工程實踐課應(yīng)以問題為導(dǎo)向

史瑞娣 徐立新

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

1.讓學生在問題中明確產(chǎn)品設(shè)計的科學原理。

工程實踐課的教學是建立在科學概念的基礎(chǔ)上的，每一件科技產(chǎn)品或每一次項目實踐中都蘊含著科學知識。教學時，教師可以通過提問，讓學生明確產(chǎn)品設(shè)計所需的科學知識和原理。

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

先操作再提問。在學生已經(jīng)有了一定實踐經(jīng)驗的項目中，教師可以先讓學生動手做，在做的過程中學生必定會有思和疑，此時，教師針對學生的思和疑提問，會更利于學生明晰設(shè)計時所需的科學知識。如在《建橋梁》一課中，在測試完各小組的橋梁承重力后，教師啟發(fā)學生：為什么有的橋梁承重力大，有的卻很小呢？仔細觀察這些橋梁，想想這跟什么有關(guān)？學生探究后發(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)對橋梁進行了改進。

2.讓學生在問題中聚焦產(chǎn)品設(shè)計的難點。

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

追問“怎么辦”，引導(dǎo)學生解決問題。設(shè)計的前提在于發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計的目標是解決問題。教師應(yīng)當引導(dǎo)學生不斷地發(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，教師主要讓學生通過語言描述來完成設(shè)計。氣球為什么吹不大呢？因為瓶中空氣有限。那要解決瓶中空氣不足的問題，該怎么辦呢？學生自然會想到在瓶身上戳洞。在測試的過程中，學生又發(fā)現(xiàn)擠壓塑料瓶時，空氣會從小洞中跑出來，那怎么辦？于是學生又想到了這樣的操作：擠壓時手指按住小洞，空氣只能跑進氣球而不會跑到瓶外；松手時，同時松開小洞，讓空氣再鉆進瓶中，這樣就解決了瓶中空氣不足的問題。后來學生發(fā)現(xiàn)，松手時，空氣同樣會從氣球里跑回瓶中。發(fā)現(xiàn)問題，教師應(yīng)多問“怎么辦”，啟發(fā)學生思考，進而解決問題。于是，學生又想到松手時，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)學生多元設(shè)計。多元化設(shè)計就是要創(chuàng)新思路，在改進產(chǎn)品的過程中，尋求最佳的問題解決方案。教師除了會問“怎么辦”，還要會問“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行設(shè)計，那么需要兩只手相互配合，或者與同學合作來“吹”氣球，這非常麻煩。那么，我們還有更好的設(shè)計嗎？學生想到如果只讓空氣進入氣球，而不回流，那么吹氣球就省事多了。教師充分肯定了學生的想法，并讓學生在記錄紙上大膽設(shè)計這樣的裝置。學生最后設(shè)計出了簡易的空氣單向閥，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.讓學生在對整個過程的反思中養(yǎng)成整體設(shè)計意識。

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

反思“你學會了什么”，引導(dǎo)學生反思整個設(shè)計過程。工程建造的基本步驟是提出問題、設(shè)計方案、制作產(chǎn)品、調(diào)試檢測、改進方案、完善產(chǎn)品。工程實踐課不僅要讓學生親歷工程建造的完整環(huán)節(jié)，體驗工程建造的全過程，還要鼓勵學生反思這個過程的得失，提出改進方法。

反思“怎樣讓產(chǎn)品更好”，培養(yǎng)學生的社會意識。在制作產(chǎn)品的過程中，教師要讓學生明白不僅要設(shè)計、制作產(chǎn)品，還要樹立環(huán)保、經(jīng)濟、安全、合作等意識。比如在《彈跳玩具》一課中，教師安排小組長先選出切割員、安全員、實驗員和質(zhì)量監(jiān)督員。分工明確，各司其職，才能順利實施工程。由于接觸到切割機，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)算也是工程實施中的重要因素。教師要求各組節(jié)約紙板材料。下一個環(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行對比研究。因此，在切割時不能浪費紙板，要為下面的研究留有余地。再如在《建橋梁》一課中，教師要告訴學生，在一定的要求下，所用材料越多，橋梁固然越堅固，但在實際生活中，建一座橋梁是要進行經(jīng)濟預(yù)算的。因此，在保證橋梁承重力達標的前提下，建造材料用得越少越好。