其他学科知识在通用技术学科中的应用探讨
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摘 要：在高中阶段的学习中，通用技术学科的综合性和实践性是非常强的，在教师的教学和学生的学习中经常要应用到许多其他学科的知识或者能力，但其他学科的知识在通用技术学科中的作用、要求以及表达等又有所差异，有必要进行甄别或者说明。本文就基于通用技术学科中的模型的设计与制作的实践过程来分析和探讨其他学科知识在通用技术学科中的应用问题。
关键词：综合性；实践性；结构模型；设计制作
在高中阶段的众多学科中，通用技术学科的综合性和实践性可以说是非常强的，其综合性体现在好几个学科的相关内容知识在通用技术学科必修模块中都有所交叉涉及，或者说在通用技术教师的教学和学生的学习中经常要应用到其他学科的内容知识或者能力，但其他学科的相关内容知识在通用技术学科中的作用、要求等又有所差异，这就要求通用技术教师在教学过程中要注意甄别，不可以一成不变或者照搬使用，要注意结合本学科的要求与特点进行教学。
立足实践是通用技术学科教学的一大主要特点，开展设计制作实践活动是通用技术学科教学的主要方法之一，设计并制作模型是通用技术学科必修模块教学过程中必不可少的环节内容，同时，通过设计制作模型将意念、方案转化为有用的物品，或能对已有物品进行改进与优化的能力即物化能力是通用技术学科五大学科核心素养之一。下面基于结构或模型的设计与制作来讨论其他学科知识在通用技术学科中的应用情况。
一、 其他学科相关内容知识在通用技术学科中的应用分析
与通用技术学科内容知识关联的主要学科之一是物理，特别是在结构的稳定性以及结构的构件受力情况等方面与物理中的力学内容有比较密切的关系，既相关联又有所区别，同时静态结构的稳定性和构件受力情况又是结构设计中需要重点考虑的两个因素。通用技术学科中静态结构或模型的稳定性含义主要是结构受负载作用时还能保持其原来的状态的能力，意即结构受外力作用时还能保持原来的那种状态的能力，对物理力学基础好的学生来说，这理解起来还是相对比较的容易些；但具体到结构构件受力的几种形式时，通用技术中构件的几种受力形式与高中物理中所学到的几种力有较大的不同，通用技术中结构受力的常见形式是压力、拉力、弯曲力、剪切力、扭转力，判断这几种形式的力必须依据结构受力作用时所发生的形变或趋势来判定的，压力在通用技术中则表述为挤压结构构件的力，拉力则表述为拉拽结构构件的力，剪切力则是两个作用在构件上距离很近、大小相等、方向相反的平行力，弯曲力则是使构件产生弯曲的力，扭转力则是作用于构件两端方向相反的使构件发生扭转形变的均匀的力，这些形式的力都是针对一个物体的某个组成部件即结构的构件而言的；中学物理中关于压力一般表述为垂直作用于物体表面的作用力，拉力则是按力的效果来定义，压力和拉力都是针对整个物体而言而不是物体的某个部件，弯曲力、剪切力、扭转力则没有出现在中学物理教材中。此外，通用技术学科中还有内力、应力两个概念没有出现在中学物理教材中，内力概念是指结构构件在受外力作用时产生的抵抗外力与形变的力，而应力则是构件单位面积上所产生的内力，这两个力侧重于从结构的内部来分析的，中学物理中侧重于分析整个物体或者质点的受外力作用情况。
能应用图形样式对意念中或客观存在的技术对象进行可视化的描述和交流即图样表达是通用技术学科的另一个主要的核心素养。在结构模型的方案筛选确定后要绘制结构模型的三视图，关于三视图，通用技术必修教材中有专门的章节学习三视图的绘制，高中数学几何教材中也有三视图的内容，但通用技术中关于绘制三视图的方法、规范、要求、术语表达等与数学中的三视图有很大差异。数学中关于三视图的绘制要求不高，没有严格规范的绘制要求，学生能画出三个位置的视图的轮廓就行，学生绘制过程相对随意，缺乏科学性和规范性，由于高中数学中三视图内容的学习早于通用技术学科三视图内容的学习，这就导致了学生经常把数学方面的绘制方法或者绘画习惯应用于绘制通用技术学科结构模型设计的三视图中，带来了作图的随意性和不规范，给通用技术学科三视图的学习与绘制带来了不符合工程技术规范的作图习惯和干扰，作出不符合技术规范要求的图样。