“教—学—评”一致性实验教学模式的构建

摘要

将“教—学—评”一致性的核心理念引入通用技术实验教学，有助于强化学生技术素养的培养。为此，探索一种整合“教—学—评”为一体的通用技术实验教学模式，旨在通过创新的教学策略和实践方法，提升教学效果和学生的实践创新能力，以期为通用技术教师提供教学指导，进而推动教学质量的全面提升。

Graphical abstract

关键词

“教—学—评”一致性 / 通用技术实验教学 / 控制系统

崔允漷教授指出，实施并保持“教—学—评”一致性是深化课程教学改革的关键举措。与此同时，很多专家学者结合自己的专业领域对课堂教学中如何有效落实“教—学—评”一致性，最大限度地促进课程改革，发挥课程的育人价值，培养创新型、复合型人才，实现中国教育、科技、人才“三位一体”的育人理念，进行了颇具建设性的研究^［1］。从基础教育视角看，“教—学—评”一致性开辟了一条从顶层设计的大单元、大项目方案到具体子项目课堂教学的路径，将落实课程方案理念的大单元设计蓝图转化为课堂上可实施、易操作的具体路径，具有重要的教学价值和实践意义。

“教—学—评”一致性，强调教学过程中师生和评价之间的有机互动（图1）。在这一理念指导下，教师不再仅仅是知识的传授者，而成为学习过程的引导者和支持者；学生不再被动地接受知识，而成为主动探究、实践创新的主体；评价则贯穿于整个教学过程，不仅关注学生的学习成果，更重视学生在学习过程中的表现和成长。“教—学—评”一致性的实施，强调从“学什么？怎么学？学到什么程度？”3个层次追问纲领性、凝练性、概括性的课程标准，希望从中解析出具体的可操作、可测量的学习目标，以此为指引，实现所教即所学、所教即所评、所学即所评，强调以评促教、以评促学，确保学习目标的有效落实。

教育部发布的《中小学实验教学基本目录（2023年版）》涵盖了包括通用技术在内的16个学科900多项实验与实践活动，涉及必修模块《技术与设计1》中的10个基本实验活动和《技术与设计2》中4个相关单元中的11个基本实验活动，以及选修模块中的47个基本实验活动，共计68个基本实验活动。通用技术实验活动包括但不限于观察、演示、测量、探究、模拟、设计、调查等实验活动形式^［2］。在实际生活中，学生面对的是真实世界或现实生活中的实际问题，不是理想情境中的问题，学生需要自己提出解决什么问题，并将其设定为目标；教师不用事先告诉学生什么是已知条件，所有的因素都必须由学生自己去发现；有些因素之间是矛盾且冲突的，是相互制约的，需要学生通盘考虑，统筹兼顾，全面分析，寻找最佳解决方案^［3］。通用技术实验教学以实验为手段，能够解决诸多技术问题。评判实验结果的方式，不是仅仅通过判断对错来衡量，而是需要进行价值考量。学生需要经历发现问题、设定目标、挖掘相关因素、统筹兼顾分析、反复实验探究等环节，在多数情况下还要从安全、成本、效益、性价比、环保、条件约束取舍、最优化设计等方面加以考虑，并在不断迭代过程中寻求最佳解决方案，以及在解决问题、完成任务、实现目标过程中积极与其他小组成员进行交流合作。这些能力的培养和锻炼，是通用技术实验教学的价值所在。

融合“教—学—评”一致性理念的通用技术实验教学，在实施时可以通过如图2所示的“五步走”实施路径加以贯彻。第一步：分析大单元实验背景；第二步：明确大单元实验目标；第三步：选择大单元实验主题；第四步：逐个细化子项目实验内容；第五步：实验结果可视化评价。为阐述方便，笔者以粤教版通用技术必修2第四章“控制及其设计”为例，具体阐述实施路径。

1 分析大单元实验背景，明晰“为什么教”

“控制及其设计”单元的学习内容，涵盖通用技术学科核心素养的技术意识、工程思维、创新设计和物化能力5个方面，但更侧重于工程思维和创新设计。在课程标准的指导下，结合该单元承载的知识内容体系确定通过大单元实验教学来落实学科核心素养，实现对学生工程思维这一核心素养的进阶式培养。

该单元也是实验教学目录中的重要章节，非常适合以实验方式开展教学，通过实验教学就能以直观方式表达该章节难以理解的知识点。比如，开闭环控制系统方框图中都存在“控制量”这一概念，由于系统的抽象性，学生理解起来有困难，对此，运用实验教学的思想就可以让其直观显现出来，从而化解这一难点。

