技术”的角度阐述了“说明文”的写作方法，因此还是值得我们在实际教学中进行适当的教学，但是教学中如果能结合具体家庭的产品案例进行教学则会更有说服力，如教科书中“微波炉不能蒸鸡蛋”，但笔者在教学实践中就从“技术试验入手”说明了它的可行性，并据此讲解了相关的说明书的写作方法。

本教材的课时安排如下表：

表3.1    《技术与设计1》教学课时安排表

各个单元内容相互关联，并有机的整合在四个模块中，如下图3.1所示。

图3.1 技术与设计1知识点总体框架图

 

3.1.2《技术与设计2》教材分析

《技术与设计1》是《技术与设计1》的后续模块，本教材与前面明显不同的地方是：专题性技术设计是本教材的核心表现形式。其中各个专题需要用到《技术与设计1》中的通用设计知识，但又必须使用本教材中的“结构”、“流程”、“系统”和“控制”等相关专题知识。《技术与设计1》体现了编写当时的技术发展成果和先进文化。

《技术与设计1》的课程模块内容主要从“整体——系统设计、协调——系统要素、关联——结构功能、控制——控制设计、稳定——系统、优化——流程设计和系统设计”等几个方面进行了展示。本书内容具有一定的实用教学价值，能从哲学角度、系统论等观点引领学生领悟“结构、系统”等观念。《技术与设计1》四个单元的内容相互独立、相互联系，四个单元内容本身就是一个“系统”的较好体现，如结构是系统的基础、系统由子要素并通过一定的结构组成，分析系统可以从分析组成该系统的结构功能入手；控制系统本身就是系统，只是在普通系统中融入了控制结构，从中体系了“控制、结构和系统三者中互相依赖的情况”。因此教师在具体的授课中应从总体上把握各单元的内在联系，以便更好的给学生阐述各单元的技术思想。

另外，《技术与设计1》各单元从以下5点体现了“技术与设计”的内涵。

1.技术源于生活

《技术与设计1》各单元选题都是基于从学生的生活经验出发，围绕具体的技术与设计问题进行分析解读，并在建构和凝练技术设计的核心思想和方法的层面展开，在此基础上引导学生运用这些方法进行生活实际中的简单技术设计，使学生体验从具体到抽象再回到具体的技术思维过程，掌握典型的技术设计的基本方法。

2.技术需要综合

《技术与设计1》各单元模块充分体现了技术多学科之间的内在联系和相互融合，从而指导学生在学习“技术与设计”时需要掌握综合性学科知识，并引导学生将不同的知识整合成一个个有机体来综合地分析和解决技术设计中的具体问题。

3.教材内容设计丰富

《技术与设计1》各单元模块精选了一定量的具有典型意义和绕有趣味的“案例”进行分析，从多角度呈现了技术设计对社会经济发展和人类文明进程的推动作用，以此揭示具有普通意义的技术思想和方法；设置的“马上行动”、“讨论”、“探究”、“辩论”等诸多不同层次、不同程度的栏目，既为大多数学生达到基本要求提供了开放性的空间，也为水平较高的学生设计了具有挑战性的学习任务； “小试验”栏目，使学生通过方便易行的动手试验，体验解决问题的过程，领略技术的魅力，激发技术设计的创造灵感，凸显技术课程的特征；“练习”、“综合实践”等栏目，以经过筛选的、以生活生产实际为情境的技术设计项目，提供给师生选择，使得学生在真实的任务环境下学习技术、体验设计、经历过程；“阅读”、“链接”等栏目，通过丰富的技术背景资料和拓展资料的呈现和提示，延伸了教材，以尽力弥补目前技术课程参考书籍少的缺憾。

4.技术学习的非传统化

《技术与设计1》各单元模块的设计需要创新，这是一种有别于传统学习的教学活动过程，在《技术与设计1》各单元模块的组织上需要淡化技术与设计内容学科知识性，以便从学生感兴趣的、容易与自身生活结合的具体技术设计实例入手，引导学生认识在技术设计的多样化、复杂化的创作过程中享受由技术探究带来的学习成就感。

5.技术文化的技术化

《技术与设计1》各单元模块结合具体内容，内含了很多技术文化，部分内容本身就是人类文化的传承者。

具体单元有：

第一单元  结构与设计

    常见结构的认识

    稳固结构的探析

    简单结构的设计

    经典结构的欣赏

单元综述：本单元的关键字是“结构、稳定性、强度、设计”。本单元的重点是对生活和生产中实际应用的产品进行合理的结构设计，以期培养学生的实际设计能力。

问题分析：结构与设计的讲解最需要有一个好的载体，在这里用一个简易机器人的机械结构进行实体教学则能更好的辅助本单元的教学内容。但在实际的教学中，教材虽然想培养学生的实际设计能力，但其实在教学过程中还是被理论占据。

第二单元  流程与设计

    生活和生产中的流程

    流程的设计

    流程的优化

单元综述：本单元的关键字是“流程、设计”。流程在生活与生产中无处不在，但流程的科学设计与合理安排对生活和生产又具有重要的作用。

问题分析：在产品制作过程中、在产品组装过程中、在工程施工过程中……有很多的流程设计案例，但我们的教材主要是一些生活中的流程，如课程表、吃饭穿衣……，感觉案例的选择有点“小朋友化”，教材案例缺少对高中学生的吸引力，缺少“技术味”，因此在本单元中的教学中我们需要引入有“技术味”、“工程味”的实践案例，从而引导学生思考一些问题，如我们生活中的桥梁工程的“被提前”现象等。

第三单元  系统与设计

    系统的结构

    系统的分析

    系统的设计

单元综述：本单元的关键字是“系统概念、系统组成、系统分析、系统设计”。1+1>2或者1+1<2，这是一个哲学命题，却又是一个实实在在的系统分析问题。一个科学的系统设计，能让系统的各组成要素科学合理、协调有序的工作，否则整个系统会因为短板效应而出现严重的拖累效应。

问题分析：系统无处不在，系统又很具有“哲学味”，系统设计与分析可以锻炼学生分析问题与解决问题的能力，因此在这里如果能有一个好的教学载体则会事半功倍。在实际在教学中，我校引入了“简易机器人”和“智能机器人”教学案例，并进行相应的“竞技比赛”，同时培养学生在比赛过程中对机器人进行适当的调整和分析，较好的解决了原教材中实践案例缺失的现象。

第四单元  控制与设计

    控制的手段与应用

    控制系统的工作过程与方式

    闭环控制系统的干扰与反馈

    控制系统的设计与实施

单元综述：本单元的关键字是“控制、开环、闭环、反馈、干扰、控制设计”等。本单元是《技术与设计1》的重点内容，知识点多，学习内容较难，但又非常实用。学生通过本单元学习，可以领会生活中的很多控制现象。

问题分析：控制与设计单元融合智能机器人教学案例，这既能体现最新技术进课堂的需要，又能激发学生的学习兴趣，比起那些传统的“红绿灯控制案例”有更强的教学意义。

本教材的课时安排如下表3.2：

表3.2    《技术与设计2》教学课时安排表

各个单元节内容相互独立，但又有机融合。如下图3.2：

图3.2  技术与设计2知识点总体框架图

 

《技术与设计1》是高中通用技术学习的基础模块，它和《技术与设计1》共同为后续的通用技术选修模块提供了必要的基础，另外，对照以前的部分劳动技术课程，我们可以发现：目前高中通用技术课程标准是以《中小学劳动与技术教育纲要》为基础编制的。

3.1.3《技术与设计1和2》教材的案例特点分析

《技术与设计1和2》教材中引用了大量的案例，但是案例采用受限于当时教材的编写时代，同时教材在多年的使用过程中只进行了局部小知识范围的修正，大的内容框架、案例等一直都未改变，从而在近几年的教学中呈现出案例跟不上时代的特点。

 如国家通用技术课程标准指出：技术具有鲜明的时代印记。通用技术课程必须基于学生的生活实际开发课程内容，在保证课程内容的基础性、通用性的基础上，积极的、多方面的在课程内容中体现技术的先进性；并不断的根据学生现实生活中出现的技术内容进行相关教学，使学生有机会了解身边的新技术、新成果和技术的未来发展趋势；以便让学生有更多机会接触到最新发展成果和技术信息，从而领略技术发展的内涵和文化意义。

