合作探究在作品设计与制作教学中的应用——以“新型锁扣的设计与制作”为例

孟献军 （北京教育科学研究院，100191）

摘要：借助合作探究学习的通用程序，对技术教学中的实际教学案例进行研究与分析，依据技术学科特点得出合作探究学习方式在技术学科教学中应用的一般步骤与方法，并对合作探究在技术教学中的应用前景进行了展望，希望能为广大技术教学工作者提供帮助。

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关键词 ：合作探究 作品设计与制作 锁扣

合作探究式学习是师生互动，平等合作，共同研究教材，一起探讨新问题的学习过程。在通用技术课堂上进行合作探究教学，将“作品的设计与制作”作为技术探究的载体，精心设计作品的设计与制作过程以使学生处于解决问题的情境中。学生开始面对的可能是科学家们早已解决的问题，但随着问题的逐渐深入，学生按照技术探究的过程所进行的设计就会逐渐涉及技术学科前沿的知识和方法论的问题。下面以“新型锁扣的设计与制作”为例来分析合作探究在技术作品的设计与制作中的基本步骤。

一、激趣引入，确定问题

师同学们大家好，请看这幅漫画（如图1），你们在生活中遇到过这样的问题吗？有没有想过怎么处理呢？

生我在小学时遇到过。

生遇到过，用胶条把门吊（锁扣）粘上。

……

师看来，大部分同学都有过这个经历，还有同学尝试过解决这个问题。今天我们就来研究如何用金工技术解决这个问题，大家有什么好的办法吗？

（学生议论。）

二、确定小组，研讨方案

师大家可以分组进行研讨，每组4人，每组有一台可以上网的笔记本电脑用来查阅相关资料。

（学生分组。）

师 请各组派代表展示研讨的结果。

生 （第一组代表发言）活动页板上加一个磁铁（如图2）。开锁后可以吸住活动页板，使活动页板固定在门板范围内，不至于探出刮伤衣物。

生 （第二组代表发言）将锁扣整体倾斜约45度安装（如图3）。斜着安装锁扣，虽然活动页板没有设计专门的固定装置，但是开锁后活动页板会在重力作用下斜向下垂，利用重力固定了活动页板。

生 （第三组代表发言）将轴倾斜45度角安装（如图4）。锁扣上锁时横着扣，开锁时竖直下垂，贴在门框边线以内。

……

师根据刚才各组代表的回答，我们大致归纳了三种解决问题的方案，分别为：在活动页板上加一个磁铁；将锁扣整体倾斜约45度安装；将轴倾斜45度安装。到底哪一种方案可行呢？

（学生讨论。）

三、小组分工合作，设计制作作品

师既然大家没有统一的意见，下面我们就用试验来验证一下这几种方案，每组完成上述三种方案并进行对比，找出三种方案的优缺点。第三种方案由两名同学制作，其他两种方案分别由一名同学制作，遇到问题请大家先在组内研究解决，不好制作的零件请大家在组内合作完成设计与制作。

（学生讨论。）

生第三种方案怎么做啊？

生拐弯处不好制作。

生第三种方案不会做啊！

师有的同学已经发现第三种方案不太好实现，前两种方案只要添加吸铁石或者调整安装方向即可实现，而第三种方案已经改变了锁扣的基本结构，那就需要重新制作。这涉及一个关键的制作环节——“卷轴套”，下面我来演示主要的制作步骤，请大家认真观看。

教师演示操作：首先，准备材料和工具。材料为厚约0.4 mm的镀锌铁皮，直径为4 mm、长为35 mm的粗铁丝；工具为划针、铁剪、钢丝钳、拍板、台钳、钢锉等。其次，指出作品制作要求：安全、正确运用所学技术知识和技能进行制作；作品符合尺寸要求；铰链轴套弯圆包紧；作品实现预定功能。最后制作作品，具体过程如下。

第一步：分别在活动页板毛坯和固定页板毛坯上按图画线（如图5和图6）。请学生认真观看教师演示，画线结果如图7、图8所示。

第二步：按照尺寸要求剪切活动页板并固定页板（如图9和图10）。请大家认真观看教师演示，剪裁结果如图11、图12所示。

第三步：剪切完成组合两页板，如图13所示。若组合时少量重叠，说明剪切、锉削不到位，需加工到位。

第四步：卷轴套。以圆柱形物体比如销轴为内衬，将铁皮压绕在销轴上就可以卷出比较标准的圆柱形轴套。如图14、图15所示。

师请各组同学根据演示，按照作品制作要求验证三种制作方案，每组都有任务分工表，请同学们分别填写自己在组内所承担的任务，遇到困难请大家在组内研究解决方法再操作，注意安全。

（分发制作材料与工具，教师巡视指导，重点辅导画线与卷轴套操作技术要点。）第五步：小组试验验证，探究三种方案的优缺点。

师大部分同学已经完成了，下面分别请各组同学展示作品，分析三种方案的优缺点。

生 （第一组学生代表发言）第一种方案吸铁石易脱落，但是比较简单；第二种方案不太好看，但是操作比较简单；第三种方案操作太难了，尤其是卷轴套，但很好看。

生 （第二组学生代表发言）第一种方案吸铁石易脱落，省时，操作难度小；第二种方案不太好看，螺丝不太好拧；第三种方案操作不难，很实用。

师 同学们刚才说的都是大家的亲身体会，只有真正操作过，大家才会发现每种方案都有优势，也都有问题。大家课下可以根据每种方案呈现的问题继续优化这一方案，还可以根据今天学习的新技术——卷轴套，解决生活中的其他问题。老师还有一种解决问题的方案，就是在活动页板上加一个卡子（如图16），同学们课下也可以进行实践制作，看看是否比前三种方案更好。

通过分析上面的教学案例我们可以看出，技术课程中合作探究的实质是引导学生对实际技术问题进行探究，其教学过程大致可以分为以下四步：首先，使学生处于某一实际技术问题的情境中，帮助他们在情境中确定能解决的技术问题，在现有技术条件和手段下进行假设与猜想。其次，引导学生搜集信息，寻找解决问题的途径，制订设计方案。再次，制作实物或者模型进行技术试验，验证设计方案，调整设计方案。最后，交流讨论，优化解决问题的方法，达到解决实际问题的目的。在这个过程中，他们获得了对知识的理解与技术的掌握，而且很可能既了解到现存知识与技能的局限性，又看到它的可靠性。

对于大多数中学生而言，技术探究的过程只能是一种探究的训练过程，如果这一训练过程是建立在合作探究学习的基础上，学生与教师在探究过程中很容易建立起平等交流的机会，增强探究的信心。与此同时，合作探究训练的灵活性也较大，可以在教师的指导下进行，也可以在以学习者为中心的、更侧重于自我指导的条件下进行。虽然合作探究具有上述优势，但是在实际教学过程中也存在一些值得进一步研究的问题，如学生基本知识与基本操作技能参差不齐，合作探究起点不同；学生之间的合作意识不够强，探究能力弱；探究主题不恰当，无法实现真正意义上的探究过程，这些问题仍是技术学科今后继续研究的方向。