调研节能产品打造节能家居

随着我国经济快速增长，各项建设取得了重大成就，与此同时对能源消费需求增加。为更好促进社会可持续发展，保护生存环境，提高生活质量，促进民族长远发展，节能减排势在必行。家，作为与我们生存环境最亲密的场所，打造节能家居越来越受到广泛关注，国家也正在大力推广节能型住宅。可是现在许多消费者居住的房子或新买的住房还不是节能住宅，如果装修后进行节能改造或者采取节能措施将会大大减少能源损耗，为建设资源节约型、环境友好型社会贡献一份力量。

项目简介

打造节能家居项目旨在通过实践让学生体验生活中真实问题的解决过程，培养学生创新、问题解决能力等核心素养，促进学生学会思考。在本项目中，学生化身为节能家居设计师，通过实地调研发现家庭中存在的能源浪费问题，通过合理选用节能产品，开展房屋保温设计，统筹规划合理布局，最终形成适宜的节能家居改造方案。在项目实践过程中，感受家居设计师的设计思路，最终找出解决能源浪费问题的方法并完成改造。本项目的成果是形成一份节能家居改造方案设计图或家居模型，并将作品通过展演方式进行介绍和分享。

项目规划

学生如何才能像设计师一样“打造一个节能的家”呢？需要挖掘设计师解决问题的过程和思路，再将这些思路转化为项目的展开思路，从而培养学生像设计师一样的思考能力。

寻找真人真事，提炼问题解决思路

为了找出设计师打造节能家居的思路，首先需要初步查找设计师的设计原则和解决方法。深入查找书籍和文献，发现家居节能设计师在设计时遵循能源节约、绿色安全、美观、可持续利用等原则；采用“使用节能灯、节能燃气灶等节能产品，不用太复杂的吊灯，多使用自然光，卫生间最好用感应照明系统，选用隔热保暖效果好的窗帘，墙面加保温层，单玻璃普通窗换成中空玻璃断桥金属窗，利用废旧物品进行改造，合理设计墙面插座以减少电线和插板使用，考虑房屋户型充分利用天然能源”等多种方法达到节能目的。为了提炼出设计师的解决思路，笔者采用分类与组合的策略，把设计师解决方案进行归类与归纳，形成了三类解决方案：一是合理使用节能家电以减少能源使用；二是做好房屋保温隔热和循环利用废旧物以提高能源使用效率；三是合理规划空间布局以实现最大程度使用天然能源，减少能源消耗，进而提炼出问题解决思路（具体如表1 所示）。

为减少家庭能源消耗，设计师主要从减少能源的使用和提高能源的利用率两个方面进行思考。

在从源头减少能源使用时，设计师关注的核心问题是选用合理的节能产品和合理规划空间布局。

在提高能源利用率方面，设计师关注的核心问题是做好房屋的保温隔热和废物循环利用。

转化为学生解决问题思路，形成项目框架

经过以上梳理，设计师在节能家居打造过程中的思路已经清楚，将设计师解决的问题转化为学生解决的问题，即将组合后的3个核心问题转化为项目下的3 个任务：合理选用节能产品；设计保温隔热；合理规划空间布局。

由于合理规划空间布局是在权衡、统整房屋内各装置位置的基础上对改造方案进行的优化，因此该任务位于选用节能产品、做好保温隔热之后。根据真实的问题解决思路，将任务拆解为9 个活动，初步形成项目框架。由于了解节能技术能更好地促进对节能产品的选择与使用，因此在任务1 和任务3 之间增加了“探寻节能技术”，并设计了3 个活动，形成项目的最终框架（具体如表2 所示）。

项目导引 旨在通过调研家中能源浪费现象，引导学生发现能源节约的必要性，并思考如何建造一个更加节能的家，基于此制订项目规划。

项目1：合理选用节能产品 设计了学生在市场内寻找节能产品并调研，对调研节能产品分类，根据空间大小选用合适节能产品等活动，旨在让学生对节能产品有更多认识，为家中能选择合适的节能产品奠定基础。

任务2：探寻节能技术 设计了探究节能灯为什么能节能，自制感应水龙头，寻找更多节能技术的活动，旨在让学生从技术层面对节能产品为什么能节能有更深入认识。

任务3：设计房屋保温隔热 设计了探寻保温隔热原理的实验探究活动，学生根据对保温原理的理解为改进自己家的保温隔热作出方案。任务4：制订节能家居改造方案 学生在之前设计基础上思考还有哪些方面能进行改进并设计节能家居改造方案，动手制作家居模型。至此学生能像设计师那样形成一个让家更加节能的作品模型。