 但是在现有通用技术《技术与设计1和2》的必修教材中，很多案例带有片面性，不能很好的反映技术的时代性，如表3.3、表3.4所列出的相关案例。

表3.3         《技术与设计1》教材案例汇总

 

通过盘点《技术与设计1》的所有案例，我们发现本教材中没有一个案例是近几年新生或热门的技术，大部分案例在初中或小学阶段已出现过，未能很好的体现国家课程要求。

表3.4         《技术与设计2》教材案例汇总

 

3.2《简易机器人制作》教材与案例分析

3.2.1 《简易机器人制作》教材分析

《简易机器人制作》是一个基于单片机技术的学习模块，它将机械、电子控制等技术内容有机的应用起来，是对《技术与设计1和2》必修模块的强力补充，是一个充分体现技术世界的奥妙与神奇的模块，它的实践性相对较较强，能激发学生的学习兴趣。

具体单元有：

第一单元  走进机器人的世界

    认识机器人

    机器人的基本组成与工作过程

单元综述：本单元的关键字是“机器人基本组成”。课程安排主要是从认识各种机器人入手，引导学生了解机器人的各种应用。

特点分析：从机器人教学角度出发，本单元内容可以很好的引导学生，特别是在2012年7月中国蛟龙号下潜7000米深海、中国神舟号带领3名中国航天员进入天宫、2012年8月美国好奇号机器人在火星探测等信息的激励，更能激发学生对机器人学习的热情。

第二单元  让简易机器人动起来

    常用的传动机械（1）

    常用的传动机械（1）

    电子控制系统

    让简易机器人动起来

单元综述：本单元的关键字是“传动机构、齿轮、电子控制”等。本单元内容与《技术与设计1》具有很强的关联性，但教学内容更具体、更具操作性。

特点分析：本单元内容可以完全做为《技术与设计1》必修教程的实际案例替换内容，但在难度上需要适当调整，把一些较难的内容可以列入“课外阅读”环节。另外，本单元中会有“齿轮传动、连杆传动、带传动、链传动”等机械传动知识，能较好的把学生的物理知识、《技术与设计1》中的“结构与设计”进行有机结合则更能把教学内容讲透。

第三单元  让简易机器人完成指派任务

    简易的单片机控制电路

    简易机器人的程序设计

    让简易机器人完成指派任务

单元综述：本单元的关键字是“单片机、传感器、程序设计”等。在本单元中，学生能够从实际制作中体会“技术”的乐趣，体会“制作”中发现问题与解决问题的酸甜苦辣。

特点分析：本单元内容也能做为《技术与设计1》必修教程的实际案例替换内容，但教学难度相对更大，如程序设计需要学生在本单元内容学习前就有一定的编程基础，因此如果有条件的学校在开设通用技术课程之前应该在信息技术学科中提前开设“程序设计”教学内容。另外，本单元的内容很适合进行一些课堂内的机器人运行展示。还有，本单元内容能与《技术与设计1》中的“流程设计”进行有机的结合，如在开发单片机应用程序时，通常按照下图所示的流程进行：

开始→编写源程序→编译→调试→向单片机下载程序→结束

第四单元  让简易机器人自动适应环境

    简易机器人对环境的识别

    让简易机器人自动适应环境

    让简易机器人完成复杂的任务（选学）

单元综述：本单元的关键字是“传感器、程序设计、控制”等。本单元是一个机器人实际应用环节，教学过程难度更大，教学成本更高，对学校的资金支持要求更多。

特点分析：本单元教学中需要引入智能机器人实体，在实际教学中，最好能开设一些课堂教学竞技环节，或在课外以兴趣班、兴趣小组的形式进行一些教学比武，以激发学生的学习热情和好胜心，同时在本单元中，可以结合《技术与设计1》中的“系统设计”单元教学内容，让学生从“系统”的角度对机器人的设计、自适应环境过程等进行分析，从而在问题中学习知识，在问题解决中锻炼思维能力。

本教材属于选修内容，所以课时安排（以为例）如下表3.5：

表3.5    《简易机器人制作》教学课时安排表

 

在实际的教学中，我们可以对各单元进行相应的机器人教学内容匹配，如表3.6

表3.6  《简易机器人制作》与机器人实际教学案例匹配表

 

从以上内容及表格分析可知，《简易机器人制作》各个单元教学内容承前启后，知识互相贯通性好，如下图3.3：

图3.3  简易机器人制作知识点总体框架图

 

还有，从《简易机器人制作》各单元内容分析可知，它与《技术与设计1和2》的教学内容有很多的结合点，能对《技术与设计1和2》起到良好的载体支持作用，如下表3.7

表3.7 《简易机器人制作》与《技术与设计1和2》结合点概要分析

 

 

3.2.2《简易机器人制作》教材的案例特点分析

《简易机器人制作》教材自然会出现大量机器人的案例（详见表3.8），很多案例特别适合《技术与设计1和2》，虽然部分案例总体难度较大、较复杂，但这些案例作为《简易机器人制作》课程内容没问题，如果把它们融合到《技术与设计1和2》中进行，则只要略加改造就能很好的体现技术的时代性。因此我们可以对部分案例进行适当的选用或调整，然后把它们有机的融合到《技术与设计1和2》中。

表3.8         《简易机器人制作》教材案例汇总

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第4章 高中通用技术校本教材开发策略与方法

 

4.1政策与理论依据

4.1.1政策依据

为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》、《浙江省中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》、《教育部关于深化基础教育课程改革进一步推进素质教育的意见》（教基二〔2010〕3号）的精神，优化育人模式，推进普通高中特色化多样化发展，提高普通高中教育质量和办学水平，加快教育现代化建设，浙江省2012年6月正式发布了《浙江省深化普通高中课程改革方案》。在继续2006年课改精神的同时，《浙江省深化普通高中课程改革方案》着眼于解决突出问题，酝酿在多个方面实现突破：一是大幅度提高选修的比例，选修课程占总学分的比例由原来的19.4%提高到33.3%，极大地扩大了学生选择学习的空间和时间，也为普通高中学校形成办学特色提供了可能；二是学校自主设置课程，将课程设置权交给了学校，全省不再有统一课表，学校可根据本校学生实际安排课程；三是分类建设选修课程，明确开设四类选修课程，鼓励教师开发开设适合学生个性发展需要的选修课程，促进学校创建自己富有特色的课程体系。

另外，省教育厅指出：教师开发开设选修课程的能力有一个逐步提高的过程。每个教师都有自己的特点和长处，学校应鼓励和帮助教师积极开发开设选修课程，创造条件让每个教师在选修课程开发开设方面都能有所作为。学校选修课程体系建设，按要求将分3年完成，这为教师提高开发开设选修课程提供了比较充裕的时间。

为此，制定了深化新课程改革的相关配套方案，并在开发过程中努力做到以下几个原则：

选择性和多样化原则。推进高中多样化，为学生提供丰富且有特色的课程体系，改变我校原来 “千校一面”的局面，推进培养模式多样化，满足不同潜质学生的发展需要。推进选课走班，建立多层次、多元化、可选择的课程体系和自主选择课程制度，为学生有个性学习创造条件。

循序渐进和可持续发展原则。注重基础知识、基本能力和核心价值观教学，为全体普通高中学生终身学习和可持续发展奠定坚实基础。另外，普通高中课程改革是一项系统工程, 不可能一蹴而就，必须坚定课程改革的决心和信心，同时积极稳妥，扎扎实实，循序渐进，分步到位。

稳定性与创新性结合原则。课程改革实施就是传统与创新相互融合，取长补短的一个过程，必须面对学校实际，面对现有的师资学科数量的结构特征和现有的教育教学设备，相对平稳地推进课程改革。同时课程改革的推进必然会与传统的教学理念、行为发生碰撞，只有继承传统精华，摒弃传统弊端，创新教学实践，反思教学行为，做到传统中创新，反思中成长，才能创造性解决课改中出现的问题和困难。课程改革是一项需要边实践边探索的工作，必须充分发挥学校在实验工作中的自主性和创造性，做到“以校为本”，在实践中大胆改革，积极进取，勇于创造和探索先进经验。

