體驗(yàn)原初技術(shù)理解高技術(shù)

江衛(wèi)園+葉寶生

小學(xué)科學(xué)教育，既希望兒童認(rèn)識(shí)高技術(shù)，又了解技術(shù)的最新發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)課程中，包含有像飛行技術(shù)、航天技術(shù)和克隆技術(shù)等這樣的復(fù)雜技術(shù)和高技術(shù)。但這些高技術(shù)都蘊(yùn)含復(fù)雜或高深的科學(xué)原理，小學(xué)生還不具備或不可能具備這些知識(shí)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，如何幫助小學(xué)生理解這些高技術(shù)。本文以《飛機(jī)》一課為例，進(jìn)行理論分析和實(shí)踐探索。

一、在小學(xué)科學(xué)課程中高技術(shù)的性質(zhì)

考察技術(shù)發(fā)展歷史，在技術(shù)發(fā)展的早期，人們通過反復(fù)嘗試，經(jīng)過不斷試錯(cuò)，積累成功的經(jīng)驗(yàn)，形成某種技術(shù)。這種技術(shù)不是以科學(xué)為先導(dǎo)的，而是以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，稱為經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。小學(xué)科學(xué)課程中，像《制作紅果醬》這樣的食品加工技術(shù)，像《電池》這樣的技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用的技術(shù)，都屬于經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。換言之，都是不需要知道科學(xué)原理，就可以進(jìn)行技術(shù)操作和體驗(yàn)，進(jìn)行技術(shù)理解的課程。

高技術(shù)蘊(yùn)含著復(fù)雜和深?yuàn)W的科學(xué)原理。對(duì)人類來說，是科學(xué)原理指導(dǎo)下的技術(shù)，但對(duì)小學(xué)生來說只能觀察其結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)其功能。我們進(jìn)行了“關(guān)于飛機(jī)你都知道什么”的課前調(diào)查發(fā)現(xiàn)：學(xué)生大多能說出飛機(jī)的大致結(jié)構(gòu)，如有機(jī)身、機(jī)翼、可能有發(fā)動(dòng)機(jī)做動(dòng)力；直升機(jī)有機(jī)身、螺旋槳、可能有發(fā)動(dòng)機(jī)做動(dòng)力；知道飛機(jī)能飛與機(jī)翼有關(guān)系；能說出多種飛機(jī)的用途（功能）；會(huì)提出飛機(jī)那么重為什么能飛的問題等。這樣的高技術(shù)，對(duì)小學(xué)生而言，不知道其中的科學(xué)原理，只能去認(rèn)識(shí)其功能。也就是說，基于人類的發(fā)明成果和經(jīng)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)和理解的技術(shù)，對(duì)小學(xué)生也屬于經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。即可以不知道科學(xué)原理，但可以通過其實(shí)現(xiàn)的功能去理解的技術(shù)。因此，小學(xué)科學(xué)課程中的高技術(shù)是可以認(rèn)識(shí)理解的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。

二、回溯技術(shù)發(fā)展史，尋找原初技術(shù)

每一個(gè)具體技術(shù)，都是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，存在一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能不斷完善的發(fā)展過程。飛行技術(shù)初始階段在哪呢？人類飛翔的夢(mèng)想一直激勵(lì)著勇敢者不斷地探索，從風(fēng)箏、到“翼人”滑翔，從直翼飛機(jī)到螺旋翼飛機(jī)?？蜋C(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、武裝直升機(jī)，各種各樣的無人飛機(jī)。在大氣中的飛行器，有兩種結(jié)構(gòu)是普遍具有的，一個(gè)是直翼，或說平行翼；另一種是螺旋翼。

現(xiàn)代飛機(jī)，不管結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜、性能多么先進(jìn)、功能多么變化，其依托的基本結(jié)構(gòu)卻只是簡(jiǎn)單的直翼和螺旋翼。作為小學(xué)科學(xué)教學(xué)，存在小學(xué)生可以操作的直翼和螺旋翼嗎？看看小學(xué)生玩的紙飛機(jī)、竹蜻蜓，這些簡(jiǎn)單的玩具，正是我們尋找的飛行技術(shù)的最基本技術(shù)，也就是我們尋找的這種高技術(shù)的原初技術(shù)。

三、建立原初技術(shù)與高技術(shù)的表征聯(lián)系

技術(shù)的成果是物化的產(chǎn)品。不管是制造技術(shù)物，還是技術(shù)裝置，都要通過設(shè)計(jì)和制作過程。在設(shè)計(jì)過程，我們將頭腦中想象的制造物，用語言或者圖形表達(dá)出來。而頭腦中的這些制造物，就是技術(shù)的形象或表征。在制作過程，又將這些形象或表征與具體的操作物相協(xié)調(diào)，根據(jù)形象或表征的聯(lián)系進(jìn)行技術(shù)物的組織，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品。也就是說，技術(shù)過程是對(duì)技術(shù)形象和表征的操作過程。對(duì)技術(shù)過程的理解也是以這種現(xiàn)象和表征的聯(lián)系為基礎(chǔ)的。

