乐高积木在通用技术课程上的有效使用

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1、专心 爱心 用心1乐高积木在通用技术课程上的有效使用罗洁华南京市第十三中学摘要：摘要：随着进入通用技术新课程实验的队伍的日益壮大，教师们在感觉通用技术课程开设十分必要和有意义的时候，总是期望能有好的教学器材有效地应用于通用技术课程，这里对有悠久历史和良好品质的乐高积木在通用技术课程中的应用作一客观分析和评述，乐高积木良好的操作性和对结构需求几乎无所不能地满足能力，为我们提供了很好的具有创造性和可持续发展性的教具资源。但有教具并不是最重要的，更重要的是有效地使用教具达到课程目标，促进学生的发展，促进课程的发展。通用技术新课程由于它显著的实践性和高度 综合性，需要融有现代技术，有助于教学目标实 现

2、的好的教具和学具，在人们心目中的智能机器 人器材乐高积木，就其自身的品种、结构、 质量和功能，能作为通用技术课程的好的教具和 学具吗？一、乐高器材的功能和优势 已有 76 年历史的乐高积木，是世界公认的智 力玩具的品牌，在青少年教育上有着瞩人的成就。 从八十年代初成立乐高教育部以来，乐高教育一直 与国际顶尖的教育专家合作，研究和开发适合学校 的科学、技术、数学、物理等课程学习的积木产品， 近年来乐高教育又与美国麻省理工学院（MIT）多 媒体实验室及其他机构组织合作开发出了 RCX、NXT、传感器、马达等一些电子及控制核心积 木，开发出了直观、简单、能实现编程的图形编程 软件，形成了人们所熟知的

3、乐高智能机器人器材系 列。但无论如何发展，乐高教育始终发挥着其器材 的优势，侧重于在设计制作中培养使用者解决问题 能力、沟通表达能力、自我学习能力和创新实践能力，这无疑为学生搭建了很好的成长平台。 目前乐高的积木主要是结构类，品种已达 6000 种以上。模型设计从桥梁到房屋到艺术雕塑，从古 代建筑到近现代建筑，从航天飞机到火车到汽车到 过山车，乐高积木几乎无所不能，不仅能很好地表 现结构原理，而且惟妙惟肖，十分逼真，尤其是他 的传动、连接部分科学的精致的设计，使拼搭出的 作品的吻合度、精致度、运动和控制功能的实现以 及良好的操作性，留给操作者的无限构思，无穷创 意，加上电子控制积木和图形软件的

4、使用，使其他 器材无法与之相比。目前建在丹麦、 英国、德国、 美国、香港等国家和地区的多个大型乐高主题公园， 各种仿真建筑的展示，就是乐高积木功能的很好体 现，每年吸引着成千上万的游人欣赏和体验。乐高 积木有很好的通用性和延续性，无论是 1958 年的 积木还是 2008 年的积木，都可以无障碍地自然连 接，不会淘汰，体现着可持续发展的现代理念。 我国成功举办奥运会之时，乐高爱好者在香港 新世纪广场用乐高积木搭出了国家奧林匹克主体建 筑，虽然没有其他正式的乐高主题公园精致、气派， 但足可见乐高积木的功能。乐高积木 50 周年纪念时间轴2二、通用技术课程的需求 正在起步和发展的新课程通用技术课程

5、， 是在现代社会高速发展的基础上，应全球政治、经 济发展对人才的客观需求，为构建具有中国特色、 充满活力的普通高中课程体系所增设的新课程，其 课程设置的基本目标是以提高学生技术素养、促进 学生全面而富有个性的发展，即通过通用技术课程 的学习，学生将拓展技术学习的视野，学会和掌握 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