研究和培训相结合原则。一是在理论与实践之间“灰色地带加大工作力度” 。积极为教师创造条件参加各级各类培训和观摩活动，理解高中新课程改革的理论基础和现实背景，实现课程研发人员对高中课程改革的准确把握。在此基础上，通过对学校主体文化基础与现实课程资源条件的分析。同时使全校教师得到更贴近本校教学实际的新课程培训，也为能够卓有成效地进行校本教研，创建教师“学习型”组织，创造条件使其向研究型、学者型教师发展。用来自实践者本身的思考，引起其他教师的内心共鸣，带来实践操作层面的行为变化。二是基于本校教师的群体特点，以我校“有效教学”课题研究为载体，设计卓有实效的教研公开活动。组织和引导广大教师在理论上和实践中研究和探索，尝试体验和感受新课改，积极探索我校实施新课程的有效途径和形式。

学校、家庭、社区教育协同配合原则。学校教育离不开家庭教育、社会教育的密切配合，三者应是各有其责，相辅相成，互为补充的。在新课程实验过程中，学校要采取积极有效的手段，创造交流的沟通的平台，营造良好的社会氛围，争取家长及社会各界的关心、理解和支持，学校、家庭、社区三方面协同配合，共同推进课程改革实验工作的顺利进行。

借鉴吸纳与自主发展结合原则。一方面积极参加上级教育部门组织的各种研讨活动。学习、借鉴兄弟学校实施新课程的做法和经验，不断调整、完善深化课程改革的实施方案，推动本校课程教学改革深化；另一方面，根据本校的实际情况，发挥广大教师的热情和积极性，边探索边实践，创出一条有特色的课程改革之路。

因此，我校在通用技术课程中对《技术与设计1和2》进行校本化课程研究与开发是一种积极面对改革，积极配合浙江省教育厅的要求的教学与研究行动。从2007年开始做为我省高中新课程的一门必修课程引入我校课堂。作为高中通用技术学科，原《技术与设计1和2》本身就是必修模块，在新一轮深化改革中的必修部分地位依旧，但在选修模块的《简易机器人制作》则有机会和信息技术学科的《智能机器人》共同作为职业技能类或大学初级类课程，进入高中深化新课程改革的课堂。同时，省教育厅的文件精神也为这种融合型的校本课程开发提供了强有力的文件精神支持。

4.1.2理论依据

1.校本课程开发的基本理念

“校本”，是一种基于“以校为本、以生为本、以师为本”的本土化、地方化教学材料编写的策略。它是学校根据自己的教育指导思想、为满足学生的个性化发展需要、以学校教师为主体进行适合学校具体特点和条件的课程开发策略。在具体的校本课程开发过程中，学校需要对相应的课程教学目标、课程组成结构、课程教学标准和课程教材内容等一系列组成环节进行规划与制定。校本课程具体指导理论如下：

 ①以生为本

国家本位的课程开发更关注社会发展和学科知识体系，但容易忽视学生学习的需要，尤其是个体学生的有差异的学习需求;学校本位课程的开发所表达的是一种“以生为本”的课程理念，因此更重视个体学生学习的需要。

 ②以师为本

校本课程开发决策权属于教师。在校本课程开发的过程中以教师为引导者和组织者，在以本校学生为具体授课目标的指引下做到“师、生、教材”三者的有机融合。

③三位一体

在校本开发的过程中，学校、教师、学生是整个校本课程开发的重要组成部分，三者对校本课程开发都有建议权。

2.校本课程开发的意义

校本课程是以学校为本位、由学校自己确定的课程，它与国家课程和地方课程互为补充。国家课程是教育行政部门所规定的统一课程，体现的是国家的教育意志，我们在校本课程开发过程中不能抛弃它，并且必须时刻以它为指南。但是校本课程是以学校教师为主体，它是一种融合国家课程指导思想的本地化课程实施策略，校本课程充分利用本地地方资源和学校的课程文化优势，从而根据学校的办学指导思想开发出适合本地学生的课程。

因此，我校“技术与设计”校本课程的开发完全依据国家教育方针，同时又融合学校师资特色和办学指导思想。

3.校本课程开发的价值

①有利于实现个性化教学

校本课程开发的目标是在教学中充分考虑到“学校、教师、学生”三者之间的各种要素的有机融合。具有较强的指向性，能对学生的生活实际和个人爱好进行不同的校本化教育。

②有利于培育学校特色

校本课程开发，突出每个学校的个体和区域特点，如我区教育在近几年对全区学校的特色培育有明确要求：以舟山新区发展为引子，努力在每个学校中融合“海洋”教育。结合浙江省2012年深化普陀高中课程改革，我校亦制定了学校的特色发展方向，即在文化课方面强化“海洋”教育，在职业技能类课程方面加强“技术”类教育，体现在通用技术学科中则是把“机器人教育”当做校本化的一个亮点。因此，我校在通用技术校本化课程开发过程中融合机器人教育则能培育的学校特色。

③能加速教师专业成长

每个教师在校本化课程开发过程中，是对国家教材和国家课程目标的再学习、再深化的过程，每个教师在整个过程中需要很长的专业学习时间，它比一般的教育培训更有效，更能促进每个教师的专业成长。

4.2开发策略

高中通用技术原有两本教材，分别对应高二第一学期和第二学期，现在通过融合成一本《技术与设计》的校本教材。

4.2.1开发策略与基本思路

《技术与设计1和2》的校本化开发策略需要考虑以下三点：

1.制定具体课时安排

①高二第一学期开设《技术与设计1》，36课时；

②高二第二学期开设《技术与设计2》，36课时；

③选用教材：江苏教育出版社《技术与设计1和2》（配教参）。

2.明确考试时间和次数

①高考：我省规定学生有两次机会参加高考，时间为3月份和9月份；

②会考：截止2012年6月，浙江省规定高二学生在第二学期结束后的6月中下旬必须参加一次会考，并与毕业学分相关联。

从2012年9月开始，浙江省停止高中阶段的会考测试，改用“学业水平”测试，每个学生都有两次考试机会，并有权选择其中最好的一次成绩记入学业档案。

3.分析校情

①我校是浙江省一级重点中学，每届学生约500人，需要参加《通用技术》学科高考的学生数一般在50~100人，学校没有为这部分学生开设任何高考辅导班（学生也无这个需求）；

②2007年我校严格按照教学大纲要求开设通用技术课程与相关实践课程，但我校会考A级率与平均分都处于全省平均以下；

因此，特别是从2007年开始，我校对通用技术学科的教学极需新的决策。

当校本化的重要性与迫切性变得非常明确后，我们就必须对校本化开发工作做出具体的规划，并积极思考具体的开发思路。

的通用技术教材校本化开发思路的制定主要以据“以学生为本”和“以大纲为本”之间做一个选择与平衡。

针对新课改第一年我校实际会考教学以及高考辅导缺失的情况，我校少量三类考生在2009年6月的高考录取中出现了一定的竞争劣势，所以我校对通用技术新课程的开课情况进行了相关的决策分析，并提出了以下方案：

方案A：保持现状，仍旧以浙江省教学大纲为准则，严格教学计划，从教师自身专业素养上要成绩、要时间。

本方案要求教学中理论与实践操作隔步进行，即先理论后实践循序渐进，但不缩短和改编原有教学时间和教材内容。

方案B：以教学大纲为准则，对三类高考学生进行暑期辅导。

本方案要求教学中理论与实践操作隔步进行，即先理论后实践循序渐进。暑期增加辅导时间，本方案是对方案A的补充，其实质是一回事，也是目前省内多数学校采用的方案。在本方案中，无高考要求的学生其实采用的是方案A，有高考要求的三类考生参加的是方案B，此方案对部分学生的学业负担有所加重。

