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技术赋能视域下建模教学创新与校本劳动课程开发路径研究

黄明迪
  
教师纵横
2025年3期
柳州市钢一中学

摘 要:随着劳动教育在新时代教育体系中的重要性日益凸显,如何提升劳动教育的技术含量和创新能力成为当前教育改革的关键问题。文章创新性地构建了技术赋能的建模教学框架,为校本劳动课程的范式创新提供了理论支撑与实践路径:立足校本特色确定课程目标;以项目式学习的方式开发课程体系;依托校本资源选择合适的技术工具;以5E教学模式设计教学活动;多维度设计教学评价方案;升级课程内容完善校本实践。

关键词:技术赋能;建模教学;校本劳动课程;项目式学习

中图分类号:G 文献标识码:A 文章编号:450102049(2025)03EM-0003-04

本文以《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》为指导,结合建模教学理论和项目式学习法,借助3D 建模、3D 打印等技术工具,以及运用5E 教学模式,将劳动教育与学科教学相融合,旨在提高学生的技术素养和创新能力。实践表明,技术赋能的劳动教育有助于激发学生的学习兴趣,提升其参与度,培养学生的劳动观念、实践能力和创新思维,能为新时代劳动教育的高质量发展提供新路径和启示。

一、劳动教育的现状与技术赋能

(一)劳动教育的背景与挑战

劳动教育作为培养学生实践能力和劳动素养的重要途径,近年来受到广泛关注。2020年,中共中央、国务院发布了《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》(以下简称《意见》),明确指出劳动教育是中国特色社会主义教育制度的重要内容,直接决定社会主义建设者和接班人的劳动精神面貌、劳动价值取向和劳动技能水平。《意见》强调,劳动教育要贯穿大中小学各学段,贯穿家庭、学校、社会各方面,注重教育实效,实现知行合一,促进学生形成正确的世界观、人生观、价值观[1]。

然而,当前劳动教育在实践中面临诸多挑战。一是劳动教育内容多停留在简单的体力劳动,缺乏技术含量和创造性。根据教育部《大中小学劳动教育指导纲要(试行)》的规定,劳动教育应包含日常生活劳动、生产劳动和服务性劳动,但在实际操作中,许多学校更倾向于开展简单的体力劳动,如洗碗、烧菜、养护植物等,而职业体验类、问题解决类的劳动活动参与较少,工程技术类的劳动活动更是少见[2]。二是劳动教育与学科教学的融合度较低,难以有效提升学生的综合能力。三是劳动教育的评价体系不完善,难以全面反映学生的劳动素养和创新能力。

此外,《义务教育劳动课程标准(2022 年版)》指出,劳动教育应注重培养学生的劳动观念、劳动能力、劳动精神和劳动习惯[3]。但在实际教学中,劳动教育的评价多停留在过程性评价,缺乏对学生创新能力和综合素质的全面评估。因此,如何在劳动教育中融入技术元素,提升学生的技术素养和创新能力,成为当前劳动教育改革的重点方向。

(二)技术赋能劳动教育的必要性

随着信息技术的飞速发展,新技术的应用为劳动教育开辟了新路径,能有效应对当前面临的挑战。首先,新技术极大丰富了劳动教育的内容,超越了传统体力劳动的范畴。借助 打印、激光切割、编程及VR 等技术,学生参与到高技术含量和创造性的活动中,如制作历史文物模型、探索DNA 结构等,这既能锻炼学生的动手能力,又能激发学生的创新思维和提高学生解决问题能力。其次,新技术促进了劳动教育与学科教学的深度整合。遵循相关政策指导,劳动教育正与其他课程融合,共同发挥育人作用。例如,生物课上,学生利用3D 打印技术制作蛋白质模型,将复杂生物知识具象化,深化了对知识结构的理解。

最后,新技术助力劳动教育评价体系的完善。数字化工具能记录学生的劳动全过程与成果,便于教师全面评估学生的劳动素养和创新力,实现评价方式的多元化。技术驱动的劳动教育不仅激发了学生的学习兴趣,还强化了他们的信息素养和实践技能,为新时代劳动教育的高质量发展注入了强劲动力。综上所述,新技术在劳动教育中的应用,为培养全面发展的新时代人才提供了有力支撑。

