高中通用技术中AutoCAD教学单元的设计Web.docx

1、高中通用技术中AutoCAD教学单元的设计Web第一章 引言教育部2003年颁布了普通高中通用技术课程标准（实验），“技术”第一次作为独立的学习领域出现在高中课程体系中。这次改革树立了全新的技术教育观念，强调普通高中技术课程是一门立足实践的课程；是一门高度综合的课程；是一门注重创造的课程；是一门科学与人文融合的课程。这就要求高中通用技术教师重视信息技术与工程技术的整合、重视课程内容开发和学生实践能力、创新素养培养的有机整合。通用技术涉及的领域广泛，教师教学有很大的灵活发挥的空间。通用技术是一门崭新的课程，其教学往往需要专业教学设备的支持，各个学校的情况也不一样，立足于教材和校本条件，进行教学资

2、源开发和通用技术教学设计成为实践教学需要解决的重要问题。然而当前通用技术教师缺乏，现有教师缺乏专业素养，这些都极大的限制了通用技术课程的发展。要实现通用技术课程改革的目标，教学资源的开发和教师的专业素养的提高是关键。教师如何以专业的技术素养进行教学设计，培养学生的技术素养、信息素养、创新精神和问题解决能力，是众多通用技术教师共同面临的问题。为了丰富通用技术教学资源，提高教师教学设计能力，促进教师专业发展和通用技术教学。本人通过大量文献分析和案例研究，结合通用技术教材技术与设计1第六章“设计图样的绘制”，设计了运用AutoCAD软件进行辅助教学的AutoCAD教学单元，供普通高中通用技术教师参考

3、。1.1 课题的来源1.1.1 基础教育课程改革的需要2001年我国第八次基础教育课程改革拉开大幕，与以往历次相比，这是改革步伐最大的一次。技术教育也被列入高中课程改革。为配合课程改革的需要，建立符合素质教育理念的基础教育课程体系、结构、内容。教育部2003年颁布了普通高中通用技术课程标准（实验），作为普通高中技术教育的指导性文件。2004年9月,我国在四个试验区（广东、山东、海南、宁夏）的普通高中开始实施试验技术课程。“技术”第一次作为独立的学习领域出现在高中课程体系中,第一次作为国家课程走进高中学校的课堂。然而，在课程实施的过程中，由于学校硬件条件不完善，教师专业素养不够，或者其他原因，通

4、用技术课程的实践性和操作性的特点没能良好体现。该课程十分强调技术技能的培养，实践能力和创新能力的提高，但是教师在实际教学当中，却很少让学生进行动手操作，对教材的二次开发亦不到位。一些实验过程往往只是教师演示一下而已，极大的挫伤了学生学习的积极性。1.1.2 技术信息化的需要技术信息化是指在技术领域全面深入地运用以多媒体计算机和网络通信技术为基础的现代化信息技术，促进技术改革和发展，使之适应信息化社会对技术发展的新要求。信息化为工程技术提供了前所未有的强有力的支持，当前的技术教育也只有贯彻信息化才能跟上时代发展的步伐。在当今的信息化社会，信息技术极大地缩短了科研制造的周期性、提高了检测的精确性、

5、保证了生产的安全性，降低了科研经费，信息技术及产品已广泛应用于教育、医疗、城市规划、建筑设计、文物保护、交通、数字娱乐、军事训练、生物、航空航天、环境保护、船舶制造、汽车、工业制造、石油化工、环境保护、展览展示、新型农业等诸多行业领域，与理论分析、科学实验一起，成为信息时代人类探索客观世界规律三大手段。信息技术在相关行业领域的广泛应用与创新融合，从根本上改变了传统的工程设计和制造生产模式，推动着人类完成其历史上的第三次产业革命。在机械和建筑两大工程领域，信息化设计几乎全面取代了传统的制图板和三角尺，AutoCAD、3Dmax、SolidWorks、Pro/E和UG等著名软件已广泛应用于工程技术

