以“六真”為指導(dǎo)設(shè)計(jì)小學(xué)科學(xué)技術(shù)活動(dòng)

江衛(wèi)園

我國全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)（1-6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)，首次把技術(shù)與工程作為一個(gè)獨(dú)立的領(lǐng)域提出來，把科學(xué)課程內(nèi)容劃分為四大領(lǐng)域，即：物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程學(xué)。經(jīng)過幾年的理論和實(shí)踐研究，我們掌握了技術(shù)與工程類課程教學(xué)的特點(diǎn)，并認(rèn)識(shí)到有效開展技術(shù)活動(dòng)能夠培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，提高學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)、運(yùn)用技術(shù)原理解決實(shí)際問題的能力。下面以小學(xué)科學(xué)課程中的“簡單機(jī)械單元”為例，討論以“六真”為依托，培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的方法。

真情境、真問題

文喆在《我的教育科研經(jīng)驗(yàn)》一文中這樣闡述：“真問題和假問題的區(qū)別在什么地方，什么叫真問題？什么叫假問題？我認(rèn)為真問題和假問題的根本區(qū)別在于：真問題是從教育實(shí)踐中抽出來的，假問題是在邏輯上推演來的。”從教學(xué)實(shí)踐的角度看，真問題是學(xué)生提出來的具有研究價(jià)值的問題，是孩子心中的疑惑，是孩子想要找到答案的問題。因此只有在設(shè)計(jì)學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容的時(shí)候找到真問題，才能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和實(shí)踐能力，才能實(shí)現(xiàn)我們最終追求的目標(biāo)。

例如：學(xué)生學(xué)習(xí)完“簡單機(jī)械”單元后，我給學(xué)生出示了這樣一個(gè)情境，圖片中有一口井和一個(gè)水桶，教師提問：水桶打滿水后重10千克，你能把這桶水從井中提上來嗎？學(xué)生嘗試過后發(fā)現(xiàn)提不動(dòng)。接下來老師追問：怎樣能夠方便省力地把一桶水提出來？最后引導(dǎo)學(xué)生通過輪軸原理、杠桿原理、滑輪原理設(shè)計(jì)不同的方法提水。用真情境、真問題的理念去分析這個(gè)問題，就能發(fā)現(xiàn)，怎樣能夠方便省力地把一桶水從井中提出來是一個(gè)假問題。首先北京的孩子很少能夠接觸到水井，即使有水井，家長為了孩子的安全也絕不會(huì)讓孩子去用繩子提水。所以這個(gè)問題是老師強(qiáng)加給孩子的，不是孩子想解決的問題，因此孩子們的研究就沒有任何的價(jià)值，研究興趣也不會(huì)很高。

在一次帶學(xué)生參觀北京植物園時(shí)，我和孩子們意外發(fā)現(xiàn)了曹雪芹故居中一個(gè)有趣的裝置：下面是一口井，兩邊是架子，架子的上面有一個(gè)類似定滑輪的裝置。孩子們都圍在清代取水裝置前面討論古人到底是怎樣從20米深的井下把水提上來的。這就是一個(gè)關(guān)于怎樣從井中提水的真問題啊！回到學(xué)校后，我們努力通過各種設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決這個(gè)真問題。

真思考、真設(shè)計(jì)

在小學(xué)科學(xué)課程中，設(shè)計(jì)怎樣從井中提水的裝置屬于“技術(shù)與工程領(lǐng)域”，需要遵循技術(shù)設(shè)計(jì)的模式：提出研究問題、制定技術(shù)目標(biāo)、進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)、改進(jìn)、完善、評(píng)價(jià)等。通過觀察、分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：這個(gè)裝置的上面有一個(gè)木軸，木軸上有一塊半圓的木塊，在半圓木塊的中間留有經(jīng)常使用的痕跡——深深的凹槽。這很像是簡單機(jī)械中的定滑輪。古人是用滑輪提水的嗎？怎樣才能省力、方便地把水提出井來呢？

定滑輪屬于簡單機(jī)械單元，學(xué)生已經(jīng)了解了滑輪的特點(diǎn)，并知道了滑輪可以分為定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組三種。定滑輪，使用時(shí)，滑輪的位置固定不變;定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力，但可以改變作用力方向。動(dòng)滑輪，使用時(shí)，滑輪隨重物一起移動(dòng);動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿，省1/2力多費(fèi)1倍距離。滑輪組由定滑輪跟動(dòng)滑輪組成，既省力又可改變力的方向。

學(xué)生通過參觀提出了研究問題，接下來就需要設(shè)計(jì)、還原提水裝置。在設(shè)計(jì)過程中，教師不做過多的指導(dǎo)，只是在學(xué)生有需要的時(shí)候適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)撥。設(shè)計(jì)結(jié)束后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室用簡單機(jī)械盒中的材料進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，確定提水裝置能夠把水省力、方便地提出來。結(jié)論是：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組都能把水提出來，使用滑輪組的同學(xué)最多，因?yàn)樗仁×τ帜芨淖冇昧Ψ较颉?/p>

真實(shí)踐、真收獲

孩子的設(shè)計(jì)到現(xiàn)實(shí)生活中能夠順利應(yīng)用嗎？我要求他們把設(shè)計(jì)還原到現(xiàn)實(shí)生活中，結(jié)果問題出現(xiàn)了：滑輪組因?yàn)閯?dòng)滑輪在運(yùn)動(dòng)過程中不方便，一個(gè)人完不成任務(wù)，這顯然是不行的，平時(shí)打水不可能必須兩個(gè)人去;動(dòng)滑輪因?yàn)樗氨仨殤覓煸趧?dòng)滑輪上，不能打水被否定了;繩子到底需要多長？使用定滑輪打水，人如果站在和水桶相反的位置拉動(dòng)繩子，一點(diǎn)都不省力啊，怎么辦？當(dāng)一個(gè)個(gè)實(shí)際問題擺到了學(xué)生的面前，孩子忽然發(fā)現(xiàn)，自己在實(shí)驗(yàn)室中成功的設(shè)計(jì)，放到現(xiàn)實(shí)生活中打水不行了。這是為什么呢？其實(shí)這也是設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)物品的一個(gè)難點(diǎn)。

這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，其實(shí)有三個(gè)并列的活動(dòng)：定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組，哪種最適合日常生活中打水？在這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了滑輪一課。知道了定滑輪不省力但能改變用力方向，動(dòng)滑輪省力但不能改變用力方向，滑輪組既省力又能改變用力方向。在學(xué)生的潛意識(shí)中，動(dòng)滑輪或滑輪組一定是合適的方法，因?yàn)樗鼈兌寄軌蚴×Γ蓪?shí)踐活動(dòng)的結(jié)果，卻是孩子們卻不看好的定滑輪。這就使孩子們把科學(xué)原理、技術(shù)原理與生活實(shí)際緊密地聯(lián)系起來，深刻感受到我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不能只看實(shí)驗(yàn)室中的試驗(yàn)結(jié)果，更要理論聯(lián)系實(shí)際，選擇最適合的方法。

真情境、真問題，真思考、真設(shè)計(jì)，真實(shí)踐、真收獲，每一步對(duì)于孩子來說都是挑戰(zhàn)，他們運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，一點(diǎn)一點(diǎn)地解決著自己提出的問題，潛移默化中，思維更開闊了，方法更巧妙，能力也提高了，技術(shù)素養(yǎng)在實(shí)踐中逐步形成。

（作者單位： 北京市通州區(qū)永順鎮(zhèn)中心小學(xué)）