依托工程與科學(xué)的有效整合，發(fā)展學(xué)生的思維能力

【摘要】 整合科學(xué)、工程、技術(shù)的教學(xué)，可以更好地使孩子認(rèn)識客觀規(guī)律和自然現(xiàn)象，利用所學(xué)知識，通過設(shè)計與創(chuàng)新，改造自然或制造出更好地服務(wù)人們的生活的新產(chǎn)品，在學(xué)好科學(xué)的基礎(chǔ)上更好地服務(wù)生活。科學(xué)課堂中，我們要將課堂還給學(xué)生，使學(xué)生因情感的驅(qū)動而生趣，進(jìn)入到積極參與的思維狀態(tài)，發(fā)展思維能力，提高綜合素質(zhì)，為優(yōu)化課堂教學(xué)創(chuàng)造良好的契機，使課堂教學(xué)煥發(fā)生命的活力。

【關(guān)鍵詞】 工程 科學(xué) 整合 思維能力

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：“技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生有機會綜合所學(xué)的各方面知識，體驗科學(xué)技術(shù)對個人生活和社會發(fā)展的影響。技術(shù)與工程實踐活動可以使學(xué)生體會到‘做’的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過‘動手做’解決問題的習(xí)慣?！?/p>

因此，整合科學(xué)、工程、技術(shù)的教學(xué)，可以更好地使孩子認(rèn)識客觀規(guī)律和自然現(xiàn)象，利用所學(xué)知識，通過設(shè)計與創(chuàng)新，改造自然或制造出更好地服務(wù)人們的生活的新產(chǎn)品，在學(xué)好科學(xué)的基礎(chǔ)上更好地服務(wù)生活。

而《建橋梁》一課，選自蘇教版小學(xué)《科學(xué)》五年級下冊第二單元《形狀與結(jié)構(gòu)》，本單元的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了常見材料、常見力的基礎(chǔ)上，通過“建橋梁”的活動，引導(dǎo)學(xué)生了解形狀與結(jié)構(gòu)的初步知識，掌握科技制作的初步技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新膽量。明確了教學(xué)目標(biāo)，我設(shè)計了如下幾個環(huán)節(jié)。

一、定位“起錨點”，課堂教學(xué)從這里出發(fā)

教學(xué)伊始，定位好學(xué)生學(xué)習(xí)的“起錨點”，從學(xué)生的認(rèn)識原點出發(fā)，可以避免學(xué)習(xí)中的“擱淺”，可以把更多的時間空間，留給接下來的科學(xué)探究活動。科學(xué)課堂的有效性，換一個角度來看，就是首先需要確定學(xué)生的認(rèn)知起點，厘清哪些內(nèi)容學(xué)生已知，哪些內(nèi)容學(xué)生需知，學(xué)習(xí)應(yīng)該朝著什么方向進(jìn)行。先來分析本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的新知識——1、了解掌握橋梁的特點，知道橋梁根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同分類方法；2、知道橋梁的承重力和橋梁的形狀有關(guān)。

學(xué)習(xí)這兩個內(nèi)容，學(xué)生首先要在教師指導(dǎo)下確定問題，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識各種橋的特點，對橋梁進(jìn)行簡單分類；接著制定合理的解決方案，組織學(xué)生搭建三種類型的橋，并比較橋的堅固程度。

為此，課堂起始，為了喚醒學(xué)生的已有經(jīng)驗，我安排學(xué)生交流：“宜興具有著

江南水鄉(xiāng)的特點，水為城市帶來了無限的活力，有河流的地方我們常常能見到橋。課件上顯示的是荊邑大橋，你們認(rèn)識嗎？你家附近有哪些橋，分別是什么形狀的？”學(xué)生通過說身邊的橋梁，說自己熟悉的橋梁名字，甚至可以介紹有關(guān)橋梁的資料。談話式的師生互動，拉近了課堂中兩種角色的距離，創(chuàng)設(shè)了輕松愉悅的課堂氛圍。從學(xué)生身邊的事物出發(fā)進(jìn)行導(dǎo)入，交流已有知識儲備，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能引起學(xué)生對橋梁話題的關(guān)心，起到“聚焦“作用，同時又了解了學(xué)生對橋梁的認(rèn)識情況，使教學(xué)更有針對性，并為橋梁的分類做好了準(zhǔn)備。

二、關(guān)注“興趣點”，思維火花在這里迸發(fā)

哪里最吸引學(xué)生呢？是什么吸引了學(xué)生呢？用什么方式能把這種吸引力最大化呢？這是一個很有意思的思考。美國的瑪麗.凱.里琪教授在《可見的學(xué)習(xí)與思維教學(xué)》一書中提出：要 “讓教學(xué)對學(xué)生可見，讓學(xué)習(xí)對教師可見”。就是說要教師從學(xué)生的角度看待學(xué)習(xí)，學(xué)生將教學(xué)視為他們持續(xù)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，只有這樣，我們的課堂教學(xué)才能達(dá)成預(yù)定的目標(biāo)。

