工程實(shí)踐課應(yīng)以問題為導(dǎo)向

史瑞娣 徐立新

【關(guān)鍵詞】科學(xué);工程實(shí)踐;問題語境;設(shè)計(jì)意識(shí);再創(chuàng)造

【中圖分類號(hào)】G623.6? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2021）43-0079-02

小學(xué)科學(xué)中的工程實(shí)踐課是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、技術(shù)設(shè)計(jì)、工程建造及數(shù)學(xué)運(yùn)用等技能和思維的綜合性課程，是科學(xué)與工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科整合的課程。不管是技術(shù)的發(fā)明，還是工程的設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)的建模、科學(xué)的探究，都指向問題的解決。因而，工程實(shí)踐課應(yīng)以問題為導(dǎo)向。

1.讓學(xué)生在問題中明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)原理。

工程實(shí)踐課的教學(xué)是建立在科學(xué)概念的基礎(chǔ)上的，每一件科技產(chǎn)品或每一次項(xiàng)目實(shí)踐中都蘊(yùn)含著科學(xué)知識(shí)。教學(xué)時(shí)，教師可以通過提問，讓學(xué)生明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的科學(xué)知識(shí)和原理。

先觀察后提問。教學(xué)中，教師可先讓學(xué)生觀察產(chǎn)品，然后提問，啟發(fā)學(xué)生探究產(chǎn)品中的科學(xué)知識(shí)。如在《吹氣球神器》一課中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生制作“吹”氣球的塑料瓶。教師按照學(xué)生的思路，制作了塑料瓶口套氣球這一簡(jiǎn)單的“產(chǎn)品”，然后演示擠壓塑料瓶“吹”氣球的過程并讓學(xué)生觀察。接著追問：為什么擠壓塑料瓶能把氣球吹大，而松開塑料瓶，氣球又會(huì)變小呢？學(xué)生很快就明白了空氣的流動(dòng)性特點(diǎn)，而探究空氣流動(dòng)性的知識(shí)能夠?yàn)橹谱骱透倪M(jìn)吹氣球神器打下基礎(chǔ)。

先操作再提問。在學(xué)生已經(jīng)有了一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目中，教師可以先讓學(xué)生動(dòng)手做，在做的過程中學(xué)生必定會(huì)有思和疑，此時(shí)，教師針對(duì)學(xué)生的思和疑提問，會(huì)更利于學(xué)生明晰設(shè)計(jì)時(shí)所需的科學(xué)知識(shí)。如在《建橋梁》一課中，在測(cè)試完各小組的橋梁承重力后，教師啟發(fā)學(xué)生：為什么有的橋梁承重力大，有的卻很小呢？仔細(xì)觀察這些橋梁，想想這跟什么有關(guān)？學(xué)生探究后發(fā)現(xiàn)物體的形狀結(jié)構(gòu)與承重力存在一定的關(guān)系，然后他們根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)對(duì)橋梁進(jìn)行了改進(jìn)。

2.讓學(xué)生在問題中聚焦產(chǎn)品設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

學(xué)生的創(chuàng)造是一種“再創(chuàng)造”，學(xué)生再創(chuàng)造產(chǎn)品的核心是設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)的指向必定是產(chǎn)品的核心技術(shù)。針對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行追問，可以讓學(xué)生的思維聚焦產(chǎn)品設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

追問 “怎么辦”，引導(dǎo)學(xué)生解決問題。設(shè)計(jì)的前提在于發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是解決問題。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題并尋找解決問題的方案。如在《吹氣球神器》一課中，教師主要讓學(xué)生通過語言描述來完成設(shè)計(jì)。氣球?yàn)槭裁创挡淮竽?？因?yàn)槠恐锌諝庥邢?。那要解決瓶中空氣不足的問題，該怎么辦呢？學(xué)生自然會(huì)想到在瓶身上戳洞。在測(cè)試的過程中，學(xué)生又發(fā)現(xiàn)擠壓塑料瓶時(shí)，空氣會(huì)從小洞中跑出來，那怎么辦？于是學(xué)生又想到了這樣的操作：擠壓時(shí)手指按住小洞，空氣只能跑進(jìn)氣球而不會(huì)跑到瓶外;松手時(shí)，同時(shí)松開小洞，讓空氣再鉆進(jìn)瓶中，這樣就解決了瓶中空氣不足的問題。后來學(xué)生發(fā)現(xiàn)，松手時(shí)，空氣同樣會(huì)從氣球里跑回瓶中。發(fā)現(xiàn)問題，教師應(yīng)多問“怎么辦”，啟發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而解決問題。于是，學(xué)生又想到松手時(shí)，另一只手捏住氣球口，防止空氣回流。這樣，空氣單向閥的雛形便逐步形成了。