6、领域。Autodesk公司的产品AutoCAD已成为二维工程制图领域事实上的标准。高中通用技术教育旨在引导学生融入技术世界，增强学生的社会适应性，所以技术教育也必须符合技术信息化的时代特征。1.1.3 通用技术教师专业发展的需要通用技术作为崭新的课程引入到高中课程体系，由于其评价方式的复杂性和多样性等原因，现在许多省市还没有将其列入会考和高考。广大通用技术教师对课程未来的发展也感到不明确，自身也就缺乏专业成长的源动力。由于通用技术课程的专业性较强，涉及范围太广，现在的师范学校还没有这方面的师范生，通用技术教师的专业成长就成了通用技术课程发展中亟待解决的一个问题。现在的解决手段比较单一，通常是将

7、通用技术教师（很多还是其他科目转过来的兼职教师）集中起来进行培训。这为通用技术教师的专业发展提供了一个途径。只是通过短期的集中培训显然很难满足广大教师专业发展的需要。比如培训的方式、培训的内容是否适合？短期培训的直接效果如何？是否在专业素养上有实质性的提高？培训之后能否将培训内容付诸于教学实践？这些都是不确定的问题。从目前的情况来看，培训取得了不错的效果，但是还远远不能达到通用技术课程标准的要求，也无法满足广大教师多方面的需求。教师及教师知识结构不仅影响教学的实施，而且影响着学生的学习。教师具备什么样的知识结构必将对学生的未来发展产生极大的影响。 面对极度缺乏专家型的技术教师队伍，技术教育研究

8、者首先要帮助技术教师满足教学实践的需求。再从技术学科实际出发，为技术教师提供专业技术方面的培训或者学习帮助，再进一步，可以帮助教师成为通用技术教学的设计者。一个直接的办法就是以专业的技术素养和教学设计思想为通用技术教师开发教学资源，可以是教学单元、教学案例、多媒体课件、实验方案或者评价方案等。这些教学资源要具有良好的适应性和可扩展性。教师在使用资源的同时，必然会将资源内化，这样既帮助通用技术教师提高了技术素养，又无形当中促进了教学设计能力的发展。基于以上分析，本研究将为教师提供一个完整的教学单元的资源。1.1.4 教学实践的需要笔者为了调查通用技术课程的实施情况，曾经向高中学生发放问卷，并深入

9、高中做实地调查（银川二十四中、宁大附中、六盘山中学和北京市通州区潞河中学），对通用技术教师和高中学生进行访谈。作为基础教育阶段的高中通用技术课程在实施中面临着巨大的挑战，通用技术教师对于技术教学存在许多的困惑。（1）调查显示，高中的教师和学生对通用技术课程认同率较高，但重视程度不高。73%的学生选择喜欢通用技术课程。（2）调查显示，约半数的教师对当前通用技术教材存在质疑，认为实践性不强。（3）调查显示，通用技术教学资源缺乏，通用技术教师通常是照着教材宣讲一下理论，教学评价也不严格。学生的学习主动性和积极性严重挫伤。（4）调查显示，同学们一般只是在课堂上了解下通用技术。只有19%的学生表示愿意花

10、更多时间在该课程上。通用技术虽然列为必修课程，但是在学生综合评价中地位很低，要想提高通用技术课程的教学效果，就要从学生的兴趣上入手。（5）根据教育部的调查和笔者的了解，大部分高中没有开足通用技术课程。这有多方面的原因。有的学校缺乏硬件设备，不具备实验条件；有的学校缺乏专业教师；有的学校领导不重视；有的学校迫于升学和家长的压力等等。（6）调查显示，有近三成教师认为通用技术课程的目标过高，在实际操作中难以完全达到要求。通过以上调查结果可以发现，通用技术教学资源缺乏，对教材的开发程度不够已成为课程实施中的一个问题。1.2 研究的目的和意义1.2.1 研究目的本研究的目的是通过AutoCAD的教学单元

11、的设计，为高中通用技术教师提供具有实用性的教学案例，辅助教师进行技术与设计1第六章的教学，并为技术与设计2的学习打下良好的基础。同时也为通用技术教师进行校本教研和校本课程开发提供一个思路，为教师在通用技术教学中落实新课改的理念，培养学生的技术素养和技能提供一个思路。1.2.2 研究的意义1研究的理论意义本研究的教学设计以研究性学习理论作为指导思想。研究性学习有利于学生技术实践能力和创新精神的培养。通用技术是一个广阔的领域，存在无数有价值的研究性学习的课题。将研究性学习运用于通用技术教学，有助于对通用技术课程开展方式的研究。2研究的实践意义本研究运用AutoCAD软件进行辅助教学，设计了完整的A