二、建模教学理论指导下的劳动教育课程创新

(一)建模教学理论在劳动教育中的应用

建模教学理论强调通过构建和运用模型,促进学生对学科概念的理解和思维能力的发展。作为一种以学生为中心的教学方法,建模教学引导学生参与模型的构建、验证和应用,帮助他们在解决实际问题的过程中深化对知识的理解。在劳动教育中,建模教学理论的应用为学生提供了将抽象知识转化为具体实践的机会,提高了他们的动手能力和创新思维。

此外,建模教学还有助于促进劳动教育与学科教学的深度融合。通过有机整合建模教学与项目式学习,学生在解决实际问题的过程中能够将学科知识应用于实践,进而提高综合能力。例如,在化学学科中,学生通过设计并制作元素周期表,不仅可以掌握化学知识,还可以提高信息检索和数据处理能力。

(二)技术整合:建模教学与项目式学习的创新路径

建模教学与项目式学习的有机结合为劳动教育开辟了创新路径。项目式学习(PBL)作为一种以学生为中心的教学法,通过解决真实问题促进学生深度学习。而建模教学则为项目式学习提供了实践工具,帮助学生将理论知识转化为可操作的模型,增强实践能力和创新思维。

在技术赋能的环境下,建模教学与项目式学习的整合进一步丰富了劳动教育内涵。例如,在生物学科学习中,学生通过项目式学习探究蛋白质结构,利用3D 建模技术设计并打印模型,既能理解知识又能培养科学探究和技术应用能力;而在历史学科学习中,学生探究青花瓷历史背景与工艺,通过3D 建模制作模型有助于加深对历史文化的理解,从而提升空间想象力和创造力。此外,技术整合还促进了劳动教育与学科教学的深度融合。例如,在学习化学学科时,学生通过项目式学习设计元素周期表,利用数字化工具分析数据和设计模型,能让学生在掌握化学知识的同时提升信息素养和数据处理能力。

技术整合下的建模教学与项目式学习为劳动教育创新提供了新路径。结合技术工具、建模教学与项目式学习,学生能在解决实际问题的过程中将学科知识应用于实践,提升技术素养和创新能力。这种教学模式不仅丰富了劳动教育的内容,还为学生全面发展提供了新的机遇。它鼓励学生主动探索、实践操作,将理论学习与实践创新紧密结合,为新时代劳动教育的高质量发展注入了活力。

三、校本劳动课程的开发与实施

(一)课程开发的流程

1.立足校本特色确定课程目标

校本劳动课程的开发应紧密结合学校的实际情况和资源优势,体现校本特色。课程目标的确定应以学科教学为核心融入劳动教育的要求,确保学生在掌握学科知识的同时,通过劳动实践提升技术素养和创新能力。例如,(以下简称“学校”)依托多学科实验室的先进设备,开发了多个校本劳动课程。如将历史学科的课程目标设定为“通过3D 建模技术制作青花瓷模型,了解青花瓷的历史渊源和传统制作工艺,并培养学生的文化自信和创新能力”;将化学学科课程目标设定为“通过数字化工具设计并制作元素周期表,掌握元素周期表的编排原则和应用价值,并提升学生的信息素养和数据处理能力”。这些目标的设定,充分体现了学校在学科教学与劳动教育融合中的校本特色。

2.以项目式学习的方式开发课程体系

项目式学习是校本劳动课程开发的核心方法,课程体系的设计应以真实问题为驱动,结合学校的特色资源和学生兴趣,设计具有校本特色的项目任务。教师在开发项目式学习课程时,采用了统一的“项目学习方案模板”,以确保课程设计的规范性和可操作性。

表1 项目学习方案模板的关键要素

例如,在生物学科中,教师开发了“探究光照强度和光质对光合作用强度的影响”项目。学生通过查阅文献、设计实验方案、制作实验装置、进行实验并分析数据,最终得出实验结论。该项目不仅帮助学生掌握了光合作用的原理,还通过动手实践培养了科学探究能力和技术应用能力。