方案C：打破教学常规，开发通用技术学科融合机器人教学案例的《技术与设计1和2》校本课程，重新建构教学次序。

本方案要求第一学期进行《技术与设计1和2》校本化教学的知识教学，并在教学中结合大量机器人教学案例，第二学期进行重点推进实践教学。通过这样的教学，高二学生在第二学期初的3月份就可以进行高考，6月份进行会考，同时学生能接触比省定要求更多更好的实践操作教学。

此方案是对前面二个方案的优化，目的是在不增加传统教学时间的基础上，即保持方案A的理论教学效果，又能提升学生的实际技术素养。

4.2.2方案比较和评价

为了更好的体现本决策的科学性，我校在2008年9月开始就对教学计划进行了小范围内的调整，做为决策分析的前期准备。具体为：

把两学期的理论授课时间调整到一学期半，其它时间用于强化理论与实践，经过2009年6月的省级会考与10月的省级高考，我校学生取得了较好的成绩，会考理论平均分一举夺得全市第一（其它学科近几年的高考与会考成绩都未能取得全市第一），全校会考平均分高出省平均分10分左右（去年低于全省平均分），其中一个实验班的A级率高达93%，实验成绩的提高可以用“猛进”来形容。

但是，本次实验也暴露了学生动手实践能力仍旧偏差的实际情况。

基于此，我校在2009年9月的通用技术学科教学计划实施决策中，对愿意参加实验的老师及任教的相关班级中采用了“方案C”。

方案C的优点在上表中已列明，关键是它在教学时间不变的情况下，缩减了大量的理论教学时间，而留出充足的实践与备考时间，从而达到学生理论与实践的较好结合。

如果把“课程标准”比做“教学宪法”的话，那么省定的“教学大纲”应该是地方具体法规，但是“教学宪法”对通用技术只提出了指导性的教学要求，而我们省定的“教学大纲”由于要与“省级会考”与“省级高考”相适应，则在教学大纲的安排上比较注重理论教学。

为了体现“以学生为本”，体现通用技术学科的技术味，我校对方案C的总体评价是：大家一致认为这样的方案即能保证教学大纲的要求，又能从本质上提升学生的实践动手能力。

从方案决策前、第一次决策和第二次决策优化。我们总共形成了三个教学方案，具体列表比较如下：

表4.1   《技术与设计1和2》开课方案比较

 

4.3与《简易机器人制作》融合的策略分析

本课题研究的通用技术必修模块《技术与设计1和2》的校本化课程开发就是基于样本学校和样本学校的师生实际，在综合考虑国家课程的课程目标、课程内容基础上对国家课程通用技术《技术与设计1和2》的案例部分内容进行校本化改造，这种改造原有课程的主要内容，但较好的屏弃了一些不实用的、老旧的、纯理论的教学案例，其实质是国家教材的二次开发，是一种入乡随俗式的本地化过程。

紧扣这一开发策略，笔者结合2010年9月全国通用技术教学年会精神，吸取国内外通用技术学科专家对韩国、日本、香港和国内开展通用技术学科的开课经验，最终希望开发一套适合高中通用技术课程的校本教材，并以它为辅助教材配合国家标准教材指导高中通用技术课堂教学工作。

开发总策略：以国家标准教材《技术与设计1和2》为骨架，以机器人教学案例为内核，编写理论和实践结合型的通用技术校本教材。

综合通用技术必修课程《技术与设计1和2》的目录架构，笔者尝试对教材进行二次开发。其中《技术与设计1》主要融入“简易机器人”理论与实践案例（图6.1），《技术与设计2》主要融入“简易智能机器人”改装与操控案例（图6.2）。

     

图4.1 简易机器人走分竞技现场             图4.2  简易智能机器人

 

融合的原则如下：

在严格参照国家课程标准和省定教材的基础上，保留主要的理论条目，替换教材的案例为机器人相关知识。即从机器人理论入手、引入动手制作型的简易机器人和竞技操作调试型的智能机器人，以便让学生在“技术与设计”理念的指导下动手制作、动手操作，充分体现通用技术学科的内涵，防止进入传统的理论教学误区。

 

4.4 开发方法

4.4.1课程目标

《技术与设计》校本课程立足于原国家课程《技术与设计1和2》的原有基础，以原教材的知识点等国家课程目标要求的内容融合机器人教学案例为载体，真正实现提升学生的技术素养、促进全体学生个性发展的课程目标。

通过《技术与设计》校本化课程的学习，学生能进一步接近现实的技术生活，拓展学生技术学习的视野，学会或掌握一些最新技术动态的基本知识和利用这些技术转化而来的基本技能，如利用Android智能手机进行地理定位的基本生活技能；掌握技术及其设计的一般思想和方法。

1.知识与技能

理解技术的性质，了解技术的发展历史和一些最新技术成果以及技术在生活和生产中的应用，了解技术设计的基本知识，初步掌握技术设计的一般程序和基本技能等；能从技术设计的角度理解结构、系统、流程、控制的一般概念等，了解简单结构等的设计。

2.过程与方法

让学生经历简易非智能机器人的制作过程，学习智能机器人行为的决策思维和程序控制代码的编写，实现生活问题技术化的转化过程，体会利用机器视角的问题思考法。真正体会实验的过程、技术调试的喜乐，从而初步学会从技术的角度提出问题、解决问题，初步学会机器人产品的制作、装配、调试的方法；从技术评价中领悟一些技术交流的方法，通过机器人教学案例让学生经历将结构、流程、系统与控制的基本知识应用于技术实践的过程，初步掌握结构、流程、系统与控制的基本思想和方法等。

3.情感态度与价值观

通过了解温家宝总理提出的感知中国、美国总统奥巴马提出的智慧地球项目，进一步激发学生对技术问题的敏感性和探究欲望，感悟技术世界的奥秘与神奇，关注最新技术的新发展，另外通过机器人制作和调试，感悟技术与设计问题呈现过程的艰辛与曲折，以便为今后的工作和学习打下良好的情感、态度与价值观。

表4.2   《技术与设计》校本课程具体教学目标要求

4.4.2教学设计

《技术与设计1和2》校本课程采用四段式教学设计四段式教学设计基于传统的教学设计模型，对整堂课进行时间段的分割包装，经过实践教学而得出的一种较适合高中学校的教学设计新模式。四段式教学设计的主要环节如图4.3所示：

图4.3 四段式通用技术课堂教学设计

 

授课案例简单示例1：

如在教学《技术与设计1》第一章第一段授课环节时，我们引入了机器人操控的“激光治近视”的身边技术作为“技术两面性”新授内容的引入。

四段式授课法环节一：身边的技术

图4.4 四段式通用技术课堂教学设计案例环节一

 

四段式授课法环节二：两分钟抽查

我们采用自编的随机抽查系统，进行学生课堂预习知识、巩固教学内容的重要手段。

四段式授课法环节三：30分钟抽查。此环节等同于传统授课方法。

          

图4.5 四段式通用技术课堂教学设计环节三

 

四段式授课法环节四：懒汉式创新大讨论（课堂知识分享）。

要求学生分组提前准备待分享的知识片段，在班级中进行讨论。

分享的知识侧于生活中需要“偷懒”的地方。

分享案例1：垃圾桶盖脏而不想动手。

分享案例2：日光灯管的除尘，除尘困难。

分享案例3：家里各类USB充电器杂乱、多。

分享案例4：电瓶车放学回家后有时要忘了充电。

……

上述内容都可以成为创新型思维方式训练方法——“懒汉”的思考方向，因此大讨论就可以从这里突破。

4.4.3教学案例

《技术与设计》国家课程标准的三维教学目标要求让学生经历一般设计过程，并通过一般设计过程达到学生爱学、爱设计生活中的点点滴滴的“小教学目标”。为此，《技术与设计1和2》校本课程开发研究探索了技术学科内融合研究性学习的部分案例。让学生在学习技术课程的过程中“有思”、“有悟”。