项目展示 学生为自己的产品确定名称，书写介绍语，思考通过何种形式展示等，做好策展前的准备，随后是进行宣传和产品介绍，最终要梳理在本项目中的收获，形成反思总结。

活动设计

本项目在进行具体的活动设计时，综合考虑学生的已有认知，设计具有实践性和适宜开放度的活动，关注学生寻找问题解决方法的过程。因此，项目中体现了如下的活动设计特色。

提供真实解决问题方法，引导提炼问题解决思路

在项目导引中，为帮助学生规划如何打造更加节能的家，设计了资料阅读活动，了解节能家居师的改造方法，通过交流讨论栏目引导学生将解决方法进行分类与组合，提炼设计师的解决思路，这样将问题解决思路以活动的方式转化为学生解决问题的思路并拆解任务，在增强学生主动性的同时有利于能力的迁移。

以方法导引栏目为引导，外显掌握解决问题方法

对于项目中的核心活动，通过方法导引的方式外显解决问题的方法，不同的方法导引所起的作用略有不同，有的方法导引在问题解决前引导学生解决问题，有的方法导引是在问题结束后反思解决问题的方法。不同的方法导引抽象度也不同，有的很具体，比如在调研节能产品活动中，为方便学生寻找，给出了识别节能产品的3 种方法，帮助学生解决问题，又如在探寻节能技术活动中，提供如何利用知网和专利检索查找相关内容；也有的比较抽象，需要结合具体的活动反思感悟。

方法导引

面对琳琅满目的家居产品，怎样找出哪种是节能产品呢？

方法1：询问服务人员

方法2：查看产品说明书，寻找是否有“节能”字样

方法3：查看家居产品是否有粘贴“中国能效标识”标签

活动设计不仅关注科学原理，更关注原理与技术的融合

在活动设计中，不仅要关注学生习得科学知识与实践能力，还要关注与技术的融合。比如在设计“探寻节能灯节能原理”的活动时，学生对节能灯发光现象比较熟悉，而对节能灯节能原理和技术不熟悉，于是设计了“动手点亮灯泡，感受发光过程中的能量转换”“对比节能灯与白炽灯相同时间内散热多少，发现节能原理”“观察节能灯与白炽灯结构，发现不同”3 个层层递进了解节能技术的实验活动。除此之外，设计了查询节能技术、动手制作节能装置活动，让学生感受原理与技术之间的相互融合。

项目特色

本项目以丰富的活动为主体，并融入相关技术工程教育要素，同时关注问题解决方法的提炼与运用，培养学生科学实践能力。

依据真实问题解决方法与环节规划项目任务

真实问题的解决过程环环相扣，体现了设计师的思维过程。在设计项目时，面对纷杂的解决方法，可采用分类组合策略，找到关注的核心问题，提炼背后的解决思路，并依此规划任务与活动。

以活动为载体，关注课内外活动相结合

本项目精心设计了一系列学生探究实验，不仅能调动学生学习兴趣，同时能让学生理解相关知识。此外，还设计了一系列课内与课外相关的实践活动。比如借助网络检索节能技术；走进家居市场，调研节能产品；走出教室，宣讲节能家居方案。丰富的学生活动能够有效促进学生的知识学习和思维发展。

使用建议

适合的年龄段

本项目适用于有生活常识、科学探究经验，以及对节能家居改造有兴趣的小学高年级和初中学生。

充分利用项目导引，激发学生学习兴趣教师在使用时要充分发挥项目导引的作用与价值。项目导引的价值是提供项目背景，激发学生开展项目的兴趣，为接下来如何开展项目进行的详细策划，一般所用课时不多，但重要性不容忽视。

充分开发各个栏目的教学功能

在实际教学中，建议教师有针对性地用好不同类型的栏目，比如调查分析类，希望教师安排学生提早在课下进行调查；在具体的教学过程中要创造性地应用栏目，给学生充分的思考和交流时间，在这个过程中要关注学生思维的发展。

与技术课程整合，项目作品可以多元化

鼓励学生制作节能家居模型并进行展示，如果学校有3D 打印机，可以将此项目与3D 打印技术进行课程融合，制作3D 打印模型。同时鼓励学生使用废旧可循环材料制作节能家居模型，实现节能环保这一目标。

总体而言，本研究不仅为项目式学习提供了案例，更为培养学生科学探究能力的研究提供了新的思路，也启发我们在开展项目式学习时还要加强对学生实践能力的培养，以促进学生能够全面发展。

参考文献

[1] 龚䶮．将节能环保家居进行到底[J]．青海科技，2013（5）：2．

[2] 云舒．“双管齐下”打造节能家居[N]．中华建筑报，2008-04-22（011）．

[3] Lotus．智能家居产品让家更节能[J]．消费指南，2017（12）：59-61．

[4] 赵雅萍，郝亮，潘红，等．从纷繁的科学史中精选真人真事，设计项目式课程——以“设计制作液晶显示屏幕”项目为例[J]．中国科技教育，2021（01）：10-13．

（本案例为北京师范大学科学教育研究院、中国科协青少年科技中心联合开展的“科创项目式学习示范课程开发”课题研究成果，课题主持人为魏锐、郑永和，魏锐系本文通讯作者；同时为北京市教育学会“十四五”教育科研课题2021年度一般课题“基于项目式学习的小学跨学科融合课程与教学研究”（CPYB2021-049）研究成果，课题负责人：施冰周卫红）