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微课17 | 工程类课题研究怎么开展

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微课

7月2日晚20:00-21:00,春禾研究性学习交流群开展了第十七期研学主题交流。本期由春禾志愿讲师欧维嘉老师带领,针对“工程类课题研究怎么开展”进行了主题交流。



本期主讲嘉宾:欧维嘉

上海市七宝中学





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微课视频


欧维嘉:各位老师晚上好,很高兴能有机会和大家一起交流如何指导学生实施工程类课题研究。

王建霞:请问欧老师,一般是学生自主选择的工程类课题吗?

欧维嘉:嗯,会有学生自主选择工程类课题的。

王建霞:他们选择这类课题时,已经有明确的研究对象了吗?还是说由解决实际问题出发,没有明确目标?

欧维嘉:在引导学生选题申报过程中,我们通常的做法是让学生先表达出他们想解决的问题是什么。

王建霞:如何引导?

欧维嘉:随后是反观自己所学到的知识与看到过的技术,能否用于解决这个问题。

王建霞:在选题阶段,学生就能有这个判断能力吗?

欧维嘉:工程类课题可能更多的是应用层级上的解决,通常会让学生去思考身边遇到的不足或是有待改进的点。一个工程类课题的研究,一般会需要学生有一定的知识技能储备,当然也可以是在研究的过程中慢慢生成与习得的。




齐静:我们做工程类课程时,最困难的是查新和制作作品。希望欧老师给点这方面的方法。

欧维嘉:我们会让学生前期利用工程大事记的方式,先让学生体验查新,在体验中慢慢学会如何查新。

王建霞:请问什么叫“工程大事记”?

欧维嘉:这个大事记是指,让学生自行选择50年或者10年的跨度,在这个跨度中,自行通过网络或者图书馆资源,寻找并列出他们认为能够影响人类发展的工程事件。一般会要求10个事件左右,随后用查到的资料来说明与佐证。同时,对资料的来源与出处也要做说明。

王建霞:这个也不错哦,引导学生怎么搜集检索资料,也是案头研究方法的一种训练。另外,对“查新”这个问题,请问对中学生研究性学习活动中的课题研究来说,是否应该过多关注?为什么?@齐静

齐静:王老师,“查新”很有必要。

王建霞:对非选优、非竞赛导向的普及学习活动来说呢?

齐静:“查新”可以让孩子知道很多相关知识,不选优不竞赛也是有必要的。

王建霞:这个赞同,查新本身就是一种学习过程。

欧维嘉:可以从不同的角度看待查新,通过查新学习资料的检索与整理,通过查新避免重复的制作,通过查新开拓思路等等。

王建霞:“查新”不仅仅是对工程类的课题而言,对所有类型的研究都是必须的一步。

泥巴坨坨:查新、查重就是学习过程。

张前:查新也是一种很重要的学习方式,有了相关知识的积累沉淀,在了解到相关的发展动态,能为我们的发展道路指明方向。




齐静:欧老师,刚才说的查新有哪些方式进行?

欧维嘉:学生的第一次查新一般我们不会设立很多的条条框框,我们只给目标。过程和手段自由选择,让他们尝试不同的方式,变相地让学生试错。

王建霞:目标如何设定?举个例子?

齐静:我也是让学生自己选择,但是除了百度,淘宝等简单的搜索效果不太好吧?

欧维嘉:还是拿大事记来说,10个事件就是个基础目标,如何表述,资料来源是否真实可信都是需要说明的。有关百度的引用,我们会在评分表的评价明细中列出分值的。

齐静:10个事件?能举个例吗?例如您视频中的案例,是查了哪些事件呢?

欧维嘉:视频的查询,学生一开始是通过百度查阅的,但是发现不同的报道之间有出入,最后他们是直接去图书馆申请翻阅报刊的。

齐静:哦!是发生的相关事故,还是作品本身?

欧维嘉:事故本身。对于装置本身因为在百度上或者淘宝上搜不到,最后是通过买了知网账号,并查询专利的方式去检索的。

齐静:哦!这样真是好方法,我只让学生查作品本身,受教了。如果只查知网行不行呢?

欧维嘉:工程类制作建议会附带查一个专利,其实查专利并不一定是用来否定自己的想法。有时候这个专利本身也是一个想法和设计,可以让学生借鉴与参考。

孙旭亮:非常正确,专利不一定做出来,有的就是一个想法推导,理论和实践相结合,就可以更好的实践理论。

齐静:是的,但是只查一个专利足够吗?

