在2020年上海市中小学劳动技术学科说课活动中,我校陈莹老师的《家庭照明电路应用》荣获初中组一等奖、陈安琪老师的《电子控制系统的应用》荣获高中组二等奖。
陈莹老师设计的《家庭照明电路应用》,围绕核心任务,设置环环相扣的教学活动。教师为学生提供一室一厅空房间, 学生按需求自主设计照明电路,绘制照明电路的“电路图”和“线路图”,自己在“小房子”上进行布线设计并“施工”。通过学习,学生知道家庭照明电路设计的原则、电路分路设计的基本原则、用电器安装的位置、施工的规范等等,主动查找更多相关的知识,主动运用物理的电路知识。
在实验设计中注重新技术、新方法、新材料。
1.新技术:借助信息技术,丰富学习体验
①使用APP“虚拟实验室”,验证电路设计。利用这样的虚拟实验,进行了实验空间的拓展,使得学生在电路设计阶段,能够探究实验原理,并验证设计。
②用平板等移动设备,绘制更真实立体的安装示意图。
2.新方法:改进实验装置,优化实验效果
传统的平面实验板存在以下缺点:
缺点① 弱化了学生设计。这款实验板布线形式相对固定,学生作品千篇一律,大大弱化了学生设计,使得学生多样化、个性化的方案只能停留在理论层面。
缺点② 脱离了生活实际。一块平面的电工板,与家庭照明电路的实际安装情况相差甚远,脱离了生活实际,真实性较差。
改进后的演示操作间具有以下优势:
优势① 情境更真实。这间操作间对比真实房间的比例制作而成,并且设有比例尺,能够帮助学生在与生活实际使用状态相符的情况下安装电灯、开关、插座等常用照明电路元件,给学生更趋于真实情境下的实验环境。
优势② 可重复使用。操作间中墙面顶面地面都能利用积木插件进行器件固定,使用方便、器件定位自由度高、易安装易插拔,电路可以重复拆装,可进行多种组合式照明电路实验。能够在本单元中供学生进行一控一灯电路、两控一灯电路及其他照明电路应用设计等多项实验操作。
优势③ 操作更安全。配电箱中提供的是12V安全电压;学生可以在非常安全的情况下,进行个性化的电路搭建,以及反复的探究实验。
3.新材料:增设智能元件,体验科技创新
家庭电路演示间中可拓展使用智能照明元件,例如通过插座,增设带多功能网关的小夜灯,配合人体传感器,半夜检测到主人下床,会开启小夜灯;配合门窗传感器,能够实现门窗开启提醒。引领学生体验科技创新,感受新技术、新材料在现代生活中的应用。
陈安琪老师设计的《电子控制系统的应用》,学生在学习了电子控制系统的三大组成部分(输入电路、控制电路和输出电路)后,将利用所学的知识进行电路的设计与制作实验。教材中的实验内容是制作“光电自动循迹小车”,该实验限定了小车的功能,所有学生的学习过程是完全一样的:一样的输入方式,一样的控制方式,学生只是依样操作,没有设计的空间。基于此,教师根据当下的科技趋势以及学生的兴趣,设计了智能家居实验平台,学生依据每个房间的功能选择相应的元器件设计电路,并在平台中实验。该实验平台给予了学生设计、反复实验、改进优化的空间。
该实验具有如下创新点:
1.拓展了应用的宽度与深度
在智能家居实验平台中,不同功能的房间,激励着学生选择不同的传感器与控制器,提供了学生设计的空间,提高了学习的深度和宽度。
2.创设真实情境
“智能家居”实验平台按真实比例缩小(图1),家居模型中呈现的6间不同功能的房间与真实家庭生活环境非常相近。学生为不同的房间设计不同的智能家居方案,搭建的电路可以驱动房间里的门、窗、晾衣架等,让他们在接近真实的情境中不断实验解决实际问题。
3.变革学习方式
该课采取项目化的学习方式,学生作为设计师,根据需要实现的功能,进行设计、在实验中不断优化迭代。房间的任意组合,为不同程度的学生提供了相应的学习任务,实现了分层教学。
近年来,我校在教学中注重以真实情境任务为主线,通过空间的设计、资源的建设、学习方式的变革,激发学生主动学习,提升应用技术解决实际问题的能力。