低年級技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)初探

龔雪麗

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（下文簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）新增了技術(shù)與工程領(lǐng)域，這個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容學(xué)習(xí)需要學(xué)生有一定的動手能力和創(chuàng)新思維，能夠綜合運(yùn)用多種知識解決問題。低年級學(xué)生剛接觸科學(xué)課，在科學(xué)知識、動手能力、創(chuàng)新思維等方面比較弱，因此，技術(shù)與工程領(lǐng)域的教學(xué)是一個(gè)難點(diǎn)。下面以《制作指南針》一課為例，介紹我對低年級技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)的一些探索。

分析教材內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)

《制作指南針》是人教鄂教版小學(xué)《科學(xué)》一年級下冊第四單元《制作指南針》的第2課。本單元一共設(shè)計(jì)了3課，分別是第10課《認(rèn)識指南針》，第11課《制作指南針》，第12課《設(shè)計(jì)與改進(jìn)》。

本課內(nèi)容對應(yīng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》第18個(gè)大概念：工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品的活動。本課對應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：能夠利用提供的材料和工具，通過口述、圖示等方式表達(dá)自己的設(shè)計(jì)與想法，并完成任務(wù)。

本單元3課內(nèi)容相輔相成，逐層遞進(jìn)，概念關(guān)系圖如圖1。

根據(jù)以上對教材的分析和對《課程標(biāo)準(zhǔn)》的理解，結(jié)合一年級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了本課的教學(xué)目標(biāo)：

1.能綜合所學(xué)知識，根據(jù)自己的想法，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾凸ぞ摺?/p>

2.能用口述、畫圖等方式表達(dá)自己的想法與設(shè)計(jì)。

3.能用水浮法或懸吊法完成簡易指南針的制作任務(wù)。

按照問題解決模式設(shè)計(jì)教學(xué)

技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，主要運(yùn)用的是工程思維方式。工程思維是工程實(shí)踐中形成的思維，其核心是問題解決能力，需要綜合運(yùn)用各種知識和技術(shù)解決問題，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、實(shí)踐和建造的作用。為了體現(xiàn)技術(shù)與工程領(lǐng)域的特點(diǎn)，《制作指南針》一課按照問題解決模式設(shè)計(jì)教學(xué)，讓學(xué)生親歷“提出問題，明確任務(wù)—準(zhǔn)備材料和工具—根據(jù)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)—根據(jù)設(shè)計(jì)動手制作—展示與評議—改進(jìn)作品”的過程（主要教學(xué)流程如圖2）。

按照問題解決模式教學(xué)時(shí)，總的原則是學(xué)生先嘗試，教師后指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生在設(shè)計(jì)與制作過程中遇到問題時(shí)，給他們留出獨(dú)立思考的時(shí)間，當(dāng)他們確實(shí)感到困難時(shí)，教師再給予適當(dāng)指導(dǎo)，確保他們的設(shè)計(jì)與制作活動能夠順利進(jìn)行。

依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)搭建腳手架

在實(shí)際教學(xué)中，教師要考慮學(xué)生專注力不能持久、抽象思維能力和動手能力弱的特點(diǎn)設(shè)置教學(xué)情境，搭建一定的腳手架，幫助學(xué)生聚焦任務(wù)，降低學(xué)習(xí)難度。

1.設(shè)計(jì)真實(shí)的問題情境，幫助學(xué)生明確任務(wù)

首先，設(shè)計(jì)一個(gè)野外考察的生活情境：為了確保野外考察不迷失方向，需要制作一個(gè)指南針。然后，引導(dǎo)學(xué)生回憶他們見過的指南針，再結(jié)合指南針的圖片認(rèn)識指南針的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，思考如何制作一個(gè)簡易指南針。真實(shí)的問題情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。通過對問題的分析，讓學(xué)生明確任務(wù)——制作簡易指南針。任務(wù)的基本要求是：制作的指南針能夠指示南北方向;具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu);方便攜帶和使用。