欧维嘉:专利查询可能会很花很多时间,几十个几十个的过,有一点点沾边的,会要求学生都去查阅并思考。




张前:工程类课题创新实在太困难,因为我们并不比前人聪明,只有站在前人的肩膀上,我们才有可能去创新,前人已经发现发明的东西就值得我们花很多的时间去学习。

王建霞:同感,尤其是对知识储备还有限的中学生来说。

欧维嘉:有一种不同的趋势,可能是利用工程思维来跨领域的解决问题。

齐静:老是重复研究别人已经研究好的内容没有多大意义!

王建霞:只要对研究者而言是新的、值得探究和感兴趣的,也没问题,即使是重复了前人的过程,只要他经历了探究、思考的过程,也会有收获的。




王建霞:工程类课题一般涉及哪些学科?

欧维嘉:可能我的认知比较局限,一般工程类课题需要学生有一定的图纸表达能力。可以是美术生的素描,也可以是数学或者通用技术中的三视图。其次是通用技术中的机械结构与自动控制部分。

泥巴坨坨:是的,如果再结合3D建模更好。

王建霞:这个是不是指后期物化阶段,最好有这方面的专长,比较容易把“创意/想法”表达出来?

欧维嘉:图纸表达可能会在前期会更重要些。目前比较流行3D建模,能够很快的得到预制模型或数字模型,但对学生的知识技能的储备还是比较高的,我的学生有些可能要摸索一段时间才能上手。




王建霞:指导学生的工程类课题研究,较之其他领域/类别课题,有哪些不同之处?

欧维嘉:我自己会感觉工程类课题最大的不同是时间的不足,学生想得太多,做的太少。

王建霞:“想”指什么?“做”指什么呢?

齐静:为什么学生想得太多,做的太少呢?因为难吗?

欧维嘉:比如视频里的课题,他们一开始会想得很全面,比如如何释放,如何达到目标位置,如何回收,如何携带。可是最基本的载具要多大、如何让他滚起来却只字未提。

王建霞:意思是指想要实现的功能点,或是想要解决的问题很多?

齐静:因为时间少所以想不到吗?还是知识存量不够?这个时候老师可以提醒学生吧?

王建霞:我观摩过几所学校的校级ETS大会,有一些孩子做的小发明小制作类的课题,研究结果也仅仅到草图阶段。我个人的想法是:只要孩子们有发现问题的意识、解决问题的想法,至于知识储备和动手物化的能力能不能到达最后创作出来很有创新性的作品,倒是其次。的确可能是因为时间的原因,连论证是否可行都没做过。

齐静:从研究性学习角度的要求可以,但是从通用技术的要求,物化是核心素养的要求呢!

欧维嘉:我们经常会让学生先出图纸或者先做个预制模型,再来讨论后续实现的可能。

张元玉:是的,我觉得工程类课题制作是比较难的,尤其是创新类的工程课题要想物化出来更是难上加难,一般学生能够整个模型出来都很不错咯。

孙旭亮:最难的就是这个类别。

欧维嘉:图纸阶段可能会划为创意类设计。

王建霞:在中学基础教育阶段,通过综合实践/研究性学习这门课程,最为关键的还是培养、锻炼孩子们的主动探究的意识、审辩思维能力,通过对自己感兴趣的问题的探究过程,激发和培养学习的内在驱动力。

张元玉:是的,对大部分学生还是重在对学生综合能力的培养。个别突出的高中生会引导他们通过自己的思维、方法,做到可以真正解决实际的问题,可以贡献自己的力量,服务社会……但是实现的过程确实对老师和学生都很有挑战,时间、精力、财力全部都要投入,重点是可能投入很多可能最后也没整出来,不过这个过程也很有收获。

王建霞:清楚需要我们关注的大多数,降低结果性预期,关注过程,对孩子们来说有收获有成长,最为重要。

张元玉:嗯嗯,明白的,这是重点。确实特别突出的也很少。




王建霞:老师在指导工程类课题时一般会遇到哪些问题?

欧维嘉:首先是用于搭建的材料来源,搭建的方法与手段。视频中的课题学生一开始是提出用亚克力来做,可真给他们一块50乘50的板子,他们就望着我了……。其次是时间节点的把控。

齐静:学生在画图时都会有困难,因为有的想法不好画,这时该怎么办呢?