如為了實驗論證“哪座橋梁最堅固”，我大膽讓學(xué)生做出猜測，是平板橋、拱橋還是斜拉橋？在興趣的引導(dǎo)下，當(dāng)孩子們各抒己見，做出各種各樣的選擇后，教師尊重學(xué)生的答案。為了證實預(yù)測的準(zhǔn)確性，我組織學(xué)生積極開展建橋梁的活動，在小組合作驗證三種橋承受力的大小前，先明確實驗要干什么——驗證剛才的猜測是否正確、思考橋墩間的距離、重物如何添加……然后明確活動的要求和分工，如強調(diào)為了使造橋過程能夠順利，大家要注意的事項：（1）建橋要用牛奶盒做橋墩，紙板做橋面，橋墩間的距離要一致；（2）為節(jié)省時間，三座橋梁可以同時開工。拱橋的拱形必須與橋面相接觸，不能太低，也不能太高。吊橋比較復(fù)雜，每根細(xì)線的長度要相等，先把線系在筷子上，用膠帶固定，再把線分別粘在紙板中央；（3）測試的時候，當(dāng)橋梁塌了時要減掉一個鉤碼才是這座橋的承受力。我在學(xué)生的制作階段，巡視各小組，觀察并聆聽他們之間的互動，當(dāng)看到一些失敗的作品時，恰如其分地提出一些問題“你為什么那樣做呢？小組成員有沒有什么想法，橋梁怎么造才能更牢固呢？”

在建橋梁的過程中，學(xué)生的思維火花在這里迸發(fā)。他們不僅體會到了“做”的成功和樂趣，而且充分認(rèn)識到工程設(shè)計過程需要系統(tǒng)地、反復(fù)地設(shè)計對象，還學(xué)會了如何應(yīng)對失敗，不是逃避，而是學(xué)會擁抱失敗，從錯誤中學(xué)習(xí)，能以新的方式來解決沒有成功完成的任務(wù)，對自己的設(shè)計進(jìn)行不斷改良。

三、捕捉“提升點”，科學(xué)素養(yǎng)在這里升華

“建橋梁”探究活動是本節(jié)課的生命，而單一的活動設(shè)計，有限的知識積累，根本不能滿足學(xué)生的求知欲。課堂的拓展，延續(xù)了課程的生命。新課程理念強調(diào)“以學(xué)生發(fā)展為本”，讓學(xué)生在知識、技能、態(tài)度、情感各個方面得到發(fā)展，這才算達(dá)到教學(xué)的最佳效果。在學(xué)生掌握所學(xué)知識之后，我介紹了一個“不可能任務(wù)”：“ 吉普車過紙橋”。 2003年10月13日，北京國際汽車會展中心上演了這樣驚險的一幕——紙做的橋上開過了1噸多重的吉普車。這個讓很多人一聽就搖頭的“幻想”，被清華大學(xué)機械系10多名大學(xué)生變成了現(xiàn)實。2分鐘之內(nèi)，一輛重達(dá)1.2噸的北京吉普穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)亻_過了一座完全用報紙做成的紙橋。然后，讓學(xué)生談?wù)摗翱戳诉@段資料，你有什么想法？”一石激起千層浪，孩子的熱情再一次被推到了高潮。

課外資料的延伸為學(xué)生的繼續(xù)探究奠定了基礎(chǔ)，也提升了學(xué)生設(shè)計橋、建橋的興趣，知道科學(xué)技術(shù)在橋梁建設(shè)中發(fā)揮的作用，體驗到了科學(xué)技術(shù)對個人生活、對社會發(fā)展的巨大影響。

一堂課的結(jié)束不應(yīng)是學(xué)生獲取知識、鍛煉能力的終止，而應(yīng)該是加強、應(yīng)用知識的開端和延伸，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)課堂，再帶著新問題出課堂，給學(xué)生留下“懸念”，把課堂上引發(fā)的科學(xué)學(xué)習(xí)延伸到課外活動中。因此在課堂的尾聲，我布置了一個《紙梁制作》的作業(yè)，這個項目來源于我市小學(xué)高年學(xué)生參加的一次勞科技制作競賽，要求是“用提供的三張A4紙制作一座橋梁結(jié)構(gòu)，且該結(jié)構(gòu)的中間點上必須能承重50克砝碼。該結(jié)構(gòu)的跨度越大越好?！?/p>

科學(xué)探究是無止境的，你的目光越遠(yuǎn)，心中的橋就越長。教學(xué)中，教師將課堂還給學(xué)生，將探索的空間還給學(xué)生，把自主還給學(xué)生，真正把學(xué)生看作是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，使課堂教學(xué)與學(xué)生的情感、體驗、思維、創(chuàng)新水乳交融，使學(xué)生因情感的驅(qū)動而生趣，進(jìn)入到積極參與的思維狀態(tài)，發(fā)展思維能力，提高綜合素質(zhì)，為優(yōu)化課堂教學(xué)創(chuàng)造良好的契機，使課堂教學(xué)煥發(fā)生命的活力。

參考文獻(xiàn)

[1] [美]瑪麗.凱.里琪 《可見的學(xué)習(xí)與思維教學(xué)》[J].北京：中國青年出版社.

[2] 《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版）.

[3] 朱雪珍《情境創(chuàng)設(shè)的有效策略》[J].科學(xué)課，2016（6）.