“角色互換法”在設(shè)計制作中的應(yīng)用

江衛(wèi)園

問題的提出與分析

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題 在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)過程中，教師和學(xué)生都根深蒂固地認為：設(shè)計圖是給自己看、自己用的，我一個人或者一個小組設(shè)計出來的圖，只要自己能看明白就行。這一點可以從課堂教學(xué)中看出來，在教學(xué)過程中教師通常是指導(dǎo)學(xué)生通過圖或者文字的形式表達自己的設(shè)計，然后在小組或者班級中討論完善設(shè)計，最后按照自己的設(shè)計圖進行實驗、制作。雖然也經(jīng)歷了介紹、討論等環(huán)節(jié)，其主要目的還是給同學(xué)說明白，并不是請其他同學(xué)看明白。另外，由于學(xué)生年齡的特點和教師對于設(shè)計的理解，小學(xué)科學(xué)課上的設(shè)計，學(xué)生實施的時候隨意性很大，經(jīng)常出現(xiàn)制作產(chǎn)品與設(shè)計不同的情況。

另一種情況就是，學(xué)生在設(shè)計和制作的過程中，一個人同時擁有兩個身份：設(shè)計師和施工者。這就會使學(xué)生在制作過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題后隨意更改。于是原來的設(shè)計被拋棄了，而且由于學(xué)生對動手制作更感興趣，也就不再修改最初的設(shè)計，使整個設(shè)計變成一個無用的東西，長此以往，學(xué)生就會忽視設(shè)計圖，形成隨意放棄和修改設(shè)計的習(xí)慣。這顯然對步入社會后不論從事設(shè)計行業(yè)還是從事施工行業(yè)都是不利的。

課標中的要求 《小學(xué)科學(xué)課程標準》中提出：5～6年級學(xué)習(xí)目標：利用攝影、錄像、文字與圖案、繪圖或?qū)嵨?，表達自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。將自己簡單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨铩９こ淘O(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進和完善。其中1～2年級的學(xué)習(xí)目標為：利用提供的材料和工具，通過口述、圖示等方式表達自己的設(shè)計與想法，并完成任務(wù)。3～4年級學(xué)習(xí)目標為：對自己或他人設(shè)計的想法、草圖、模型提出改進建議，并說明理由。在制作過程中及完成后進行相應(yīng)的測試和調(diào)整。5～6年級學(xué)習(xí)目標為：根據(jù)設(shè)計意圖，分析可利用的資源，簡單評估完成一個產(chǎn)品或系統(tǒng)的可行性，預(yù)想使用效果。通過上面概念的分析，我們不難看出：一是小學(xué)科學(xué)課程中的設(shè)計是學(xué)生自己或者小組合作完成，不論是自己設(shè)計的還是小組設(shè)計的，都是由設(shè)計者按照設(shè)計進行實施，不強調(diào)讓其他人看懂設(shè)計圖，更不強調(diào)讓他人根據(jù)自己的設(shè)計進行制作；二是學(xué)生設(shè)計的交流完善環(huán)節(jié)，要求對他人的設(shè)計提出修改的意見，這樣的要求就決定了在教學(xué)過程中，學(xué)生先向其他人介紹自己的設(shè)計，從而聽取別人的意見和建議。由此也可以看出，小學(xué)科學(xué)中不強調(diào)依據(jù)別人的設(shè)計圖進行制作。

設(shè)計的概念及意義 設(shè)計是把一種設(shè)想通過合理的規(guī)劃、周密的計劃，通過各種感覺形式傳達出來的過程。人類通過勞動改造世界，創(chuàng)造文明，創(chuàng)造物質(zhì)財富和精神財富，而最基礎(chǔ)、最主要的創(chuàng)造活動是造物。設(shè)計便是造物活動進行前的計劃，可以把任何造物活動的計劃活動和計劃過程理解為設(shè)計。由此可見，設(shè)計具有以下特點：一是設(shè)計是人類社會最基本的一種生產(chǎn)實踐活動；二是人工世界的各種物都是設(shè)計的產(chǎn)物；三是設(shè)計是基于一定設(shè)想的、有目的規(guī)劃及創(chuàng)造活動；四是設(shè)計的表現(xiàn)形式可以是頭腦中的想法、計劃，也可以是語言、圖形、文字等的表達。因此可以說設(shè)計對于技術(shù)與工程的實施具有重要的意義。