如在技术与设计教学中强调可以结合“创新小作品”的研究，开展教学讨论和制作。2010年~2011年之间，课题组老师融入学生，思考了部分有一定价值的作品案例。如：

1.带GPS定位功能的智能危险气体检测机器人；

本案例主要是学习“结构与设计”、“控制与设计”几个通用技术学科的教学模块要求。

2.USB充电器+网线+电话线三合一嵌入式家用多功能插座；

本案例主要是学习掌握“系统与设计”教学模块的教学要求。

3.学生座位便利贴；

本案例主要是学习“设计一般过程”教学模块的教学要求。

4.舟山带鱼鉴别等研究；

本案例主要是学习“技术试验”教学模块的教学要求。

5.普陀“捕渔文化——鱼网”的研究；

本案例主要是学习“技术与设计”中的技术设计与文化设计的两者关系。

6.U盘的测试报告

本案例主要是让学生经历“技术试验”、“技术评价”的完整过程。

图4.6  结合研究性学习的校本课程教学案例之U盘技术试验报告

……

上述研究性学习题都有一定的技术与设计价值，有些则还具有一定的当地文化内涵，所以结合到通用技术学科中，即有利于充实《技术与设计》学科的教学案例，又能深化研究性学习的教学尝试。

4.4.4实施建议

《技术与设计1和2》校本课程的授课总时数仍旧为国家课程的72学时，但把其中国家标准规定的原72个理论授课时间调整为3部分，第一部分36课时（34+2）用于理论授课，其中2课时作为机动课时；第二部分20课时用时实践操作；第三部分16课时用于省级理论学业水平检测专项复习（详见图4.7）。在实际授课中，实践环节和理论环节可以根据授课老师的要求适当穿插。

图4.7   《技术与设计1和2》总体教学安排对比图

 

在具体的实施中，把部分进行重组成8个章节，具体章节内容如下：

前言

第1章  技术世界与设计

第2章  专利概论与工业设计常识

第3章  设计与研究性学习

第4章  产品设计基础与CAXA入门

第5章  结构与设计

第6章  流程与设计

第7章  系统与设计

第8章  控制与设计

 

《技术与设计1和2》校本课程教材的理论授课课时安排如下表4.3：

表4.3   《技术与设计1和2》校本课程课时安排

 

4.4.5校本课程实践项目开发策略

技术的最原始概念是熟练。所谓熟能生巧，巧就是技术，核心就是操作。法国狄德罗的《百科全书》给技术下了一个简明的定义：“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。”大卫.敏德尔（David Mindell）把技术定义为“为了人类的目的而操作自然世界的工具、机器、系统和技巧的集合。”

我国现有省份的通用技术评价都依赖理论会考，不符合通用技术内涵的“技术味”要求，犯了故人的大忌——纸上谈兵。技术的核心是操作，但我们教学大纲的核心是理论。如浙江省08年7月版的《技术与设计1．活动手册》中共有12个活动项目，这些项目中有些是可操作性差、可评价性不佳的理论探讨型活动课题。下表4.4是笔者对《技术与设计1．活动手册》所有项目的分析：

表4.4   《技术与设计1．活动手册》项目类型及可评价性分析表

 

综合表4.4分析可知，本应以技术操作为主的通用技术课程，在会考评价的指引下，我们的日常教学也陷入了“纸上谈兵”的误区。如表6.5中教室雨伞柜的设计，初步估计雨伞柜的材料成本在100元以上，制作需要较长时间，学生实际上可参与的可能性为“0”，于是该项目就转变成纯理论题：方案的构思方法，技术味缺失。

我们都知道，通用技术开课前媒体上大量的信息重点都是描述“技术操作”层面，这些信息无疑为我们指明了课程的发展方向。为此，我校在二年多的实践教学中，二次对教学进行“改进”：第一次改进方案是压缩了原大纲规定的30%理论教学时间并挪作实践操作时间，而第二次改进方案则是压缩了原大纲规定的50%理论教学时间并挪作实践操作时间，笔者也曾把这一改进方案在舟山市通用技术09年11月的教学研讨中与其它学校老师进行了交流与探讨，同时第一次改进方案实行后我校理论会考成绩不降反升的实际也证明我们方案的初步成功，而第二次改进方案的效果则有待以后的检验，但是笔者坚信——以实践为主的改进方向是对的。

那么如何改才能更好的体现通用技术学科的“技术味”呢？笔者根据我校的实际情况及“通用技术活动手册”、学科指导意见等，为通用技术实践项目设计了“六维度”评价指标。

“六维度”指标是指“价格维度、时间维度、评价维度、生活维度、理论维度和发展维度”。用“六维度”评价指标设计的通用技术实践项目具有较佳的经济性、可操作性、可评价性。

1.价格维度

一个实践项目如果成本太高，则只有两种出路：学生演示项目或理论介绍。价格维度要求材料成本低，一般建议生均成本不高于5元钱，这样的实践项目可以做到人手一个或二个同学一个，同时也可以为其它项目节省金钱。

图4.8  光敏电路制作

 

如果项目真的不错，价格维度的指标可以适当提高，但可能会压缩其它实践项目的成本。我校采用的“光敏电路”制作套件成本价5元，适合“开环控制系统”、“系统与设计”等理论配套学习，非常适合此维度要求，如上图5.8的光敏电路制作成品和原理图。

2.时间维度

指作品制作需求时间短。一般一个作品能在1~2个标准课堂时间内完成制作。一个作品如果占用教学时间太多则不适合学生。

建议采用1节课可以完成的实践操作项目。如上面提到的“光敏电路”制作只用1课时、套丝操作只用1课时。表2是我校U盘实验报告的测试内容，该实验可以较好的让学生掌握技术试验的方法，试验只需1课时。

表4.5     U盘检测报告单（要求至少有3个U盘进行检测对比）

 

3.评价维度

评价维度指作品可分步评价、可分等级评价，避免有些作品只能看最终结果或只能进行主观打分的评价方式，如扑克牌建筑制作就是那种谁都能做的产品，教师评价时只能用主观印象进行打分，可评价性差。

为了让实践项目具有一定的可评价性，我们应选择那种容易量化的项目。可量化的选择标准建议如下：

1.操作项目可分步完成。每个步骤都可以形成一个可观测的子评价结果，多个子评价结果组成最终评价结果。

2.操作项目可分子项目，每个子项目都可以形成一个可观测的子评价结果，多个子评价结果组成最终评价结果。

如简易机器人制作时可以分成二个评价过程（说明：我校简易机器人制作项目采用全国青少年简易机器人竞赛专用套装，该竞赛规则就是我们评价的主要依据）：

评价步骤一指电路焊接及拼装，如果焊接完成后机械脚结构能行走（不管行走状态如何），该评价项目就算达标。具体见图4.9。

图4.9简易机器人拼装         图4.10 简易机器人竞技(走分环节)

 

评价步骤二指机器人调试走跑道，通过操作者适当的调整，如果机器人能在指定场地走动时得到相应分数，该评价就取得相应的评价值。具体见图4.10。

4.生活维度

一个作品的制作应以生活为基点，不能完全脱离生活。如人工鸟巢制作项目，笔者曾亲自制作了一个替代自己家窗户外的一个鸟窝，想给他们更好的生活空间，但我们太异想天开了——人不可能为鸟制作合适的窝，合适的窝只有它们自己知道如何筑，所以这样的作品不具备现实生活意义。如果只是为了木工制作，我们可以做小型木制品置物架，根本不用鸟巢。目前的生活木制品，很少有我们教学中所提的榫接工艺，相反却有大量的螺钉连接（国内较有人气的宜家木制品家具多数如此），如图4.11。这些事例都提醒我们教学中应以生活中基点，不唯教材和古代经验。

图4.11  螺钉连接的木架

 

5.理论维度

作品本身能适合教材中的多个理论模块。一个作品如果只适合一个理论模块，那么两本教材就需要很多实践项目，这样的项目时间效度就会很低。

6.发展维度

要求作品本身在实践操作前后会让学生得到一个成就提升感，它可被日常生活所引用或直接应用到日常生活中，如果一个作品做完后缺少现实指导意义，那学生无论做多少都不会让他们得到自我感悟与提高的机会。

为了设计具体的通用技术可操作性实践项目，笔者根据自己的几年实践，给6个评价维度分配了不同的权重。有了权重分配表，我们设计项目时可以对它们进行对照打分，如果权重值高，则这个项目具有一定的制作价值，否则这样的项目则不适合。

具体见下表4.6：

表4.6   《技术与设计．活动手册》学生实践项目设计指导表

 