3.依托校本资源选择合适的技术工具

技术工具的选择需结合学校条件与项目需求,以体现教育特色。在3D 建模与打印项目中,适合学生的3D 打印机与建模软件是优选。它能将抽象的科学概念具体化,激发学生的创新精神与实践能力。在历史学科的“青花瓷制作”项目中,教师利用3D 建模实验室,让学生设计并打印青花瓷模型,以此深化学生对历史文化理解,提升空间想象力与创造力。在生物学科的“光合作用探究”项目中,教师采用激光切割、Mind+编程软件、掌控板及溶解氧传感器等工具,设计实验装置。这些工具直观展示了光合作用原理,提升了学生的技术素养与创新能力。教师通过精准选择技术工具,有效支持了各学科的劳动教育项目,促进了学生的全面发展。

4.以5E教学模式设计教学活动

5E教学模式为校本劳动课程的教学活动设计提供了科学框架。学校在利用5E 教学模式开展教学时,可采用统一的“基于5E 教学模式的教学设计模板”,以确保教学活动的系统性和有效性。该模板包括以下关键环节:情境引入(Engage)、探究学习(Ex⁃plore)、解释新知(Explain)、迁移应用(Elaborate)和素养评价(Evaluate)(见表2)。

表2 基于5E教学模式的教学设计模板

例如,在历史学科的“青花瓷制作”项目中,教师设计了以下教学环节。

情境引入:通过展示青花瓷的图片和视频,激发学生的学习兴趣。

探究:学生自主查阅资料,了解青花瓷的历史渊源和制作工艺。

解释:学生通过小组讨论,解释青花瓷的艺术特点和文化价值。

迁移应用:学生根据青花瓷的特点,利用3D 建模技术制作青花瓷模型,并进行优化设计。

评价:通过展示和互评,评价学生的学习成果和创新能力。

5.多维度设计教学评价方案

教学评价方案是反映教学效果和学生学习成果的重要工具,其设计需紧密结合校本课程的目标和特色。有效的评价方案不仅能全面评价学生的学习进度和成果,还能激励学生积极参与学习过程,促进其能力的发展。因此,评价方案应综合考虑知识掌握、技能应用和劳动素养等多个维度,以确保评价的全面性和公正性。

以生物学科“探究光照强度和光质对光合作用强度的影响”项目为例,教师精心设计了一套全面的评价体系。该体系涵盖实验方案设计、实验装置制作、实验报告撰写以及实验结果展示等四个关键部分。通过该评价体系,教师不仅能考查学生对光合作用基本原理的深入理解和掌握程度,还能评价他们在技术应用方面的能力,以及在科学探究过程中的创新思维和问题解决能力。

6.升级课程内容完善校本实践

课程内容优化是确保教育活动符合学校实际和学生需求的关键。教师应根据学生反馈、学习成效和资源可用性动态调整课程内容,提高教师的教学质量,优化学生的学习体验。以历史学科“青花瓷制作”项目为例,面对学生3D 建模操作难度大的问题,教师团队增加了技术培训,简化了建模流程,并融入更多本地青花瓷文化背景,使课程更贴合学生能力和兴趣。这些调整不仅帮助学生更好地掌握技术,还深化了学生对青花瓷文化价值的理解,凸显了校本实践在课程优化过程中的重要性。利用学校特色资源整合学科教学与劳动教育,校本劳动课程有效提升了学生的技术素养和创新能力,为新时代劳动教育高质量发展提供了支持。

(二)教学实施的效果

1.学生反馈:学习兴趣与能力提升

在技术赋能的校本劳动课程实施过程中,学生兴趣浓厚,参与度极高。例如,在历史学科“青花瓷制作”项目中, 93.6% 的学生通过3D 建模深刻理解了青花瓷文化,增强了空间想象力和创造力,体会到传统工艺的复杂性和劳动价值,提高了劳动意识和文化自信。生物学科的“光合作用探究”项目同样受到学生欢迎,技术工具的应用不仅帮助学生掌握了光合作用原理,还显著提高了他们的动手能力和创新思维。而在化学学科“打造元素周期表”项目中, 88.7% 的学生利用数字化工具设计并制作元素周期表,不仅掌握了化学知识,还提升了信息素养和数据处理能力。学生反馈,这些劳动实践使他们体会到科学研究的严谨性,有效促进了劳动观念的树立和科学素养的提升。

