五连环在通用技术课程中的运用

通用技术是产生于新课改背景下的一门新课程，它关注全体学生的发展，着力培养学生的技术素养、人文素养、创造思维、实践能力。2008年，第29届国际奥林匹克运动会将在北京举办，在全国人民满腔热情地用各种形式迎接奥运的时候，我校的通用技术课堂也充满着迎奥运的激情，学生们在学习、实践技术与设计的同时，制作出了奥运五彩颜色的五连环，并且用传统的智慧将五连环变化成彩色奥运五环的形式。将标志国际奥林匹克运动，代表奥林匹克精神与文化，象征五大洲的团结以及全世界运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神在奥运会上相见的奥运五环和传统的五连环结合起来，融入技术与设计的学习过程中，学生们用自己的双手表达着浓郁的爱情热情和奥运情怀，体验着通用技术学习中的收获。        

通用技术课程目前包含有技术与设计1和技术与设计2两个必修模块和七个选修模块，其中技术与设计2 包括4个单元。我校通用技术教研组用心研究课程标准和教材，根据多年来在初中部开展的形式多彩的传统的九连环教育活动的显著的素质教育效果和成功的经验，根据技术和设计课程的要求和五连环的结构特点，把五彩连环作为技术与设计2课程的载体引进单元教学中，充分体现了通用技术课程的特点，体现了技术与人文的结合，也渗透着2008北京奥运和爱国的教育和宣传。

一、技术与设计2中的五连环部件制作

1．五连环的结构和制作

传统的五连环和九连环一样，都是由环圈、连杆、环柄和底座几部分组成，各部分都可以用铁丝或其他金属丝制作，铁丝的加工是主要的制作工艺。通过五连环的制作，学生可以实践并学会斜口钳、尖嘴钳等常见工具的使用，学会一些铁丝的造型和加工工艺，在加工过程中形成一定的质量意识，形成一定的结构设计和欣赏能力。

2．流程与设计的主要内容和实践设计

技术与设计中流程与设计部分，主要要求学生能够通过学习认识生产生活中的一些流程，了解流程以及环节和时序等相关技术语言，会设计简单流程并会用流程图的形式表达，会分析流程设计中应考虑的一些基本因素，能够根据所给条件对设计的流程进行优化。而五连环主要由环圈、连杆、环柄和底座等部件组成，其中每一个部件的制作都可以体现出流程、流程的设计和流程的优化。

让学生在初步认识流程的相关概念后，在五连环各部件的制作过程中，在集体的合作学习中，在参与奥运的责任和精神的激励中，体验和经历加工过程，从而体验流程、设计流程、表达流程和优化流程，在实践中真正形成对流程及相关概念的认识和理解，达到甚至超额完成单元学习目标。这里的学习学生获得的有对书本知识的理解，有常见工具使用及金属加工技术素养的提高，有团队团队合作的精神的形成，还有产品加工质量意识的强化，传统文化和现代奥运知识的扩充及爱国和社会责任感的提升。

五连环各部件的制作可以根据单元教学的需要合理安排和穿插，不为做五连环而做五连环，制作服务于课程。例如：

1）环圈的制作

由于环圈的制作包含有一定的工具使用技术、铁丝加工技术和加工流程，且比较容易成功，环圈的制作可以安排在本单元第一节《生产和生活中的流程》的学习中，在学生刚刚开始认识流程的初期，引入15分钟左右的环圈制作，在基本上没有从事过此类加工实践，又有为参与奥运的背景的激励，通常学生会以极大的热情投入，每人能生产出几十个环圈，对流程的认识会产生特别的效果。在第二课时同样穿插15分钟左右的环圈制作，不仅技术素养得到明显的提升，对流程及有关概念的认识更加清晰。

制作工具：选用普通的5号干电池（作加工铁圈的圆柱体），斜口钳（作剪断工具），尖嘴钳。

加工要求：环圈大小一致、圆顺、闭合好。

团队组织：全班根据学号分为9个小组，原材料铁丝保证供应，由组长组织生产并验收，完成的环圈数目是小组的总得分，发现一个废品全部报废，不能得分，总分除以小组参加制作的人数是个人得分，教师当场验收公布，课代表记录。