12、utoCAD教学单元，为教师提供了教学案例，也为教师进行校本课程开发提供了一个思路。本研究将信息技术软件AutoCAD引入了通用技术教学中，有助于提高学生适应技术社会的能力。AutoCAD教学单元的教学设计注重学生的主体性和能动性，从学生的好奇心与成就感入手，能有效提高学生对通用技术课程的兴趣。从技术角度，通用技术教师要不断丰富和发展自己的知识，跟上时代的步伐。本研究一方面有助于丰富教师的专业技术知识，另一方面，有助于提升教师运用信息技术软件进行教学设计的能力。1.3 高中通用技术课程研究述评1.3.1 国外研究现状从上世纪90年代开始，世界各国掀起了基础教育改革的浪潮。在这次改革浪潮中，学生

13、创新能力和适应现代社会的能力的培养被提到了新的高度，技术教育和素质教育普遍受到重视。在中小学普遍开展了以技术教育为核心的课程。美国的技术教育已经很普及，其技术教育的目的是为了培养学生的科研创新精神，为学生终生发展服务。在美国的学校里，不少学校都设有科学探究室或实验室，里面摆放着与科技教育相关的东西。技术课程的指导教师也不限于学校里面，有的是校外专家，有的来自某个国家实验室，有的则是某家著名工程公司的工程师。 2001年东北师范大学刘淑杰副教授在外国教育研究杂志发表了加拿大技术教育课程述评，文章介绍了加拿大技术教育改革背景和新的技术教育课程概况，总结了加拿大技术教育的特点：内容广泛；课程一体化；

14、重视参与；注重培养学生批判和自主的精神。南京师范大学的顾建军教授2002年在职教通讯上发表了题为世界各国高中技术类课程设置及其启示的文章，在文章中顾教授介绍了欧洲和亚洲等十几个国家高中技术类教育的课程设置情况，以及各国的研究方向和重点，并提出了可供我国参考的启示。在亚洲，日本1994年开始实施的普通高中课程标准中，设置了男女必修的家庭课，以及工艺、农、工、商、水等选修科目。2003年开始实施的高中课程标准中，增加了信息化方面的内容，将“信息”列为必修基础课，此外，还设有以工业技术设计为主要内容的工艺课。韩国1996年进行了第六次课程改革，高中普通课程教学计划中，明确了技术类必修科目及所应履行的

15、学时数，科目包括技术、家政、农业、工业、商业等领域。此外，还提出了一些实用化、生活化的选修科目。当前世界各国技术类课程设置有一些共同趋势：在课程形态上，越来越多的国家独立设置技术类课程。在课程外延上，越来越多的国家把技术视为一个科目群。在课程的选修特性上，一般都采用必修和选修相结合的形式。在课程内容结构上，都在探索与现代科学技术发展相适应的体系。在课程具体内容的安排上，越来越具有开放性和可选择性。在课程的目标追求上，由技能本位转向技术能力与共通能力的协调发展。AutoCAD作为技术领域的常用软件，在国外高中技术教育中已经比较普及。尤其在美国，学生很容易接触到AutoCAD、MAYA、UG等各种

16、信息化软件，并把它们作为技术课程学习的一个工具。Autodesk公司为学校提供免费的教育版的AutoCAD、3Dmax等设计软件，可以在其官网免费下载。还提出了一个学生设计联盟的活动来支持教育，公司提供专门网站来支持该活动。1.3.2 国内研究现状1通用技术课程在我国的发展2003年3月，教育部正式颁布普通高中技术课程标准（实验）。2004年秋季开始在山东、宁夏、海南与广东开展普通高中技术课程的改革实验，至2007年扩展到15个省级实验区。 一些省份，如浙江和江苏，又专门制定了供本省使用的普通高中通用技术教育要求或规范，以此来促进通用技术教育的开展。但是根据目前的调查情况，通用技术课程在全国的