4.4.6校本课程的教学评价

目前浙江省通用技术学科评价方式主要有两种：“省通用技术理论会考”和“省电子学籍管理系统通用技术综合测评标准”，其中“电子学籍管理系统通用技术综合测评标准”如下图4所示：

从历年实际会考及图中的综合测评内容我们发现，上述两种评价方式都比较理论化，技术味“被淡化”。为了体现通用技术的“技术”与“设计”中内涵的“技术含量”，淡化传统的“理论含量”，校本课程的评价方案制定可适当考虑“三化标准”，即：技术评定等级化、技术标准规范化、技术操作阶段化。以“三化标准”制定相应的通用技术实践操作评价标准，有利于消除传统评价“貌似精确、实则模糊”的分数评价机制，有助于形成“技术”有规范无固定不变的标准的特点。

1.技术评定等级化

通用技术的实践操作项目的考核适用“等级”评价机制，如学生在参加“简易机器人”制作及竞技比赛时，可以对完成作品的学生根据学生间的竞技成绩进行ABCDE五等量化，其中ABCDE的划分比例可以按照每个学校的实际自行制定，如我校把参加该项目的学生分等比例分配如下：A等30%，B等30%，C等20%，能完成作品并进行现场竞技的学生都为D等，不能完成作品的学生划分为E等。这样的评价方法有利于消除过多的人为因素。

在实际操作中，技术类科目的操作评价不适合单纯的打分，如目前各省市区举行的各类师生现场比赛，评委虽然会打出具体的分数，但实际上各评委所给分数的依据是自己“个人的喜好”和“个人主观的评判”。

2.技术标准规范化

带有指导意味的技术操作标准需要细节化、规范化。如在制定金工钻孔工艺的操作规范时，我们需要对整个操作过程的各个技术规范进行细节量化，并制定相应的规则。事实证明，在技术操作过程中，不按规范的操作往往会引起各类安全事故，产品质量也会出现较大的波动，如2011年初韩国动车事故的原因只是检修时未按规范拧紧某个螺丝。

另外，在“智能机器人”传感器和各机械部件的选择时，我们必须选用符合“规范”的各类标准元件，标准元件的选用有利于降低成本、加快师生的制作、方便后期调试等。

3.技术操作阶段化

学生的技术操作有别于传统产业工人，我们不能把传统的评价产业工人的方法转嫁到学生身上。为了更容易、更真实的评价学生的技术水准，我们可以把学生的操作过程分阶段进行量化与评价。

如在制作“简易机器人”的项目时，我们可以把整个过程分为四个评价阶段：

阶段1.正确完成电子元件焊接，得到“成功”或“失败”两种评价结果；

阶段2.正确组装简易机器人的机械结构，得到“成功”或“失败”两种评价结果；

阶段3.完成“行走”功能，得到“成功”或“失败”两种评价结果；

阶段4.进行学生间的竞技比赛，按照比例划定评价等级。

在实际评价中，学生只要完成前二个阶段就算完成任务，至少获得“合格”等级评价。

最后，在整个校本教材的开发中，我们也可以参照“后福特主义”的“生产外部化、专业化和开放性”的教学原则，让“简易机器人”调试、“智能机器人”编程等在课堂外进行，以便充分体现学生“个体”差异、充分利用丰富的校内外资源、充分发挥实践技术操作过程中的“小型化学生互帮组织”等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第5章《技术与设计1和2》校本课程开发实例

 

在实际校本教材开发过程中，校本教材开发几次易稿，不断通过实践教学修正教学内容，并把高中通用技术校本课程的《技术与设计1和2》两本教材合二为一，并与《简易机器人》融合成一本《技术与设计》，它适合我校及浙江省一级重点中学的同类学校。新的《技术与设计》校本教材共分8个章节、3个附录。

校本化课程的第一模块由原教材的第一章和第二章压缩成“技术世界与设计”并融合部分设计的理论。该模块用“机器人的发展史”、“机器人应用与开发”等内容阐述了原来的“走进技术世界、技术世界中的设计”两章内容。

第二模块主要介绍专利相关知识。

第三模块本模块特别强调设计的一般过程。采用“机器人手臂”、“扳手”设计等实例。本模块的主要内容来自《技术与设计1》第二章部分内容、第三章、第四章、第五章是设计一般过程的具体展开。

第四模块主要介绍CAXA设计。本模块内容基本来源于原教材，如《技术与设计1》中第六章和第七章。更注重学生利用计算机进行实际设计的动手操作能力，即特别引入CAXA机械设计初步应用能力的培养，并在课堂上引入3D设计的部分教学。

第五模块~第八模块都与原《技术与设计2》的四个单元名称相同。

具体章节名称如下：

针对8个章节的安排，相应的内容融合机器人教学案例设计如下：

 

5.1技术世界与设计

第一章和第二章压缩成“技术世界与设计”并融合部分设计的理论介绍。该模块用“机器人的发展史”、“机器人应用与开发”等内容阐述了原来的“走进技术世界、技术世界中的设计”两章内容。

本模块内容的教学目标主要是引导学生从机器人的世界初步认识“技术世界与设计”的相关知识。

实际开发案例1（摘自校本教材）：

校本化教材第1章“技术世界与设计”部分内容示意

 

5.2专利概论与工业设计常识

专利是设计环节经常要碰到的内容，也是中国工业的软肋。

本模块内容较仔细的对专利知识进行了直观的讲解，并从工业设计的几十个关注点进行了细致的解读，同时引入几个工业设计案例和机器人案例。

校本化教材第2章“专利概论与工业设计常识”部分内容示意。

 

5.3设计与研究性学习

本模块特别强调设计的一般过程。采用“机器人手臂”、“扳手”设计等实例。

本模块的主要内容来自《技术与设计1》第二章部分内容、第三章、第四章、第五章是设计一般过程的具体展开，原教材中把设计的一般过程分解成五个章节，内容虽然连贯但缺少实际操作案例，故可压缩成“设计的一般过程”一个模块并内分为5个小单元（5个单元分别是：发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试评估与优化和产品的使用和维护）。该模块用“简易机器人的设计与竞技”为主干内容，辅助配上电子技术的一般知识介绍与制作。在本模块的教学实践中，“简易机器人”的制作竞技环节和“设计图样的绘制”非常重要，它需要学生制作和调试简易机器人，通过制作和调试还能学会发现问题与解决问题的实际能力，达到提升动手能力和理论结合实际的应用能力的目的。

本模块用“简易机器人”作为案例后，原来的教学内容融入了“充实的实践操作”，并且有了竞技环节，学生学习的积极性与主动性都得到了很大的提高。

另外，本模块还引入了研究性学习的模块内容，有利于开拓学生的实际调研能力。

校本化教材第3章“创新设计与研究性学习”部分内容示意。

 

5.4产品设计基础与CAXA入门

本模块内容基本来源于原教材，如《技术与设计1》中第六章和第七章。更注重学生利用计算机进行实际设计的动手操作能力，即特别引入CAXA机械设计初步应用能力的培养，并在课堂上引入3D设计的部分教学。

本化教材第4章“产品设计基础与CAXA入门”部分内容示意。

 

5.5结构与设计

用近几年中央电教馆主办的机器人竞赛为纲，对我校的简易非智能机器人和智能机器人进行改装，并在改装的过程中学习常见的结构和结构设计的知识。

校本化教材第5章“结构与设计”部分内容示意。

5.6流程与设计

本模块教学内容主要融合“智能机器人”的程序设计，用“流程式”的程序模块来完成相应的教学内容。

校本化教材第6章“流程与设计”部分内容示意。

 

5.7系统与设计

本模块教学内容与模块六承前启后，关联性强。在完成模块六教学后，我们把课堂教学搬到“智能机器人实验室”，通过教学比赛来调整相应的设计与系统分析。

校本化教材第7章“系统与设计”部分内容示意。

5.8控制与设计

本模块教学类似模块七，但在实际教学过程中会引入大量“传感器”教学，充分提升“控制系统”的技术内涵，让学生真正进入“操控”领域进行相关学习。

校本化教材第8章“控制与设计”部分内容示意

第6章 研究成果与展望

 