2.針對具體材料設(shè)計(jì)指南針

低年級學(xué)生的抽象思維能力弱，離開具體的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，往往導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制作脫節(jié)，制作任務(wù)無法落到實(shí)處。為了降低設(shè)計(jì)的難度，教學(xué)中，我給學(xué)生提供了豐富的制作指南針的材料，方便他們選擇、設(shè)計(jì)和制作。在學(xué)生設(shè)計(jì)指南針時(shí)，利用投影儀播放各種各樣的指南針的圖片，引導(dǎo)他們發(fā)散思維，進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣，利用具體的材料并結(jié)合指南針的圖片進(jìn)行引導(dǎo)，將抽象的繪制設(shè)計(jì)圖變成具體的根據(jù)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)的活動，鼓勵(lì)學(xué)生可以用不同的方式完成自己的設(shè)計(jì)。

3.提供必要的技術(shù)輔導(dǎo)

在制作指南針的過程中，磁針的磁化、指南針支架的制作需要較強(qiáng)的動手能力，這對低年級學(xué)生來說有一定難度。磁化技術(shù)需要教師手把手地輔導(dǎo)學(xué)生，讓縫衣針沿著一定的方向摩擦磁鐵（如圖3）。在用懸吊法制作指南針的時(shí)候，需要學(xué)生把細(xì)線的一端系在縫衣針上，一端固定在支架上，這看似簡單的事情，對于一年級學(xué)生來說卻是個(gè)難題。系扣技術(shù)雖然不是本課研究的重點(diǎn)，但是制作指南針的過程中會用到它。因此，我設(shè)計(jì)了免系扣的細(xì)線（如圖4）：細(xì)線的一端穿上泡沫球，學(xué)生可以把針直接插在小球上，另一端留下活扣，拉動線頭就可以使線繩收緊?？傊?，在設(shè)計(jì)和制作過程中，學(xué)生遇到一些制約他們操作的技術(shù)問題，需要教師給予指導(dǎo)或幫助，為他們的設(shè)計(jì)和制作奠定基礎(chǔ)。

圖3? 磁化方法

圖4? 免系扣的細(xì)線

滲透培養(yǎng)工程思維

對于低年級學(xué)生來說，他們對工程項(xiàng)目往往缺乏完整的認(rèn)識，教師可以在設(shè)計(jì)和制作中的一些環(huán)節(jié)滲透培養(yǎng)工程思維。設(shè)計(jì)是工程的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以滲透培養(yǎng)解決問題的思維。學(xué)生完成磁針制作后，需要他們開動腦筋，想辦法設(shè)計(jì)一個(gè)可以讓磁針靈活轉(zhuǎn)動的支架。支架制作得不好會導(dǎo)致指針傾斜、不平衡，支架過大不易攜帶。在設(shè)計(jì)和制作支架環(huán)節(jié)，我沒有直接告訴學(xué)生如何制作，而是給他們創(chuàng)造更多解決問題的機(jī)會，讓他們一邊動手做，一邊動腦思考，在必要的時(shí)候予以點(diǎn)撥。

在材料的選擇環(huán)節(jié)，要引導(dǎo)學(xué)生節(jié)約材料，合理使用材料，做到不浪費(fèi)、降低“成本”。對于測試發(fā)現(xiàn)的問題，如磁針不能自由轉(zhuǎn)動、水浮法容易灑水、懸吊法中指針保持靜止需要的時(shí)間太久等，改進(jìn)時(shí)都讓學(xué)生針對性地開動腦筋去解決。通過這些環(huán)節(jié)的教學(xué)，將解決問題、工程中材料使用的成本和使用效益等工程思維要素蘊(yùn)含其中，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和工程意識。

創(chuàng)造開放的空間，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

技術(shù)與工程領(lǐng)域不同于傳統(tǒng)的手工和技術(shù)，問題的解決沒有固定的答案和模式，需要學(xué)生創(chuàng)造性地解決問題。低年級學(xué)生雖然不同于成人那樣的創(chuàng)新思維，但他們的思維方式很少受到一些固化的思維模式約束，具有天然的創(chuàng)新性。在教學(xué)中，我緊緊抓住低年級學(xué)生創(chuàng)新思維的特點(diǎn)，創(chuàng)造開放性的空間，讓他們的思維得到充分發(fā)展。