17、普及率为一半左右。即使在宁夏这样的第一批试验区，也还有一些高中没有开设通用技术课程。2通用技术课程的设置通用技术课程共设置9个模块，涉及“技术与设计1”、“技术与设计2”、“电子控制技术”、“建筑及其设计”、“简易机器人制作”、“现代农业技术”、“家政与生活技术”、“服装及其设计”及“汽车驾驶与保养”。其中“技术与设计1”和“技术与设计2”两个模块为必修部分，其余模块为选修部分。每个模块2学分，教学时间为36课时。课程模块结构图如下图1-1所示。图1-1：通用技术课程模块结构图3AutoCAD软件在通用技术课程中的应用由于AutoCAD软件可以应用于所有的通用技术课程的产品设计中，所以国内也有

18、人尝试利用AutoCAD软件来辅助教学。2009年福建教学研究第11期发表了一篇文章高中通用技术课“正等轴测图的绘制”教学设计，介绍了利用AutoCAD软件进行正等轴测图绘制的教学方法。2010年海南省进行的高中通用技术教师的培训中，对学员进行了AutoCAD、Microsoft Office Visio 等软件的培训。2009年宁波市在高中学生中开展了AutoCAD设计大赛。可见，AutoCAD软件在高中通用技术教学中已初露锋芒，但是由于通用技术课程在我国还处于实验阶段，所以这些信息类软件的应用还不广泛，也没有一个完整的该类软件在技术课程中的教学方案。1.3.3 通用技术课程实施过程中的主要

19、问题1学校领导和教师重视程度不够。普通高中课程方案（实验）和普通高中通用技术课程标准（实验）分别规定了技术课程在高中的课程体系和教学要求，但是各级领导还是没有给予应有的重视，这与我国历来的应试教育传统有很大关系。作为基础教育课程实施中最关键的人物校长的认识还不到位，在配备教师、配备学时、教师的专业发展和课程的重视程度方面都没有给予有力的支持，这成为通用技术课程实施中亟待解决的一个关键问题。在社会支持方面，通用技术课程还不能得到家长的很好的支持，现在的家长最关心的还是孩子的考试成绩，或者说是几个高考科目的成绩，对于孩子素质教育和创新精神的培养认识还不到位。这也给学校的领导和老师带来了课程实施方面

20、的压力。到了学生的环节，通用技术课程就成了可学可不学的一个无关紧要的科目。2开课率有待提高，课时普遍不足。从笔者调查的情况来看，在宁夏回族自治区，六盘山高级中学在高一和高二年级开设了通用技术课和信息技术课，每周2课时。这样通用技术的必修模块技术与设计1在高一完成，技术与设计2在高二完成，达到了课程标准规定的课时数。而其他大部分学校一般在高二开设通用技术课，每周1课时，只完成了必修的技术与设计1。还有的学校根本没有开设通用技术课程。至于选修模块，开设的学校寥寥无几。3教师结构不合理，专业素养不够，师资队伍不稳定。由于现在高等师范院校还没有培养通用技术教师的专业，加之通用技术领域广阔，专业性强，包

21、含机械加工、电子技术、建筑、木工、服装设计、农业、家政、汽车驾驶与保养等等，如此广泛的领域，一个教师难以全部熟悉。调查显示，现有的通用技术兼职教师约为2/3，所以师资结构很不合理，教师专业素质也达不到要求。 就连六盘山高级中学通用技术教师也是由信息技术教师兼任的。另一方面，教师的职称评定、工资待遇、学校认同等也存在问题，导致通用技术教师不能安心于本职工作。这些都是当前通用技术教师队伍建设所面临的问题。4教学设施不完善，教学资源严重不足。通用技术是以设计和实践为主的课程，专用教室、教学设备、加工设备、耗材资源和正常的教学经费是教学的必备条件。目前多数学校还没有建立通用技术实验室，教学设施设备缺乏

22、。教师没有教学经验的积累、教学参考资料缺乏，教师没有条件开展实践教学，没有设备进行技术试验演示，学生也没有动手操作的机会，教师在教学中只能展示一些图片、视频资料来代替演示。学生的学习积极性和主动性严重受挫。在现实硬件设备不完善的条件下，虚拟设计与学习方面，由于需要高新信息技术的支持，多数教师还没有这方面的思想和专业能力。5教育专家和研究者的技术支持力度不够。既然是技术教育，教师首先要懂得技术，才能引领学生。现实情况是教师不懂得技术，也没有地方去学习技术，自身方面也缺乏学习技术的积极性和条件。在少有的培训支持方面，教育专家提供的也是技术教育理念、技术教育价值与目的等等的理论传输，不能给一线教师在

