激发创造火花

《普通高中通用技术课程标准》提出以培养学科核心素养为导向的教学模式，着重培养学生的创新精神和实践能力。本文以“太阳能智能灭火垃圾桶”项目设计为例，探索以学科素养为导向，以科技创新项目为载体的教学模式，这种模式不但能培养学生的五大核心素养，还能激发学生的创造火花和创新热情。

一、项目的提出

难度过大的项目会导致学生学习兴趣降低，难度适中的项目最能激发学生的挑战欲，促进项目的完成。我将科技创新设计项目与通用技术课标的《发现问题》这一节内容结合，引导学生运用缺点列举法和希望列举法发现生活中的问题，提出了设计灭火垃圾桶的想法。学生从“老师要求我做什么”转变为“我要做什么”，形成以学生为主体、教师为指导者的角色定位，激发学生的学习兴趣，有利于其形成敏锐的技术感知和责任意识。

二、明确项目，构思方案

在老师的指导下，学生从垃圾桶的设计背景、应用场合、要实现的主要功能、节能环保等方面，确定以“太阳能智能灭火垃圾桶”为项目，明确了设计要求和实现方法。在这个过程中，我向学生介绍了Arduino UNO控制板、传感器、蜂鸣器、太阳能电池板、太阳能充电模块以及Arduino IDE编程软件，为学生提供技术支持。

学生提出了多个设计方案，通过手绘或用软件制作设计图，分析、比较、优化后确定了最终方案。这个过程激发了学生的创造潜能，帮助其建立了工程思维，发展出系统分析和比较权衡的筹划性思维。

三、设计技术试验与验证

“太阳能智能灭火垃圾桶”由太阳能供电系统、火源检测与自动灭火系统、水位检测系统三个子系统构成。我引导学生设计了水位检测实验、火焰检测实验、水泵抽水实验三个子系统技术实验和一个整体实验。此外，我还给学生补充了基本的编程知识和Arduino IDE的使用事项等。

通过这四个实验，学生验证了子系统和整个系统的功能实现。学生经历了从设计图到制作产品雏形的过程，激发了自身的创新兴趣，提高了实践能力，技术意识、工程思维等学科素养也得以提升。

四、方案物化

引导学生自行选择材料、工具和工艺制作太阳能智能灭火垃圾桶，学生可手工制作垃圾桶的结构模型，也可3D打印模型。在制作的过程中，学生将方案转化成创新的、有用的物品，实现了从设想到成果的飞跃，不但培养了其自身的物化能力，更带来了继续创造的内驱力。

五、展示与发散思维

在太阳能智能灭火垃圾桶制作完成后，我带领学生参加了第45届湖南省青少年科技创新大赛，荣获二等奖。学生在这个过程中拓宽了视野，树立了更高远的目标，生成持续创新的动力。教师还可就此引导学生继续发散思维，完善设计。

以科技创新项目为载体与通用技术教学融合的教学模式，符合科技创新和通用技术课程的内在特点，将它们融合对两者都有促进作用。这种教学模式能体现通用技术学科以创新、实践为主的特色，培养了学生的学科核心素养，提升了学生解决问题的创新能力和实践能力。