王建霞:这里的“难”的判断,是孩子们自己,还是我们老师呢?

欧维嘉:图画不好没关系的,配上文字说明。图纸的目的是表达想法,表达清楚了,直接动手做。

齐静:我也是这样告诉他们的,但是实物的确很难。

王建霞:可以小组团队协作啊,有动手能力的帮忙把有想法的画出来。

欧维嘉:可以这样继续问“你们能用什么做”?

孙旭亮:对,思考是一方面,表达是另外的。

齐静:我是叫他们变废为宝,用身边的材料来替代,先做出模型也行,他们都会说很难实现。

欧维嘉:这个过程会很漫长,借用工程管理的方式,强行设置关键时间节点,到点交货,逾期2次就不用继续了。可能我们的做法比较残忍。

齐静:我只是也会不断地给他们一些建议,希望尽量做出来。

王建霞:我看段勇岗老师平时玩的那么欢乐,好像也没有那么难嘛?

欧维嘉:一旦沉浸在里面会越陷越深,无法自拔的。

王建霞:对哦,兴趣的力量是无穷尽的。

施永忠:大家讨论得很好!很敬业。归结起来,研学,一要以发现问题为起点,教师在于启发指导发现;二要指导学生通过信息查询、当众答辩,对自己发现的问题进行评价,然后修正;三是确定研学课题后,教师要及时指导学生如何破解研究过程中的问题和困惑,做好辅导与引导。

王建霞:谢谢施老师的总结。




王建霞:学生自己在选这类课题的时候,预期研究结果是什么?

欧维嘉:学生选择了工程类课题,就需要有清楚的认识,我们的目标是实物,有限的时间内动用所有的知识来实现实物,它可以是不完美,但不能没有。

齐静:有的想法真的很好,但是真的很难实现,也没有钱买那些高端材料。

欧维嘉:这些都是学生用自己基础课上的器材和知识进行的制作。

齐静:我知道你们学校是有这个条件的,但是我们没有这个条件啊,特别是经费。

施永忠:我在浙大附中就先后设计建设了智慧教室,运用手机教学、3D打印创客教室、虚拟现实创新教室,分别是14、15两年里。关键是你要有配套的教材、师资。

齐静:教材和师资没有问题,可以买和学。

施永忠:这种项目都是买不到的。

齐静:施老师指教一下。

欧维嘉:我们也是一步步讨要回来的,得有人带头完善课程,完善课程得同时建立团队。都有了之后就像施老师说的,再用项目来问学校要支持。

王建霞:这个的确是正解!总归要先做一个点,再在这个“点”上去撬动更多资源。

张元玉:有些是买不到的,有些还贵得不得了,知识无价。

施永忠:我的项目就是有了我自编的教材、师资,学校才去教育局申请资金建设的。

齐静:哦!教育局有资金支持?我正在做,但是的确缺资金。

施永忠:每年都有创新教室资金预算,全国一样。校长都是期望自己的老师有所作为,为他也为学校争光。

齐静:我试试,但是是不是要求很高呢?我们有机器人教室,但是只有两套器材没有钱买更多的。

施永忠:这个作为教具,你要重点做编程教学啊。

齐静:是的,我们买了教材,9月份可以开课。施老师,创新教室的建设一般是几月份开始申报呢?我们研究中心也在准备编写一些创新类的校本教材,已经开始在社团里上课。

施永忠:每年十月底以前。

齐静:好的,全国是统一的时间吗?

施永忠:一般是这样,十月底前申报第二年的预算。

齐静:有教材和师资就可以申报了吗?有没有数量的要求?

施永忠:要与你学校发展规划匹配。

齐静:哦!我们学校刚好明年申示复评,这些刚好需要。

施永忠:那是一个好机会。

齐静:谢谢欧老师和施老师的指教!谢谢王老师的主持!




王建霞:非常感谢维嘉在繁忙中抽空来主持交流研讨,到现在还没吃晚饭,感动+无言尽的感谢。多谢各位老师的关注和积极参与。

欧维嘉:谢谢春禾提供这么好的学习平台,今天的讨论不到之处还请多多指正。




下期预告





主题:怎么选题?——选题的渠道

时间:7月9日(周四) 20:00-21:00

嘉宾:苏百泉(华东师范大学第二附属中学)




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整理:王建霞

排版:王时彩

审稿:刘红玲


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