發(fā)展工程思維的項目式學(xué)習(xí)設(shè)計與實(shí)踐

沈頡 鐘宇祥

[摘 要]工程設(shè)計是利用知識解決特定情境中的問題的一種方法。工程思維則是運(yùn)用這種方法的習(xí)慣，它具有一定的格式但又可以根據(jù)需要自由發(fā)揮。工程思維是用來解決具體問題的，使學(xué)生不僅學(xué)科學(xué)，更能用科學(xué)，帶動學(xué)生的科學(xué)思維從掌握走向?qū)嵺`。

[關(guān)鍵詞]工程;設(shè)計;思維;提升

[中圖分類號] G623.6[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1007-9068（2021）03-0077-02

一、工程思維的內(nèi)涵和特征

產(chǎn)品的出現(xiàn)，存在著從設(shè)計到制作、修改、成型的完整閉環(huán)，這個閉環(huán)保證了產(chǎn)品擁有著糾錯與改進(jìn)的可能，使得產(chǎn)品貼近人們的使用需求，同時又具有良好的經(jīng)濟(jì)效益?？茖W(xué)課學(xué)習(xí)科學(xué)知識，習(xí)得科學(xué)技能，也需要培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，工程思維是一種思考問題的方式，也是解決問題的手段。本文中出現(xiàn)的工程思維即來源于現(xiàn)實(shí)生活中，從思考—調(diào)研—構(gòu)思—改進(jìn)—打樣—實(shí)施全流程，培養(yǎng)學(xué)生不斷思考、不斷改進(jìn)的思維方式。工程思維是一種通過實(shí)踐形成的思考方式，也是一種處理問題時可以遵循的路徑。

二、工程思維在項目式專項研究中的案例解析

（一）案例背景

3月12日是一年一度的植樹節(jié)，往年在這一天，我們會在室外共同種下一棵樹，為我們生活的環(huán)境增添一抹綠色。今年由于疫情的原因，我們不能聚集，沒有辦法在室外共同種一棵樹，但是對于自然的向往、對于美好生活的熱愛不會變。引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的磁鐵和能被磁鐵吸引的物體，打造一份專屬春天的“植物”擺件，通過“設(shè)計—制作—測試—美化”的活動流程，經(jīng)歷工程設(shè)計過程，最后的成品符合設(shè)計要求和家庭擺件的審美要求，提高學(xué)生的動手能力。

（二）案例簡述

1.項目主題：制作植物擺件

2.項目目標(biāo)

科學(xué)：

（1）知道磁鐵能吸引鐵一類做成的物體。

（2）知道磁鐵有不同的形狀，條形、環(huán)形、蹄形。

美術(shù)：

（1）嘗試不同工具、材料，大膽、自由地表現(xiàn)所見所聞、所感所想，體驗造型活動的樂趣。

（2）嘗試不同工具，用身邊容易找到的各種媒材，進(jìn)行簡單組合和裝飾，體驗設(shè)計和制作活動的樂趣。

語文：

了解我國的傳統(tǒng)文化，有很多描寫春天、植物的詩句和故事。

4.項目資源

磁鐵，相關(guān)物體與制作工具。

5.項目評價

基礎(chǔ)成果：完成一件創(chuàng)意擺件。

成果提升：利用擺件，結(jié)合詩歌，繪畫創(chuàng)作一個情景。

（三）案例評價

通過本項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生經(jīng)歷了工程設(shè)計的過程，通過將科學(xué)學(xué)習(xí)的知識與現(xiàn)實(shí)的生活進(jìn)行聯(lián)系，學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的重要性。在改進(jìn)環(huán)節(jié)對自己原有設(shè)計的不足進(jìn)行了優(yōu)化，感受到產(chǎn)品是需要不斷改進(jìn)升級的。課本的學(xué)習(xí)與生活不是割裂的，通過動手，我們能將知識的運(yùn)用轉(zhuǎn)化為美好生活的動力來源。

三、工程思維對學(xué)生科學(xué)思維高階發(fā)展的關(guān)鍵路徑

工程思維也是科學(xué)思維的一種，工程思維的提升也能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的提升。在以往的科學(xué)實(shí)踐中，受制于時間和空間的影響，學(xué)生進(jìn)行的是線性的工程設(shè)計，即從開始到結(jié)束是一次性的，最后的成品是否成功，一錘定音。這樣的工程設(shè)計對學(xué)生來說，強(qiáng)調(diào)對所學(xué)科學(xué)知識的應(yīng)用，重視的是結(jié)果，學(xué)生追求的是我在最后的展示階段能否獲得大家的認(rèn)可，以結(jié)果為導(dǎo)向的實(shí)踐活動忽視了對過程的重視，更多的是對知識的應(yīng)用，對學(xué)生思維的提升作用有限。

而在項目式學(xué)習(xí)中，拓寬了學(xué)生實(shí)踐的時間和空間，學(xué)生擁有充足的時間與空間體驗工程設(shè)計的各個過程，充分融合所學(xué)的各學(xué)科知識，不僅僅是科學(xué)，還可以加入語文、美術(shù)、信息技術(shù)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在這個過程中，學(xué)生能夠隨時按下暫停鍵，對自己在某一個環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的思考，審視自己的行動是否有改進(jìn)的空間。這樣一種寬松的氛圍，帶給學(xué)生充分的自由，能夠關(guān)注項目實(shí)施的過程，扎實(shí)做好每一步。在確保上一個節(jié)點(diǎn)無誤后實(shí)施之后的環(huán)節(jié)，對學(xué)生思維的提升是螺旋上升的。

學(xué)生的思維提升不是一朝一夕的事情，也不可能一蹴而就。我們需要為學(xué)生提供思考的機(jī)會，使學(xué)生有能夠思考的空間。工程思維提升路徑，使得學(xué)生在進(jìn)行工程設(shè)計的過程中有章可循，在遇到問題的時候能夠“按圖索驥”，回到某一節(jié)點(diǎn)再出發(fā)，而不會手足無措甚至推倒重來。創(chuàng)新通過設(shè)計呈現(xiàn)，沒有規(guī)定的結(jié)果，也不限定實(shí)現(xiàn)的路徑，需要通過自己的摸索實(shí)現(xiàn)。在這一過程中，不會是一帆風(fēng)順的，需要不斷反復(fù)設(shè)計、反復(fù)改良，直至呈現(xiàn)完美的作品。而在這一個反復(fù)的過程中，作品不斷被打磨完善，學(xué)生的思維也得到了提升。

（責(zé)編 韋淑紅）