追問“還能怎么辦”，引導(dǎo)學(xué)生多元設(shè)計(jì)。多元化設(shè)計(jì)就是要?jiǎng)?chuàng)新思路，在改進(jìn)產(chǎn)品的過程中，尋求最佳的問題解決方案。教師除了會(huì)問“怎么辦”，還要會(huì)問“還能怎么辦”。比如在《吹氣球神器》一課中，如果按照前文描述的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么需要兩只手相互配合，或者與同學(xué)合作來“吹”氣球，這非常麻煩。那么，我們還有更好的設(shè)計(jì)嗎？學(xué)生想到如果只讓空氣進(jìn)入氣球，而不回流，那么吹氣球就省事多了。教師充分肯定了學(xué)生的想法，并讓學(xué)生在記錄紙上大膽設(shè)計(jì)這樣的裝置。學(xué)生最后設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)易的空氣單向閥，從而巧妙地解決了空氣回流的問題，最終也制造出了吹氣球神器。

3.讓學(xué)生在對(duì)整個(gè)過程的反思中養(yǎng)成整體設(shè)計(jì)意識(shí)。

技術(shù)和工程領(lǐng)域的活動(dòng)主要是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品。在整個(gè)活動(dòng)中，教師不僅要幫助學(xué)生完整了解工程建造的基本步驟，還要注重培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全、合作等意識(shí)。

反思“你學(xué)會(huì)了什么”，引導(dǎo)學(xué)生反思整個(gè)設(shè)計(jì)過程。工程建造的基本步驟是提出問題、設(shè)計(jì)方案、制作產(chǎn)品、調(diào)試檢測(cè)、改進(jìn)方案、完善產(chǎn)品。工程實(shí)踐課不僅要讓學(xué)生親歷工程建造的完整環(huán)節(jié)，體驗(yàn)工程建造的全過程，還要鼓勵(lì)學(xué)生反思這個(gè)過程的得失，提出改進(jìn)方法。

反思“怎樣讓產(chǎn)品更好”，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)意識(shí)。在制作產(chǎn)品的過程中，教師要讓學(xué)生明白不僅要設(shè)計(jì)、制作產(chǎn)品，還要樹立環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全、合作等意識(shí)。比如在《彈跳玩具》一課中，教師安排小組長(zhǎng)先選出切割員、安全員、實(shí)驗(yàn)員和質(zhì)量監(jiān)督員。分工明確，各司其職，才能順利實(shí)施工程。由于接觸到切割機(jī)，安全提醒和監(jiān)督又是必不可少的，教師用課件出示了安全提醒。其中，成本預(yù)算也是工程實(shí)施中的重要因素。教師要求各組節(jié)約紙板材料。下一個(gè)環(huán)節(jié)“研究彈跳高度與什么因素有關(guān)”，各組需要利用現(xiàn)有材料再制作玩具進(jìn)行對(duì)比研究。因此，在切割時(shí)不能浪費(fèi)紙板，要為下面的研究留有余地。再如在《建橋梁》一課中，教師要告訴學(xué)生，在一定的要求下，所用材料越多，橋梁固然越堅(jiān)固，但在實(shí)際生活中，建一座橋梁是要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)預(yù)算的。因此，在保證橋梁承重力達(dá)標(biāo)的前提下，建造材料用得越少越好。

（作者單位：江蘇省宜興市新莊小學(xué);江蘇省宜興市城北小學(xué)）