2 确定大单元实验目标，明确“教什么”

要想实验教学成功，在分析大单元实验背景之后，还需要确定大单元实验目标。特别是在“控制及其设计”这一单元的实验教学中，教师更需要根据学生的实际情况和单元实验特点，精心制定具体、可行的大单元实验目标，以便为贯彻“教—学—评”一致性理念提供评价依据和方向。结合课程标准对该章的3点要求，在充分参考学业要求和教学建议的前提下，最终落实到核心素养的培育上，提炼出该单元的实验目标如下。

（1） 技术意识：能根据生活的问题情境，分析与其相关的各种控制现象，理解控制含义；能运用相关数据进行控制技术设计。

（2） 工程思维：通过体验理解控制的含义和控制的三要素，以及手动控制与自动控制的特点，并借助系统理解开闭环控制系统的思想；通过设计烟控制系统，总结归纳出控制系统设计的一般方法；通过优化控制系统，对技术方案进行性能评估与改进。

（3） 创新设计：面对技术情境，能根据设计的需求，遵循控制系统设计的一般流程，并根据现有条件制订控制系统的方案，形成一定的创新设计能力。

（4） 图样表达：能绘制道闸控制系统的方框图；能正确阅读所使用或设计的项目电路图、元件图，形成良好的设计习惯并能表达与交流设计构思。

（5） 物化能力：能结合控制系统的相关原理、方案选择材料，进行模型的组装与测试，撰写简单的实验报告；对工具的使用有一定的规范、安全、环保意识，且在操作过程中，能形成良好的合作意识和精益求精的工匠精神。

在制定单元实验目标时，教师需要全面考虑学生的知识掌握、技能提升，以及应用知识与技能解决实际问题的培养目标^［4］。对于通用技术实验教学而言，学生掌握基本的实验操作技能无疑是基础目标之一，包括正确使用实验器材、遵循实验步骤、准确记录实验数据等。通过基础实验技能的训练，学生能够更好地将理论知识转化为实际操作，加深对知识的理解与掌握。除了技能提升，理解实验原理也是实验教学的重要目标。通过实验，学生能够直观地观察到科学现象的发生，进而理解其背后的原理和规律。这种理解不仅能够增强学生对学科知识的认识，还能够激发他们的好奇心和求知欲，以便为进一步的科学探究打下坚实的基础。

3 选择大单元实验主题，找准“怎么教”的方向

大单元实验主题的选择，在实现实验目标的过程中发挥着至关重要的作用。在通用技术实验教学中，确定大单元实验主题，就能将割裂的实验教学内容与学生实践活动巧妙地结合起来，不仅可以激发学生的学习兴趣和积极性，还可以有效培养他们的实践能力和创新思维。

例如，在大单元实验目标的引领下，笔者把学校文明校园创建活动纳入教学之中。将学生发现的校园停车棚存在的一系列问题作为切入口，要求学生想出解决问题的办法，以便为广大师生营造一个安全、文明、智慧的校园环境。学生经过讨论后得出，需要运用技术设计校园智能车棚控制系统加以解决。这样的大单元实验主题以实际情境为出发点，既为所学即所评、以评促学打下了坚实的基础，更为该单元深度学习创造了充分的条件。

4 细化子项目实验内容，找准“怎么教”的内容

围绕设计并制作校园智能车棚控制系统这一大单元实验主题，笔者设计了5个子项目。笔者以子项目为例（图3），具体阐述其实验内容。

（1） 实验目标。能根据生活中的车棚消防安全问题情境进行分析，并运用相关数据进行技术设计；经历断电保护系统的设计，总结归纳出简单控制系统设计的一般流程；能运用开闭环相关知识进行分析，形成可能的解决方案；能通过模拟实验对车棚断电保护系统技术方案进行性能评估与改进；能正确阅读所设计的项目电路图、元件图，并形成良好的设计习惯；能结合断电安全的技术知识，了解烟雾报警控制系统的工作原理，并能根据方案选择材料、进行模型的组装与测试、撰写简单的实验报告；对工具的使用有一定的规范、安全、环保意识，且在操作过程中，形成良好的合作意识与精益求精的工匠精神。

（2） 实验原理。掌握简单控制系统设计的原理；理解开环控制系统工作机制，以及方框图的绘制方法。

（3） 实验过程。第一步：明确简单控制系统设计流程（图4）。

第二步：确定烟雾断电预警控制系统结构并建构模型。展示智能车棚断电预警功能的控制方框图（包括控制器、执行器、被控对象、控制量、被控量等），引导学生描述智能车棚断电预警功能工作流程。完成智能车棚断电预警控制系统的方案设计。简单控制系统硬件清单见图5，其方案包含具体模块的选取，即：使用什么装置，比如你的输入量是什么，具体指使用什么采集输入量、控制器选择什么、执行器选择什么、被控对象使用什么来体现等。