加工流程：顺直铁丝→圆柱上缠绕（紧齐密）→剪端头→剪圈→闭合圈→质检验收并计数

教学过程中，教师首先引导学生分析环圈制作流程中的重要环节和加工技术及工艺要点。学生根据要求试验加工，体验各要素的技术要求，经过实际操作后设计并写出流程，再进行加工生产积分。在体验中，学生们学会了使用圆柱、斜口钳，学会了将铁丝加工成铁圈、控制铁圈的闭合和张开、设计和表达简单的流程，还学会了把好质量关，也有了安全意识和团队合作精神。

流程的优化:随着流程的体验和展开，以及对目标和要求的理解，为了更好更快地加工环圈，引导学生们进一步分析流程的影响因素，总结实践过程，根据所给条件产生一些优化的流程设计，这里主要体现为分工和合作的优化。

2）连杆的制作

为保证质量，连杆制作可以分为两个过程，剪连杆材料过程和加工端头小圈过程。让学生经历每一过程的意义比环圈的制作更有其独特的、广泛的意义。

在连杆的加工过程，尤其是第一个剪连杆材料过程中，突出体现的是流程的设计和优化。

其加工基本流程为：顺直铁丝→量取长度→剪样本→检验→比照样本生产成品→质检验收并计数。 

这里的优化指标不仅有分工优化，更有典型的工艺优化（从标准样本的加工到多根同时加工），工期优化，成本优化等等。

在制作端头小圈过程中，重点体现的是尖嘴钳加工使用技术、闭合小圈的加工技术和材料使用率，废品率的控制。

流程： 

在《流程的设计》一节中，插入剪连杆材料的简单加工过程，学生可以比较轻松地完成流程的设计，真正体验和学会简单流程的设计，同时在《流程的优化》一节中也插入做连杆的过程，让学生学会分析优化的条件，设定优化的目标，会表达出优化的流程。

3）环柄的制作

环柄的制作既可以作为流程与设计的总结，也可以放在系统与设计单元中，以方便学生对五连环系统和要素（部分）的认识。

加工流程：

1．取长度约20厘米铁丝顺直

2．取中，手指控制呈弧度对折

3．交叉，使交叉点距圆弧端头约4-5厘米

4．用尖嘴钳固定交叉点内侧（见图），打开交叉点外侧紧密180度旋转4次

5．用手指调整环柄宽度约0.6厘米，框两端呈圆弧，手柄处藏进端头（安全），做成造型以便于持稳

环柄的制作可以安排在系统与设计单元第一节内容《系统的结构》中，在展示五连环系统，认识系统的概念之后，让学生有20分钟左右的时间从事五连环重要部件（要素）——环柄的制作，对系统的认识很有意义。

环柄的制作比环圈和连杆的制作有更多的结构和艺术设计以及精致制作的要求，有利于学生技术素养和实践能力的进一步发展。

二、技术与设计中的五连环组装和解环

1．系统与设计的主要内容和教学目标

技术与设计中的系统与设计部分，主要要求学生能够通过对简单系统的了解，理解系统和系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法，初步学会并实践简单系统的设计。五连环的结构满足系统构成的条件，其组装过程就是一个典型的系统的形成过程，其解环过程又是一个典型的系统分析过程。

2．五连环的组装

五连环的结构如图。其基本要素是五个带连杆的环、带框的环柄和有五个洞眼的底板，它们之间相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约，形成了一个不可分割的整体。在《系统的结构》的学习的第二、三课时，在学习了构成系统的条件和系统的基本特性后，安排两次五连环的组装，第一次作为试验和学习，为自己制作一个试验器材，第二次作为呈现给奥运的礼品，同时巩固对系统的结构、构成系统的条件和系统的基本特性的认识。

1）环与环的连接

环与环之间不直接连接，即互不相套，但它们之间又有紧密的联系。前一个环的杆总是插入后一个环的圈中，后一个环的圈总是要圈住前一个环的杆。就这样你中有我，我中有你，环环相扣，紧密联系在一起。 

2）环与环柄的连接

环与环柄的关系有两种，连接和不连接。环与环柄的连接比较复杂，首先环的杆要从环柄的框中穿过，圈还要套在环柄框上，使连接处在框的正上方，同时还要满足环与环之间的连接。从而导致前面环的杆既要穿过框，还要穿过后一个环的圈。形成环、环相连，环、圈相连。 

3）环与底座的连接

环与环，环与环柄的连接，只是确定了相互关系和相对位置，但连接是松散的，随时都会被打乱，被破坏。底座的作用就是通过固定五个杆之间的相对位置，固定相互之间的依赖和作用关系，使之成为一个整体。环与底座的连接操作就是将环的杆依次插到底座的洞眼中，在末端做成圈不使脱出以固定相对位置。