技术赋能的劳动教育课程在校本实施过程中取得了显著成效,不仅帮助学生深入理解学科知识,还全面提升了他们的动手能力、创新思维和劳动素养,为新时代劳动教育的高质量发展奠定了坚实的基础。

2.教师反馈:教学效果与课程优化

教师在校本劳动课程实施过程中应当给予学生积极反馈。历史教师认为,利用3D 建模技术制作青花瓷模型不仅有助于学生理解历史文化,还有助于培养学生的创新能力和技术素养,实现了劳动教育与学科教学的深度融合。生物教师指出,激光切割、编程软件等技术使光合作用实验的呈现更直观,提高了学生的科学探究能力和动手实践能力,帮助学生理解了科学研究中的劳动价值。化学教师则认为,数字化工具使元素周期表的设计更高效,提高了学生的信息素养和数据处理能力,强化了他们的劳动观念、增进了他们的科学素养。

此外,教师还应当根据学生的反馈和具体的教学实践对课程内容进行优化。针对历史学科中3D 建模技术难度大的问题,历史教师可以与通用技术教师合作增设技术培训环节、简化操作流程,并结合当地文化遗产资源引入跨学科任务。化学学科教师则可以通过引入实际应用案例和利用数字化实验室优化课程内容,帮助学生理解元素周期表的编排原则和应用价值。

3.学校反馈:丰富的劳动成果展示

校本劳动课程的成果展示彰显了学生在劳动教育中的学习成就与创新能力。在历史学科“青花瓷制作”项目中,学生创作了52 件模型,其中的35 件在学校科技长廊展出,赢得师生好评,展现了学生对青花瓷文化的深刻理解和在劳动中培养的创新与技术素养。在生物学科“光合作用探究”项目中,学生制作的6件实验装置在生物实验室展出,成为能直观展示光合作用原理的教学辅助工具,体现了学生的科学探究和技术应用能力。在化学学科“打造元素周期表”项目中,学生制作的46 个模型中有25 件在化学实验室展出,成为学生学习的参考,展示了学生对元素周期表编排原则的理解及信息素养和数据处理能力。

此外,学校还通过举办成果展示会,组织学生以现场演示与讲解相结合的方式呈现创新成果。其中,历史学科制作的青花瓷文化复原模型、生物学科设计的光合作用动态演示装置、化学学科开发的可视化元素周期表交互系统等作品,均获得评审专家高度评价。这些实践成果不仅直观反映了学生在技术应用能力与创新思维方面的显著进步,更重要的是,通过系统化的劳动实践过程,成功构建了包含劳动认知、劳动技能和劳动品格的三维培养体系,充分彰显了劳动教育在塑造全面发展人才中的核心价值。本课程创造性地实施“学科融合 + 劳动实践”育人模式,将知识学习与劳动创造深度融合,使学生在实践中实现认知迭代与素养提升,为新时代劳动教育体系的优化升级提供了可复制的校本经验。

综上所述,本研究创新性地构建了技术赋能的建模教学框架,为校本劳动课程的范式创新提供了理论支撑与实践路径。实践表明,将建模理论与虚拟仿真技术相融合的劳动教育模式,能显著提升教学实效性和育人效能。在项目式劳动任务驱动下,学生展现出持续的学习内驱力和深度的情境化参与,技术素养和创新能力得到显著提高。通过不断研究,笔者建议学校层面建立跨学科协同育人机制,形成梯度化、特色化的校本课程体系,以满足学生多样化的学习需求;建议学科教师构建常态化技术研修机制,重点开发基于数字孪生技术的劳动教育场景,通过“技术赋能—学科融合—素养提升”,为新时代劳动教育创新发展提供可迁移的实施范式。

参考文献

[1]中共中央 国务院关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见[EB/OL].(2020-03-26)https://www.gov.cn/zhengce/2020-03/26/content5495977.htm.

[2]方凌雁.劳动教育的现状、问题和建议:2019年浙江省中小学劳动教育调研报告[J]. 人民教育,2020(1).

[3]中华人民共和国教育部.义务教育劳动课程标准:2022年版[S].北京:人民教育出版社,2022.

注:广西教育科学“十四五”规划2023 年度电教装备研究专项课题“技术赋能劳动教育发展高中生创新素养的实践研究”(2023ZJY710)阶段性成果

(责编 杨翠玲)

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