23、开展实践教学方面的技术上的培训和支持。这严重限制了技术教师的专业发展，使得技术教育缺乏技术的源泉和实践教学的源动力。6常见设计软件学习力度不够。通用技术必修1和2都是讲的设计，然而对于常用的设计软件，如AutoCAD等的涉及却很少。如果教师不进行引领，学生几乎没有接触这些设计领域最常用，最基础的软件的机会，这就难以达到培养学生适应技术社会的能力的目标，所以在实际教学过程中，应该有意识的介绍给学生当前设计领域常用的工具软件。1.4 研究内容1.4.1 研究内容和目标1.研究内容研究内容包括以下几个方面：（1）对高中通用技术教学现状的调查；（2）对苏教版通用技术教材技术与设计1和技术与设计2的分析

24、；（3）研究性学习在AutoCAD教学中的运用；（4）通用技术课程中AutoCAD教学单元的设计。研究重点在后三个方面。2.研究目标本项目的研究目标是在当前高中通用技术课程开展状况的基础上，结合苏教版通用技术教材技术与设计1中第六章“设计图样的绘制”，开发一个4 课时的AutoCAD教学单元案例。在教学单元设计中，列出了利用AutoCAD软件进行“设计图样的绘制”的教学目标、重点与难点以及教学策略等信息。1.4.2 通用技术教材的分析本研究的AutoCAD教学单元将结合技术与设计1第六章“设计图样的绘制”进行设计，该内容的学习是后续课程学习的重要基础，AutoCAD也将成为学生完成作品的重要工

25、具，所以首先需要进行教材的分析，整合课程标准中的要求，将AutoCAD融入到教材内容的学习中。如何满足课程标准中该章的教学目标，运用AutoCAD软件研究性学习的主题将教材内容进行有效整合，使得AutoCAD软件成为教师和学生的助手是本研究拟解决的关键问题之一。1.4.3 研究性学习在AutoCAD教学中的运用研究性学习、自主学习、合作学习是当前新课程改革倡导的三种学习方式。研究性学习的以问题发现和问题解决为核心的学习方式能有效激发学生的创新意识。在研究性学习过程中，问题的发现和解决不仅要求学生具有主动探究的精神和动机，而且要求学生对自己的探究过程主动做出监控和调节，对自己的探究结果做出总结和

26、评价。 由于通用技术课程本身的技术性和实践性较强，强调学生的动手操作和积极参与，非常适合研究性学习的运用。如何在AutoCAD辅助绘图的教学中运用研究性学习是本研究拟解决的关键问题之二。1.4.4 通用技术课程中AutoCAD教学单元的设计AutoCAD教学单元的设计是本研究的核心。进行教学单元设计，要对学习者、教学内容进行分析，本研究还需要多媒体实验室的支持，教学环境的分析也很重要。本研究以研究性学习理论为指导，依据普通高中通用技术课程标准和苏教版教材进行单元教学目标的设计，教学重点和难点的分析，教学过程和教学评价的设计，等等，这些部分有机组合成为AutoCAD教学单元。同时，也要考虑一定的

27、适应性，使得设计的教学单元能满足一般情况下的教学需要，方便推广和教师参考。本研究将AutoCAD软件引入到教学当中，在有限的课时中进行AutoCAD辅助绘图的教学，使设计的教学单元能成为教材的良好辅助资源，又能自成系统进行独立教学。教学单元的设计是本研究拟解决的关键问题之三。1.4.5 可能的创新点本研究可能存在的创新点：（1）将AutoCAD作为一个单元模块，结合技术与设计1在通用技术中进行教学。AutoCAD作为当前二维设计领域应用最广泛的软件，具有很高的实用价值和研究价值。(2)将研究性学习运用于AutoCAD教学单元的教学中，由于通用技术课程本身的特点，研究性学习将有很大的运用空间。1