第三步：制作并优化烟雾断电预警控制系统；分小组完成组装与测试、优化与改进。

5 评价具体化、可视化的设计，解决“教到什么程度”

课堂上，学生亲自发现、亲自观察、亲自操作，直至成功调试出作品，从而更深入地理解开环控制系统的科学原理和技术应用。这种亲身体验的学习方式，不仅有助于培养学生的实践能力和创新精神，还有助于增强他们的自信心和成就感^［5］。此外，课堂上笔者注重发挥教师的引领作用，就为学生提供了足够的自主学习时间和空间，给予学生更多的自主学习权，他们即可根据自己的兴趣和能力选择实验项目、设计实验方案、分析实验结果。

实践证明，只有始终做到“教—学—评”一致性，才能真正引发课堂变革，培养出具有创新精神和实践能力的优秀人才，为社会的进步和发展贡献力量。

在通用技术实验教学中，贯彻“教—学—评”一致性至关重要。首先，采用多样性的评价方式，如作品展示、口头报告、实践操作考核等，可以全面了解学生各方面的表现，从而为他们提供更加有针对性的指导；其次，评价多样性有助于激发学生的学习兴趣和动力，能够为学生提供更多的机会和挑战，有助于培养其综合能力和素养；最后，评价的多样性有助于促进教师的专业成长，即教师需要不断地学习和探索新的评价方法和技巧，这有助于提升教师的专业素养和教学能力^［6］。因此，在通用技术实验教学中，应该充分重视评价的多样性，并不断探索和实践更加有效的评价方式，以便最大限度地提升“教—学—评”一致性的实际效果。

6 结语

“教—学—评”一致性的通用技术实验教学模式，能确保教学目标、内容和方法的统一，使评价标准与之相匹配，证明了它是一种有效的教育实践模式。这种教育实践模式强调设计综合性教学活动，以实际操作和探究为核心，注重学生的参与和主体性，强调实验教学的实践性，最终促进学习目标的达成。教师还需要关注学生需求，尊重个性差异，并提供足够的空间帮助其进行自我评价和反思。同时，强化实验教学的实践性，确保学生将理论知识应用于实际问题的解决之中。

（5） 有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路_______________。

另外，高考还考查学生“提出生物学问题”的能力，如“在题目的研究基础上，你的下一步探究题目是什么？”因此，在复习时教师既应要求学生针对特定情境设计实验，也要反思实验过程，总结实验设计的模式和方法，并学会迁移和应用，即利用生物学原理和知识解释生物学现象或解决真实问题，同时引导学生的发散思维，促使其提出有价值的生物学研究问题，落实学科核心素养，进阶整合层级。

总而言之，依据学习进阶理论，有助于教师了解学生的学科核心素养发展的特点，进而结合科学探究素养水平所对应的层级，有针对性地设计提升学生科学探究能力的复习备考方案。

参考文献

[1] 王志强.基于提升教师素养的通用技术一体化教学场地配置标准与教学项目研究［J］.教育与装备研究，2022，38（08）：93-96.

[2] 刘海林.落实实验教学基本目录　助力通用技术课程向高质量发展迈进［J］.教育与装备研究，2024，40（01）：10-13.

[3] 赵阳阳，陈东林.让学生动起来：通用技术课程中实施“理实一体化”教学的实践与思考［J］.中国现代教育装备，2020（04）：46-48.

[4] 王振强，洪亮.高中开源硬件技术的教学实践与思考：以基于Arduino的智能音箱项目的教学为例［J］.中国信息技术教育，2018（18）：45-47．

[5] 吕春辉.高中通用技术实验教学现状及措施［J］.课程教育研究，2020（14）：150.

[6] 刘长焕.运用实验教学助力通用技术的测试与评价：以自制“自动酱料添加装置”为例［J］.实验教学与仪器，2020，37（7/8）：87-89. （上接第44页）

[7] 光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路，见图 4。

基金资助

2023年安徽省教育信息技术研究课题“基于统整理念的高中技术学科教室建设和应用研究”(ZB23078)

2024年安徽省教育信息技术研究课题“新课标理念下高中通用技术必修模块自制教具的创新设计与应用研究”(AH2024114)

2024年安徽省教育科学研究重点项目“基于教学评一致性的中小学信息科技实验教学实践研究”(JKZ24044)