五连环组装的教学和实践，是对系统的解剖、要素的认识、典型系统的组建，也是对系统的整体性、相对性、目的性、动态性和环境适应性等系统基本特性的探索和认识。在这样一次对加工工艺和质量的深入实践过程中，同学们对五连环结构和奥运五环的认识也得到了提升。

3．五连环的解环

五连环是中华传统智慧文化的象征之一，它的重要功能就是通过解环操作，训练脑的思维、手的灵巧、手脑的协调。整个解环过程渗透着系统分析的思想和方法，体现了整体性、科学性和综合性等一般原则，是对学生系统分析能力的很好培养。

解环就是按一定目标改变环的上下状态。如：将原始状态改变为奥运五环状态①、环柄抽出状态（全下）②等。由于环与环，环与环柄之间的相互作用、相互联系、相互依赖，要想改变环的状态，实现预定目标，没有对系统整体、科学、综合的分析，是无法实现的。 

解环的操作有上环和下环，下环操作是将环从环柄上向外拉出，从框中间穿下；上环操作是将环从框中间穿上，再保持连接处在框上方，把环套上环柄。环在上即环与杆连接处在环柄框的正上方，此时可以操作下环，否则反之。通常初始状态是环全部在环柄上。

解前面的环比较容易。第1环可以随意上下，第1，2环可以同时上下；但要融入系统中，从整体角度分析、灵活运用并非易事，需要通过一次次实践，才能真正掌握。要解下后面的环更需要科学的分析和整体的考虑。后面的每一个环都和其前面的环紧密联系，它们之间既相互制约，又相互依赖。要上下后面任一环，必须满足该环前面只有紧靠的一环在环柄上。

要想解出奥运五环，就要使1、3、5环在环柄上，2、4环在环柄下，对于初始状态而言，就是要下第4和第2环，系统分析围绕下第2，4环展开，首先具体为下第4环，根据下第4环的条件，必须下第1，2环，……，经过分析，落实最佳方案是：1-2下，4下，1上。虽然最捷径的路只需要3个操作，但为了这3次操作，很多学生要经过几十次试验，反复地推理分析，在经历中真正学会了简单系统的分析。随着奥运五环的呈现，同学们欢呼雀跃，真正感受着奥运精神。同样的系统分析和推理思考，目标换成解下全部5个环，其捷径至少需要16步操作。随着难度的加深，分析能力也在得到提高。最后还可以提出更高要求，在1分钟限时内，至少完成一回合上下，越快越好；从五连环还可以升级到传统的九连环。

五连环的解环安排在系统的分析介绍以后，学生人人手上都有体验器材——五连环，有20分钟的解环分析和解环实践即可，学生会自然地把课上的学习和练习带到课外，在系统分析的实践中学会系统分析，奋发向上，不断提升智慧和能力。

三、五连环承载的奥运情结

五连环和奥运五环的数目恰好相同，按照奥运五环的五彩顺序做出的彩色五连环、解出的颜色与状态和奥运五环恰好相同。这两个“相同”是几千年传承下来的连环套给我们的智慧和财富，能够用自己的双手做出和解出奥运五连环，无疑令激情飞扬的中学生无比自豪和兴奋。黑板上不断显示和递增着完成合格环圈数目的得分、完成合格连杆的得分、完成精致手柄的得分……同学们的脸上绽放着笑容，手上磨出的水泡、满纸的学习笔记，无一不在抒发着他们的爱国情感和奥运情结。他们不仅自己做环、解环，在技术与设计中用自己的行动参与着奥运，表达着自己对奥运的期盼和祝愿，还将自己做的五彩连环送给亲人和朋友，教周围的人做环、解环，把优秀的传统文化和对奥运的独特情感传向四面八方。

五连环连接了课堂和奥运，让学生在经历中学会了学习和实践，亲近了传统智慧，亲近了现代奥运。在活动中，学生们的技术素养、人文素养、实践能力都得以提高，而且还在团队合作中领悟着责任，在激情体验中分享着快乐，在快乐学习中，实现了通用技术课程的学习目标。学生用亲身体悟解读着奥运精神，也在奥运精神的激励下，体验着通用技术课程的意义，更加健康、茁壮地成长。

南京市第十三中学  罗洁华