28、.5 研究方法和研究思路1.5.1 研究方法1文献法文献研究法主要是对高中通用技术课程的目标、价值、理念、开展现状和研究状况进行分析；对将AutoCAD引入通用技术教学进行理论研究。2调查法包括问卷法和访谈法。主要用于了解高中通用技术课程开展现状、教师和学生对AutoCAD软件的认识和使用情况。用于和教师与学生的交流，获得对AutoCAD教学单元的反馈信息。3案例分析法案例分析法用于分析当前AutoCAD在高中通用技术教学中应用的案例，积累前人的研究经验，为设计基于AutoCAD的教学单元做准备。4行动研究法 采用行动研究法是将设计好的教学单元付诸实践，在实践中检验教学设计的各方面是否合适，在

29、实际的教学中得到针对教学单元的反馈，以进一步评价和改进教学单元。研究过程与研究者的行动过程相结合，在自然条件下进行实践，行动研究将通过计划设计、教学实践、调查反馈、评价修改四个步骤进行。1.5.2 研究思路本项目研究思路如下：先期运用文献分析、问卷调查和访谈的方法，了解通用技术课程开展现状，做好引入AutoCAD软件的理论准备。再分析当前使用的通用技术教材、AutoCAD辅助教学的案例，在研究性学习理论的指导下将AutoCAD引入到通用技术教学，设计AutoCAD教学单元。将设计的教学单元在高中进行实施，获得学生和教师对教学单元的反馈，然后进行实施效果的总结，对教学单元进行评价，修改形成最终的

30、教学单元，完成论文。此流程如下图1-2所示。图1-2：论文研究思路第二章 AutoCAD教学单元与高中通用技术课程本章将对AutoCAD教学单元的概念进行界定。在此基础上，阐述AutoCAD教学单元与高中通用技术课程的关系，以及引入AutoCAD教学单元的价值和意义。2.1 AutoCAD教学单元的概念界定最初把单元作为教育学用语的是奇乐(ZillerT)，他把适用于“分析综合联系系统方法”这样一个教学方程的一组教材称为“教学单元”。由此可见，教学单元的本意是指一个有机的教学过程和相配套的教学内容的“集合”或“板块”，教学单元的划分有助于在一段连续的时间内进行系统完整的知识传授与技能训练，克服

31、课与课之间的割裂。随着信息论、系统论、控制论充实到教学理论当中，教学理论在不断发展的同时，人们对单元概念的认识也就越来越深入，使得单元概念向着两个方向扩展：一是在原有的教学单元概念上向与学生生活经验相联系的教学活动方向扩展，如“经验单元”、“生活单元”、“活动单元”“题材单元”等理论与实践；二是向教材的体系方向扩展，将教学单元理解为某一教材的“部分”和“分节”，形成了“教材单元”。这两种方向在把教学单元理解为“一个完整的教学”这一点上是一致的，其不同之处在于前者主要以学生的主观问题（课题）来设计单元，注重教材的统合性，后者主要以客观的知识体系为依据来设计教学单元，注重教材的分析。“教学单元”绝

32、对不是一个新概念，教育大辞典将其定义为“教学的基本单位”。一般认为它是学科课程中使用频率比较高的概念，是性质相同的或有内在联系的、可以相对独立的部分。事实上，将课堂内容用“章节”、“主题”、“课题”等组合在一起的形式，都可以称之为“教学单元”。一般来说，教学单元的概念比课要大，由于教学单元是一个以某个教学内容和过程组成的“教学板块”，因此，单元应是一个完整的教学过程，而课则是组成这个教学过程的有机部分。应该说在一个单元里，没有一节课在类型上是完全相同的，某节课在设计上和实施上是否合理，只有根据它在单元中的位置才能进行评价。即教学单元是由课组成的。教学单元通常是围绕某一主题或某一学习内容板块进行设计的，可称之为“主题教学单元”，在此基础上的教学设计人们也成为“单元主题教学”或“主题单元教学”。从设计层次上来说，基于单元的教学设计是一种中观的教学设计。祝智庭教授认为，进行中观的主题单元教学有如下理由：增进信息技术有效使用；精简课程；展现学习的交叉学科本质；提高学生兴趣和