6、挑 战、提高生活质量、实现终生发展奠定基础。课程 的目标要落实到具体的课程中，除了课程标准、课 程计划和教材等基本要素的落实外，生动活泼的课 堂，引人入胜的教学，充满生机的互动，令人难忘 的实践，尤其是其立足实践、注重创造、高度综合、 科学与人文融合的特点，需要课程有相应的，能说 明问题、发挥作用的教具和学具作支撑。目前担任 课程教学的教师面临的最大的困难是，有教材和教 参，有些相关的资料也可以通过网络搜寻得到，但 对于新课程，没有现成的教具、学具，需要自己去 开发，去实施教学。由于通用技术课程的特点，其教具和学具并不 像物理、化学、生物等传统课程的教具，是为了说 明问题，通过实验验证理论。而

7、是要求：1）有设 计和技术的体现；2）有创新和发展的承载；3)能 说明相关问题；4）有利于学生研究挖掘；5）方便 学生操作和体验；6）能激发学生的学习热情，营 造良好的课堂学习氛围等。三、乐高积木教具的开发 如前所述，乐高积木因其结构合理，质量好， 品种多，便于设计和搭建，更由于乐高教育的理念 和通用技术课程的立足实践、注重创造、高度综合、 科学与人文融合的特点相融合，自然成为通用技术 课程所考虑的对象。但乐高积木毕竟只是积木，其 本身并不是教具，也不是可以任意剪裁的材料，怎 样才能把乐高积木作为教具使用呢？其途径有以下专心 爱心 用心3几种： 1） 借用别人已经设计制作好的样本。包括在 其他

8、领域使用的成熟的作品，像乐高主题公园和奥 运主体建筑中出现的可利用的作品； 2） 备课教师通过研究教材自己设计出的作品。 像我校在控制系统单元就根据教材内容，使用乐高 积木研究、设计出简易自动升旗装置，不仅完成而 且发展了教材的要求； 3） 让一部分比较熟悉乐高积木的学生根据教 材内容研究设计教具。我校就有学生研究设计并且 制作出了很能说明开环控制系统的工作过程的自 动栏杆装置，能说明三角形稳定性结构的塔式吊 车等。设计制作的过程，本身就是学生的一个自 主学习过程，是技术和设计的体验过程，也是创 新的实践过程，学生从中获得的比通过教师教学 获得的多得多； 4） 作为全体学生的一项设计实践内容。

9、让全 体学生在技术与设计中学习技术与设计，从而提高 技术素养，积累教具品种； 5） 直接作为设计材料使用。 由于通用技术既是新课程，又是发展的课程， 而且随着技术的发展，新技术、新材料的不断涌现， 课程的教具呈现不断的发展性和变化性，乐高积木 的方便搭建和拆卸，为教具的变化提供了很大的空 间。同时由于他的结构的通用性和延续性，使得旧 的积木不会被淘汰，新旧积木可以很好地融合，可 以有效地发展设计，节约资源。 这里值得一提的是，在通用技术课堂上，决不 是唯乐高积木为教具，凡教学需要，就把乐高积木用上，这是一种形而上学的教条，或者说是在为乐 高产品作劣质的、失败的广告。比如在技术与设计 1 中，教

10、材多次使用了灯的案例，有人提议提供乐 高积木(包括电子的和控制的积木)，组织学生开展 设计制作等的活动。其实这不仅起不到提高学生技 术素养，理解教材内容和知识点的作用，还耽误了 课堂，空耗了时间，无意义地增加了组织教学的工 作量，无意义地耗费了器材。灯的设计和制作完全 可以用实物电子元件导线、发光二极管、电池等， 除了线路和功能设计，学生还可以充分利用辅助材 料设计灯罩和灯座，实践真实环境下的设计。 通用技术课程的教具是多元化的，乐高积木不 能作为通用技术教学的唯一教具选择，只有和课程 的目标，教学的内容，学生的发展紧密地、有机地 结合，才能成为好的教具和学具。四、乐高教具的有效使用 事实上，