6.1高中通用技术校本课程开发的收获

在以上校本课程开发指导思想的引领下，通过几个学年的教学实践，我校在通用技术校本教材应用和教学过程中取得了一定的成绩。这些成绩从“五个有利于”反映了“高中通用技术校本课程开发研究”的有效性，并为部分学校在深化浙江省高中新课程改革的校本课程开发领域作出一定的示范作用。具体内容如下：

6.1.1构建了高中学校的教学特色

在整个校本课程开发过程中，课题组教师掌握了校本课程与国家课程的基本区别，进一步领悟了国家中长期教育发展规划和2012年浙江省深化高中新课程改革的方针政策，并借着浙江省的有关政策文件和学校精神，初步走出了一条开发校本课程的经验，并在此基础上，为学校构建具有普陀海洋特色教学的高中校本课程开发提出了很多建设性意见，完成了10万字的高中通用技术校本教材开发（如图6.1），构建了具有一定特色的通用技术学科校本教材开发范式，积累了一定的课堂教学经验。同时，老师还受邀多次开设了机器人公开课。2011年9月教师节期间的一堂机器人公开课还得到了现任浙江省副省长、舟山市市委书记梁黎明等领导的现场观摩。

图6.1 《技术与设计》校本教材

 

6.1.2培养了“双技合一”型教师的校本教研团队

培养了“双技合一”型教师的校本教研团队是本次校本课程开发的又一个亮点。

作为信息技术与通用技术交叉的内容点：机器人技术。它让《技术与设计》校本教材的开发集合了二门学科的师资优势。

传统的通用技术学科教师大部分都由各校物理、化学等主科教师转岗而来，他们有传统的授课艺术优势，却缺少专业优势。而由信息技术学科教师转到通用技术岗位，则能把更多的科技信息带入通用技术课堂，并在实践教学得到有机整合。同时，国外的技术学科并没有信息技术与通用技术学科之分，他们只是在不同的阶段有着不同的“技术”教学内容。

因此，本课题组在实际开发本课题的校本教材过程中，特别强调两门技术型课程教师之间的专业交叉交流。

通过校本课程开发，双技型教师在实践中都有了一定的能力提高。如课题组成员老师有四年多的双技教学经历，这几年他的学科论文在两门省级评比中都有省一、二等奖的好收获，更有两门课程的学科论文在省级或国家级正规刊物上发表，2009年参加全国通用技术教学年会并在大会发言交流，2011年他还被舟山市委市政府授予“舟山市专业技术拨尖人才”的称号。组内其它二位教师也取得了不错的成长业绩，如一位老师在2012年被普陀区教委评为“2012年普陀区学科带头人”，另外一位已成长为舟山市通用技术学科的骨干教师。

6.1.3提升了学生的技术素养

现实教学中，浙江省的通用技术课程教学与评价以理论为主，未能充分体现国家开设高中通用技术课程的最初设想。随着我校校本课程实施的不断推进，学校建立了“智能机器人实验室”，完善了通用技术课程的实践项目的筛选机制，学生的通用技术课堂建设取得了初步的成效。学生在学习中也习得了较多的感悟性知识，并在省市等各级通用技术学科相关比赛中获得了较好成绩。

近四年有3次通用技术理论会考成绩超过舟山中学，居全市第一；近六年成为舟山市唯一的高中组机器人代表队连续参加省级比赛并取得较好成绩，如2011年我校获浙江省中小学足球机器人比赛二等奖二项；2012年4月获省浙江省青少年创新发明大赛三等奖一项；近几年我校的通用技术课程实践操作项目在舟山市内初具特色，打破了我市多数学校纯理论的教学方式，如我校部分班级学生在每年国庆假期给家里的电风扇除尘已成为一项传统的通用技术学科作业……。

6.1.4培养了学生的自主研究精神

技术与设计校本课程的“浓厚技术特点”，以及“发现与明确问题、设计一般过程”等教学内容在校本课程中的多维式呈现，加深了学生的自主探究学习的能力。

学生通过技术与设计校本课程并结合国家课程的综合学习，课堂内“动手”机会明显超过舟山市内其它重点高中学校，学生在通用技术课堂内外进行研究性学习的主动性也显着提高。

如2009级高二11班全体学生共分8个组参与了通用技术（技术与设计）学科的研究性学习，并有二个课题获全国一等奖，二个课题获全国二等奖，学生获奖面占该班学生的28%。

还有，2010级和2011级学生中，也有较多的同学积极参与到与技术相关的研究性学习中来，并在2012年6月舟山市高中生研究性学习评比中，有二个课题获市一等奖，并且实际评分位列全市前二名。

6.1.5促进了技术学科从纯理论评价向理论与实践评价相结合的方向转变

浙江省通用技术学科从2007年正式进入我省高中课堂教学环境，每年的6月份都会进行相关的理论评价。全省各地在会考的指挥下开展了大量的理论教学，从而在行动上部分背离了国家对通用技术学科的课程要求。

而在高中阶段融合机器人案例对通用技术学科进行校本课程开发，引入课堂教学竞赛环节和机器人教学实践制作内容，可以促进通用技术学科从纯理论评价向理论与实践相结合的评价方向转变。

如我校在简易机器人制作和课内竞赛评价时，把机器人评价分为：分步评价和分等级评价两种。

评价步骤一：分步评价。

对学生的机器人电路焊接及拼装进行分步评价，如焊接完成后机械脚结构能行走（不管行走状态如何），该评价项目就算达标。

评价步骤二：分等级评价。

要求学生对机器人进行调试并进行走跑道竞赛，通过操作者适当的调整，如果机器人能在指定场地走动时得到相应分数，该评价就取得相应的等级评价值。

另外，我校在机器人评价的基础上，对通用技术学科其它实践操作项目的评价进行了总结与提升，提出了通用技术学科“理论与实践相结合”的评价新方法。并对评价划分列出了二条依据原则：

1.操作项目可分步完成。每个步骤都可以形成一个可观测的子评价结果，多个子评价结果组成最终评价结果。

2.操作项目可分子项目，每个子项目都可以形成一个可观测的子评价结果，多个子评价结果组成最终评价结果。

 

6.2高中通用技术校本课程开发的展望

当本研究开题之际，浙江省正在进行第一轮高中新课程改革的中期探索，当时间指针指向2012年9月时，全省各地将全面进入第二轮深化新课程的改革，浙江省教育厅特别提出了各级各校开发校本课程的必要性和重要性。

浙江省教育厅厅长刘希平强调：深化高中新课程改革的重点是“适当减少必修，切实加强选修”，核心要旨是在深化完善中进一步强化“学生第一”的观念，努力把更多的选课权交给学生，把更多的课程开发权交给教师，把更多的课程设置权交给学校。

新的浙江省课程改革方案将从2012年9月的新学期开始实施，按照浙江省教育厅要求，接下来各学校将有更多的校本课程开发与开设。

因此，我们对本研究有了更多的想法、更高的要求，我们对本研究的远景有了更强烈的展望：

6.2.1结合现有基础开发职业技能类《智能机器人》校本课程

以《技术与设计1和2》校本课程开发为基础，结合浙江省深化高中新课程改革的要求，把现有校本课程提升为《智能机器人》校本课程，并开发出相应的校本教材。

这是一个希望与机会并存的开发机会。在2012年3月19日浙江省规划课题点评会议现场（舟山点），省教科院院长方展画教授针对《高中通用技术校本课程开发研究》的下一步工作也提出了希望——开发职业技能类《智能机器人》选修课拓展校本课程和校本教材，这些希望都是对本研究的一种激励。

6.2.2结合校本课程的评价深化通用技术学业水平的实践测试

通用技术省定学业水平考试应该引入实践操作项目的检测，在制度上引领各校重视学生的实践操作。

而本研究过程中取得的实践操作类项目选定标准部分成果已获得2010年浙江省优秀教育论文评比一等奖，“六维度指标”的研究成果对通用技术学业水平的实践能力测试的校级评价具有较高的参考意义，因此该部分研究成果可以引入到每个学校通用技术学生综合测评中，并以地市为单位开展学生实践能力认定，并在合适的时机代替学生理论学业水平考试，或者把能力认定当做学业水平测试的一个重要组成分数，如学生未通过实践能力认定，学业水平成绩直接计为不合格等级。