1.不讓材料限制學(xué)生的思維

設(shè)計(jì)本課初期，我嘗試用鐵釘、超輕黏土、子母扣、紙杯等材料制作指南針，通過教學(xué)發(fā)現(xiàn)這些材料雖然能成功地制作指南針，但是給定的材料也限制了學(xué)生的思維。為了發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性，在后面的教學(xué)中，我給他們提供了更廣闊的自由選擇材料的空間，鼓勵(lì)他們從身邊的廢棄材料中選擇一些材料進(jìn)行制作。為了避免學(xué)生自主選擇材料的無效性，我讓他們對自己的材料進(jìn)行篩選，經(jīng)過篩選留下塑料碗、杯子、泡沫球、帶球線、吹塑紙、吸管、筷子等常見材料，并規(guī)定只能在這些材料中選擇幾種。

經(jīng)過篩選，材料得到了精簡，但是這并不意味著限制了學(xué)生的思維，這些材料如何組合和利用，也需要深度思考。在材料使用上，我鼓勵(lì)學(xué)生用不同的方式組合各種材料，用盡可能多的方法設(shè)計(jì)制作指南針。學(xué)生用簡單的幾種材料（如圖5），通過不同的組合，制作了各種各樣具有個(gè)性的指南針（如圖6）。

圖5? 制作指南針的材料

2.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能

知識是創(chuàng)新的源泉。知識面越廣的人，各種知識相互融合，越容易進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。位置與方向、磁鐵的性質(zhì)、指南針的結(jié)構(gòu)、指南針的使用方法、古代指南針的發(fā)明與發(fā)展，這些都是與本課相關(guān)的科學(xué)知識。在本課教學(xué)中，我引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系以前學(xué)習(xí)的知識，鼓勵(lì)他們閱讀有關(guān)指南針的科普知識。我也適時(shí)介紹有關(guān)的科學(xué)史知識，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，打開他們的思維，激發(fā)他們的創(chuàng)造潛能。這樣，在設(shè)計(jì)中，學(xué)生的思維更加活躍，制作的指南針也更加多樣。

分享交流、測試、評議、改進(jìn)這些環(huán)節(jié)，都是生生思維碰撞的過程。教學(xué)中，我給學(xué)生營造寬松、自由的氛圍，鼓勵(lì)他們大膽地表達(dá)自己的想法，要求他們在其他同學(xué)發(fā)言時(shí)要學(xué)會傾聽。同伴好的創(chuàng)意可以借鑒，同伴好的改進(jìn)建議應(yīng)該采納，同伴遇到的難題可以一起想辦法解決。生生互動，思維碰撞，讓大家在一個(gè)社會學(xué)習(xí)群體中學(xué)習(xí)，通過相互啟發(fā)和借鑒，更加有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3.給學(xué)生留下更多的思維空間

低年級學(xué)生動手能力差，系扣這樣簡單的操作，他們都需要花費(fèi)很長的時(shí)間。為了在課堂上減少過多的操作時(shí)間，課前，我對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，讓他們練習(xí)連接物體的方法，練習(xí)使用剪刀和用繩子系扣。經(jīng)過這樣的練習(xí)，學(xué)生在課堂上的制作活動就節(jié)約了一些時(shí)間。

此外，低年級學(xué)生認(rèn)字少，書寫速度慢，我鼓勵(lì)他們用畫圖、簡筆畫的方式表達(dá)自己的設(shè)計(jì)。在選擇材料時(shí)，讓學(xué)生在材料單下面打鉤，減少書寫時(shí)間。在設(shè)計(jì)方面，還可以讓學(xué)生用口述的方式表達(dá)自己的設(shè)計(jì)，分享自己的設(shè)計(jì)。這樣減少了一些無謂的動手時(shí)間，學(xué)生就有更多的時(shí)間去思考。

技術(shù)與工程領(lǐng)域是一個(gè)新的教學(xué)領(lǐng)域，有很多教學(xué)問題還需要廣大的科學(xué)教師一起去探索和研究。通過教學(xué)實(shí)踐和探索，我認(rèn)為在低年級技術(shù)與工程領(lǐng)域的教學(xué)，要結(jié)合這個(gè)年齡段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和動手能力，要深入分析教材，找到合適的研究主題，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)合適的生活情境激發(fā)學(xué)生的興趣，在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)多給學(xué)生一些引導(dǎo)和幫助，切實(shí)給他們創(chuàng)設(shè)足夠的思維空間，這樣才能更好地培養(yǎng)他們的工程思維和創(chuàng)新能力，進(jìn)而提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。