11、由于乐高积木的悠久历史和广泛应用， 开发乐高教具已不是难事，有了乐高教具以后怎样 有效使用，这才是解决问题的关键。 首先，要明确教具使用的目的。只要能达到目 的，有简单的，绝不用复杂的，控制积木微处理器 能不用则尽量不要上场。这不仅在于绝大多数学校 没有那样多的微处理器，不能在课程中普及，更是 在于对达到目的是帮助还是干扰。比如在系统与设 计单元，书中有自发电手电筒的设计，其目的是让 学生在设计实践中认识系统、构成的元素及其相互 之间的关系及系统的特点。有教师马上想到乐高积 木的巨大功能，把电子和控制积木全部搬上，让学 生实践设计手电筒，学生根据提供的器材，想到的 自然是要使用高级设备控制积木

12、，还需要电脑编 程，花了将近 1 节课，只有部分同学完成了自动 控制电筒的设计制作 。完成了课堂教学目标吗？ 否。为什么？因为教师设计的实践目标不明确。 也有教师设计用乐高的马达、轴套和灯泡，再加 上一段棉线，很简单的器材，让 2 人一组设计制 作出能持续发光的手电，既不用电脑编程，也不 用微处理器和传感器，时间消耗也只有十分钟左 右，学生只要做了，就能完成，而且可以充分发 挥聪敏才智，能对所设计的系统进行分析，通过 经历和体验能掌握系统的组成和特点。所以使用 教具一定是要围绕教学目标的，对教学目标的实 现有促进的、成本低的（含课堂成本、时间成本 和智力成本）、有效的。 其次，开发出的教具怎样

13、使用。 比如对前面提到的 学生开发出的自动 栏杆的教具，教师 都感觉很好。有教 师仅仅是为使用而 使用，在大段讲解了开环控制系统的概念后，展示 一下，仅增加一个课堂学生观察的实物而已。有教 师在学生通过一定形式认识了开环控制系统以后， 让学生操作自动栏杆，分析并写出控制系统工作过 程方框图，再操作验证，判断控制系统所属类别， 让教具不仅是一件摆设，充分发挥教具的帮助认识 和理解的作用，同时动一动和看一看所带给学生的手摇柄手摇柄蜗杆变速箱蜗杆变速箱 传感器传感器马达马达 栏杆栏杆4是不同的吸引，不同的感受，不同的收获，谁更有 效，不言自明。每一件教具的使用都有着使用效益的问题，要有效地使用教具，

14、需要教师很好地理解 教学目标，认识教具，理解教材，理解学生。(下转第 122 页)专心 爱心 用心5基于乐高教育平台的高中技术类课程教学TheThe TechnologicalTechnological CourseCourse TeachingTeaching forfor HighHigh SchoolSchool BasedBased onon thethe LegoLego EducationalEducational PlatformPlatform谈文超，吴俊，章森 上海师范大学摘摘 要：要：在人类文明史上，科学技术的发展不断地改变着人类的生活、思考方式。如何在高中教育中对青少年进

15、行合理、有效的技术类课程教育将会引起教育界的关注。技术类课程的主要任务是培养学生以科学技术为基础的实践能力。由于学生对课堂知识的学习往往是限于书本范围，而通过技术类课程的开展，则可使学生直观地了解书本知识的现实运用，培养学生的技术素养。本文针对基于乐高教育平台的技术类课程的开展，从课程教学所涉及到的技术设计、电子控件技术和简易机器人制作三个方面进行概述。其中，就技术设计方面着重进行课程设置的分析，可分为四个步骤：结构设计、流程设计、系统设计和控制设计，并提出了一些教学建议，以便教师在实际开展过程中运用。另外，文中还探讨了技术类课程与其他高中课程的互相结合，为其他课程的开展提供更好的实践平台。关

16、键词：关键词：技术素养 高中技术类课程 实践能力 乐高教育Abstracts:Abstracts: The development of science and technology transforms the way of peoples living and thinking in the history of human beings civilization. It will catch the attention of the educational field that working out the way to give the adolescents the reasonable and effective technologic course teaching for high school education. The course teachings main task is to cultivate the practice ability based on the scien