6.2.3结合校本课程的实践推进通用技术学科的创新教育

通用技术具有较强的技术特性，它与浙江省每年的青少年发明创新大赛有很好的结合点，在高中通用技术学科中，我们完全有可能在课堂中进行一些生活类的小发明、小制造的创造教学。2012年4月，我在通用技术课堂内为学生讲解了“带GPS定位的危险气体检测机器人”作品的制作，辅导学生进行了实物创造并获得了浙江省创新大赛三等奖，学生在整个活动过程中能学到机器人的相关知识，同时教学用时不多，学习效果较好。

为此，我校规划在新学年的通用技术学科教学中，把每年9月第二个星期定为学校科技制作周，在学生中间进行小发明小制作活动教育，以便提升学生的创新素养和创新能力。

6.2.4探索高中“通用技术与信息技术合二为一”的“大技术学科”教学模式探索

在欧美部分发达国家和东亚的日韩等国家，中小学的技术学科是一个教学大类，而中国从小学开始就进行信息技术教学，信息技术学科成了一个学科大类，而通用技术（义务教育阶段则称为劳动技术）作为一个次要学科在小学和初中阶段则处于边缘地位，很多学校每学期只是象征性的开设少量课程。

但是，在我们实际教学过程中，融合机器人教学案例的通用技术课程与高中信息技术课程有很多的结合点，同时从我国“技术学科”国家课程的标准中我们也发现有很多共同的要求，为此，我们希望在今后的研究与实践中能在“高中通用技术和信息技术”学科融合教学中作出一定的探索。

还有，浙江省2012年6月有关深化高中新课程改革的相关学业水平测试要求指出，高中阶段的学生可以在三年内任选两次考试时间参加省里的学业水平考试，打破了原来高一进行信息技术学科会考和高二进行通用技术学科会考的传统局面，这些改变从政策上为学生的技术学科的融合教学提供了改革空间。

6.2.5部分成果展示

课题部分成果获得省级论文评比一等奖……。下面是我校课题组成员部分成果：

1.2010年省级课题论文省一等奖

2.课题组负责人在2009年全国通用技术年会上交流经验

  

 

3.2011年省级课题论文省一等奖

 

 

 

4.2010年省级课题论文省二等奖

     

 

5.2011年辅导学生参加省机器人比赛获二等奖（全省第三名）

 

 

 

 

 

 

6.2009年叶城科老师撰写的论文获得全国二等奖

 

 

7.2010年辅导学生进行研究性学习，课题获全国一等奖

 

 

8.2012年辅导学生参加省创新大赛获省三等奖

 

 

 

 

参考文献

 

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[9]陈万米等.智能足球机器人系统.[M].北京：清华大学出版社 2009年10月

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[11]（美）克来格(Craig.J.J).贠超等译.机器人学导论.[M].北京：机械工业出版社 2006年6月

[12]杭州奕阳教育服务有限公司生产的简易机器人制作相关资料

[13]上海广茂达伙伴机器人有限公司的智能机器人制作相关资料

[14]杭州纳英特电脑电子工程有限公司的智能机器人制作相关资料

[15]中国机器人网相关资料http://www.robot360.cn

[16]挑战杯网站相关资料http://www.tiaozhanbei.net

[17]（英）梅隆.刘荣等译：机器人.[M].北京：科学普及出版社 2008年1月

[18]顾建军.简易机器人制作.[M].江苏：江苏教育出版社.2005年6月

[19]顾建军.技术与设计1.[M].江苏：江苏教育出版社.2009年5月

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[23]刘君玲.通用技术教学模式的发展研究与反思.[J].现代教育技术.2012年第1期.110-112

[24]王小雪.庆祝3.0：设计、学习与社会群体.[J].远程教育杂志.2012年第1期.1-17

[25]顾建军.高中通用技术教学参考书.[M].江苏：江苏教育出版社.2008年3月

[26]王凌诗.技术设计基础.[M].北京：现代教育出版社.2007年8月

[27]陈亦武.高中新课程学科教学设计（通用技术）.[M].杭州：浙江教育出版社.2008年1月

[28]顾建军 段青.通用技术教学研究与案例.[M].北京：高等教育出版社.2007年5月

[29]王瑞荣.学生参与普通高中通用技术课程实施的现状与问题[D].吉林.东北师范大学.2006.1-35

[30]陈洪.通用技术机器人选修模块的校本评价研究[D].南京.南京师范大学.2008.1-40

[31]（日）浅草ギ研着.崔素莲译.双足步行机器人制作入门.[M].北京：科学出版社 2011年1月

[32]（日）坂本范行着.崔素莲译.双足步行机器人DIY.[M].北京：科学出版社 2006年6月

[33]（日）城井田胜仁着.崔素莲译.轻轻松松制作机器人.[M].北京：科学出版社 2010年9月

[34]张玫等着.机器人技术.[M].北京：机械工业出版社.2011年2月

[35]林以敏着.机器人制作.[M].北京：机械工业出版社.2008年5月

 

 

 

 

 

 

附件1：高中通用技术校本教材《技术与设计》

 

 

附件2：学生、教师等获奖成果教师等获奖成果

1.结题证书…………………………………………………………………………1

2.学生获奖…………………………………………………………………………2

2012年第26届浙江省青少年科技创新大赛青少年机器人省三等奖获奖证书

2011年获得省机器人足球二等奖（全省十二个代表队中的第3名）

2011年获得省机器人灭火二等奖

2011年有二组学生获全国中学生研究生学习一等奖

2011年有二组学生获全国中学生研究生学习二等奖

2010年获得省机器人灭火三等奖

2009年获得省机器人灭火二等奖

2008年获得省机器人足球二等奖（全省十二个代表队中的第4名）

2008年获得省机器人灭火二等奖

2006~2011年每年都是舟山市高中组参加省赛的唯一代表队

 

3.教师获奖…………………………………………………………………………3

2011年被舟山市委市政府授予“舟山市拨尖人才”称号………

2011年浙江省校本课程论文评比一等奖…………………………………

2011年舟山市校本课程论文评比一等奖…………………………………

2010年浙江省优秀论文评比一等奖………………………………………

课题部分成果在2010年获省论文评比二等奖……………………………

2009年舟山市通用技术论文评比一等奖 ………………………………

机器人教学案例获市优质课一等奖……………………………………… 柯  林

录像课获市二等奖………………………………………………………… 柯  林

机器人教学案例获市论文评比二等奖…………………………………… 邵群飞

获省远程教育教科研先进………………………………………………… 邵群飞

高中组灭火机器人比赛辅导心得………………………………………… 叶城科

高中校本课程开展智能机器人教学活动的实践和反思………………… 叶城科

叶城科老师获2012年普陀区信息技术学科带头人称号…………………叶城科

 

4.与专家面对面、课题活动部分记录……………………………………………4

与浙江大学博导张剑平教授（课题组成员的硕士生导师）多次交流

与浙江大学盛群力教授（硕士论文即本课题部分开题答辩组组长）1次交流

在2011年11月江南大学和上海师范大学技术学科国标组黎加厚教授交流

在2010年全国通用技术年会上请教香港理工大学技术课专家邵健伟教授

在2010年全国通用技术年会上请教通用技术学科国标组组长顾建军教授

在2011年11月江南大学请教南京师范大学技术学科国标组组长李艺教授

课题组成员在2010年全国通用技术年会上进行交流发言

 

 

 

致谢

 

本课题在整个开发研究和实践过程中得到了多方支持。

如部分专家教授的课题指导和教学设计指引，如舟山市委组织部和普陀区委组织部的课题专项资金支持，如学校为课题组采购教学用机器人提供的强有力保障，如市内教科研专家的建议与指导，如兄弟学校的教学建议……。

课题组满怀感激，希望能在后续的工作和教学中做得更好，以回报各级领导、专家、各类良师朋友等的支持！

 

 

 

 

浙江省

《机器人技术型校本课程开发研究》课题组

2012年9月10日