飛行技術(shù)的原初技術(shù)具體表現(xiàn)為紙飛機(jī)和竹蜻蜓。紙飛機(jī)的技術(shù)表征是紙翼，竹蜻蜓的技術(shù)表征是扭曲的木片或塑料片。選擇現(xiàn)代飛行技術(shù)的兩個(gè)典型，客機(jī)和直升機(jī)?？蜋C(jī)的技術(shù)表征是平行機(jī)翼，直升機(jī)的技術(shù)表征是螺旋機(jī)翼。在飛行過程中，紙翼對(duì)應(yīng)平行機(jī)翼，扭曲的木片對(duì)應(yīng)螺旋機(jī)翼。建立原初技術(shù)表征與高技術(shù)表征的聯(lián)系，為體驗(yàn)原初技術(shù)，理解高技術(shù)的教學(xué)設(shè)計(jì)確立了指導(dǎo)思想。

四、體驗(yàn)原初技術(shù)，理解高技術(shù)

體驗(yàn)原初技術(shù)，學(xué)生要擲紙飛機(jī)，飛竹蜻蜓。學(xué)生可以反復(fù)嘗試飛行，但要努力思考回答下面的問題：紙飛機(jī)和竹蜻蜓為什么能飛？紙飛機(jī)和竹蜻蜓在空中飛行的樣子有什么不同？紙飛機(jī)和竹蜻蜓為什么落下？

當(dāng)擲紙飛機(jī)時(shí)，紙飛機(jī)會(huì)飛起來；兩只手夾住竹蜻蜓的柄用力一搓，竹蜻蜓也會(huì)飛起來。但是二者的飛行方式不同，紙飛機(jī)是滑翔，直升機(jī)是旋轉(zhuǎn)著上升。飛行一段時(shí)間后，紙飛機(jī)和竹蜻蜓都會(huì)落下來，力量大一些，飛行時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些。因?yàn)槿耸纸o它們的動(dòng)力不足以支撐它們飛行更長(zhǎng)的時(shí)間。學(xué)生感受紙飛機(jī)和竹蜻蜓的區(qū)別是結(jié)構(gòu)不同、飛行方式不同；相同的地方是都能飛、起飛時(shí)都需要?jiǎng)恿?、?dòng)力不足時(shí)會(huì)落下來等。

提出問題：如何保持長(zhǎng)時(shí)間飛行呢？答案是：需要持續(xù)的充足的動(dòng)力。此問題的回答，建立了理解高技術(shù)的基礎(chǔ)。

五、通過結(jié)構(gòu)功能，理解技術(shù)目的

紙飛機(jī)和竹蜻蜓的結(jié)構(gòu)使它們實(shí)現(xiàn)了飛行的功能?，F(xiàn)代飛機(jī)已經(jīng)飛行在空中，達(dá)到了人類空中運(yùn)輸?shù)哪康?。它們?shí)現(xiàn)飛行功能的基本結(jié)構(gòu)是什么樣的？出示紙飛機(jī)、竹蜻蜓和一些不同飛機(jī)的圖片，請(qǐng)學(xué)生選擇，哪種飛機(jī)的飛行方式、結(jié)構(gòu)與紙飛機(jī)一樣？哪種飛機(jī)的飛行方式、結(jié)構(gòu)和竹蜻蜓一樣。學(xué)生比較后發(fā)現(xiàn)，所有的直升機(jī)結(jié)構(gòu)、飛行方式與竹蜻蜓一樣，固定翼飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和飛行方式都和紙飛機(jī)一樣。通過這樣的分類過程，把玩具和飛機(jī)建立了聯(lián)系，也就是把原初技術(shù)與復(fù)雜高技術(shù)之間建立聯(lián)系。學(xué)生認(rèn)識(shí)到：原來我們熟悉的紙飛機(jī)、固定翼飛機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能一樣，竹蜻蜓、直升機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能一樣，只不過固定翼飛機(jī)和直升機(jī)結(jié)構(gòu)、動(dòng)力等更加復(fù)雜了。

通過對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，理解不同結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同的功能。根據(jù)功能不同，人類制造了可以達(dá)到各種實(shí)際目的的各種類型的飛機(jī)。

六、建立技術(shù)發(fā)展時(shí)間軸，理解技術(shù)性質(zhì)

上面以《飛機(jī)》一課為例，探討了小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，體驗(yàn)原初技術(shù)理解復(fù)雜高技術(shù)的思想與策略。有以下收獲：學(xué)生從原初技術(shù)體驗(yàn)開始，參與度高；在深入分析紙飛機(jī)、竹蜻蜓的基礎(chǔ)上，通過分類、看視頻等活動(dòng)建立了紙飛機(jī)與飛機(jī)、竹蜻蜓與直升機(jī)之間的聯(lián)系，最終以此為基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)到飛機(jī)與直升機(jī)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；這種從原初技術(shù)體驗(yàn)開始，認(rèn)識(shí)高技術(shù)發(fā)展歷史，從而認(rèn)識(shí)與理解高技術(shù)，對(duì)于小學(xué)生認(rèn)識(shí)理解復(fù)雜的高技術(shù)是一種有效的方式。