此外，数学中的关于三视图的名称术语也与通用技术中的不同，数学中把光线由前面向后面正投影所得到的投影图称为正视图，而通用技术学科中则称为主视图，数学中把左面向右面正投影得到的投影图称为侧视图，而通用技术学科则称为左视图，在俯视图的叫法上数学与通用技术学科则是一致的。在三视图的绘制方法上，通用技术学科中要求绘制一条主视图和左视图的水平底线，并在主视图右下角处画一条与水平底线右下侧成45度角的斜射线作为参照线，还需要用点画线绘制出主视图的对称线，用细实线把主视图与左视图的对应的高相关联、主视图与俯视图对应的长相关联，并用细实线通过45度的参照线把左视图和俯视图对应的宽相关联，而数学中的画法通常是以主视图右下角的顶点为圆心画弧线把左视图与俯视图的宽对应关联，这种画法存在一个不足就是难以画复杂的图样或者容易出现遗漏。由此可见，通用技术学科中的绘制三视图方法与数学中绘制方法是存在差别的，从工程技术角度来说三视图的绘制应该以通用技术学科的要求、方法为准。
结构模型或者产品设计制作最终完成之后还要写产品的使用说明书，在编写说明书环节，需要学生有一定的说明文写作能力或功底，这个写作能力学生在语文学科的学习中已经得到培养起来，但技术产品的说明书相对于语文学科的说明文也有自己独特的要求，不特别讲究写作的方法、技巧或修飾，而侧重于说清楚产品的功能、结构、使用方法、维护渠道、安全注意事项等要点，同时在写作上要注意应用科学、通俗、准确、简洁的用词用语，充分考虑用户的阅读需要，体现产品的技术特点，注意不能说空话、不说过时话、不说含糊话、说好关键话、说清提醒话、说好中国话！
模型结构的设计制作过程中除了涉及上述的知识内容外，如果设计者具有应用电脑三维设计能力以及具有艺术美学、人机工程学方面知识素养，则会设计出更优秀的模型或作品。 二、 应该以通用技术学科知识为主导
从上面的阐述可以知道，在模型的设计制作实践活动过程中，需要应用的知识、能力不是单一的，而是多方面多学科的知识与能力的综合应用。虽然它要求设计制作者既要有通用技术学科技术设计的知识与能力，还要有电脑网络应用能力、语文写作说明表达能力、数学几何制图表达能力、物理力学分析能力，但是，在应用这些知识的过程，要注意应符合通用技术学科的要求与标准，通用技术教师应该明白明确这些知识是为通用技术学科所用，为通用技术学科的教学服务，应该以通用技术学科的要求为准，在教学实施过程中要强调突出通用技术学科知识标准规范的主导性地位，在向学生指出通用技术学科与其他学科知识相通及可借鉴的地方之外，还应该指出它们的不同之处。
三、 通用技术教师必须提升专业素养开拓学科视野
通用技术学科的综合性、实践性对通用技术教师的能力和素养提出了很高的要求，而多年来，由于师范院校没有专业毕业的通用技术教师，许多学校的通用技术教师都是从其他学科转任过来，例如从物理、化学甚至语文、数学、美术等学科的老师转过来，教师的专业知识背景相差极大，能力水平参差不齐，教学中经常会把通用技术学科教成以自己学科专业背景下的通用技术，从而失去通用技术学科自己原本的学科特色特点。因而当下提升通用技术教师的学科专业素养与能力成为一个迫切的要求，通用技术教师首先必须要认真学习领悟通用技术的课程标准与学科理念，熟悉通用技术学科教材，努力提升自己的通用技术学科的专业水平与素养、尽力强化自己的动手实践能力，还需要多看多读其他相关学科的相关知识内容，努力开拓丰富自己多学科的综合知识；在通用技术课程的教学实践中，教师既要会坚持突出通用技术学科的主导地位以及特点特色，还要会借鉴应用其他学科的相关知识，既要会合理综合融合其他学科的相关知识，还要会灵活甄别它们的异同。
参考文献：
[1]教育部.普通高中通用技术课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018，5.
[2]教育部.普通高中通用技术课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018，5.
[3]顧建军.技术与设计1[M].南京：江苏教育出版社，2015，163.
作者简介：
林廷育，福建省福州市，闽侯县第一中学。
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