實際生活中的需要 在生活實際中，設(shè)計與施工之間的關(guān)系一般有兩種情況。第一種：簡單的施工，設(shè)計人員與施工人員合二為一，此時的設(shè)計者在頭腦中有一個設(shè)計圖，或者把設(shè)計圖畫出來，然后依據(jù)虛擬圖或者紙上的圖進行施工。第二種：設(shè)計人員與施工人員不同。比如建一座樓房，設(shè)計師設(shè)計出樓房的結(jié)構(gòu)、水、電、暖、消防通道及設(shè)施等，確定使用的材料等，并把這些以施工圖的形式展現(xiàn)出來，而施工方則嚴格按照施工圖進行施工，最重要的一點是決不能隨意修改施工圖。而這一點也和科學(xué)課上的設(shè)計是不同的。

分析 通過對上面這些信息的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)一些小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程設(shè)計過程中的問題。

第一，在小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域非常重視學(xué)生設(shè)計能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生自己或者小組合作進行技術(shù)與工程設(shè)計，鼓勵學(xué)生通過交流討論完善自己的設(shè)計，通過制作模型驗證自己的設(shè)計。這與現(xiàn)實生活中的設(shè)計過程是相同的。

第二，由于學(xué)生的年齡特點，小學(xué)科學(xué)課程中的設(shè)計強調(diào)學(xué)生用語言、文字、圖畫等多種形式呈現(xiàn)自己的設(shè)計，在交流過程中向其他同學(xué)介紹自己的設(shè)計，并聽取別人的意見和建議，以便完善自己的設(shè)計。這與現(xiàn)實生活中的設(shè)計有些是不同的，不能與現(xiàn)實生活中的設(shè)計與制作或者制造進行有效地銜接。最大的表現(xiàn)就是學(xué)生的設(shè)計圖紙自己能夠看懂就可以了，別人看不懂也不能依照設(shè)計圖進行施工（制作或者制造）。

第三，學(xué)生在一個活動中承擔(dān)設(shè)計者（設(shè)計師）、施工者（工人）兩個角色，混淆了兩個角色的任務(wù)，出現(xiàn)輕視設(shè)計、重視操作的現(xiàn)象，導(dǎo)致隨意修改設(shè)計圖的現(xiàn)象。

解決策略與效果評價

解決策略 本研究中，用“角色互換法”就可以巧妙地解決這個問題。下面以《搭支架》一課為例進行說明。

《搭支架》是首師大版小學(xué)科學(xué)四年級第二學(xué)期《設(shè)計與制作》單元第二課?；顒又黝}是用最少的材料，搭建一個高約0.2米的穩(wěn)固支架，看哪個小組搭的支架承受的重物多。

在過去的教學(xué)中，一般采取以下教學(xué)流程。第一步請學(xué)生觀察建筑工地的腳手架，了解腳手架的結(jié)構(gòu)與功能。第二步確定搭支架的目標，用最少的材料構(gòu)建高約0.2米的穩(wěn)固支架。第三步是學(xué)習(xí)支架的連接方法，小組討論設(shè)計怎樣的支架最穩(wěn)固，然后完成一個支架的設(shè)計，可以用文字和簡單的圖來表達，最后通過組間討論來介紹并完善自己的設(shè)計。第四步學(xué)生分小組搭支架。第五步學(xué)生按照設(shè)計的目標進行評價。

通常第三步中學(xué)生的討論交流就是一個擺設(shè)，原因一是因為學(xué)生在設(shè)計支架之前剛剛接觸到腳手架，通過對腳手架的分析，了解了支架要穩(wěn)固，要能夠承重。而在自己設(shè)計的時候還沒有任何的搭支架的經(jīng)驗，他們只在竹簽、胡蘿卜這兩種材料上有一些簡單的認知，即我們可以用胡蘿卜把竹簽連在一起形成一個支架，怎樣讓這個支架能夠承受一定的重物，學(xué)生心里一點譜兒都沒有。在這種情況下設(shè)計的支架就不用提質(zhì)量了。原因二是每一個孩子都在思考自己能不能搭出一個能承受一定重量的支架，此時誰還有心思去聽別人的介紹呢。當(dāng)然這時不排除有一些學(xué)生會關(guān)注到別人的設(shè)計，并能從其中獲取一些對自己有用的信息，去完善自己的設(shè)計。通過經(jīng)驗來看，這部分學(xué)生只是極少數(shù)，有時一個班里也沒有一個。

本節(jié)課做出的探索就是，改變這種現(xiàn)狀，讓每一個孩子都能感受到設(shè)計對于制作的重要意義，并意識到有時候設(shè)計是給別人看的，從而有效實現(xiàn)學(xué)生從設(shè)計師到施工人員的角色轉(zhuǎn)換。具體做法是：

第一，模型示范，了解支架的作用。首先，教師出示生活中常用的支架，由于很多支架過于龐大，所以以圖片展示為主。引導(dǎo)學(xué)生認識腳手架的作用（支撐），觀察它的結(jié)構(gòu)（由一根根鐵管連接而成，連接的地方可以是三通或者四通）。通過觀察學(xué)生初步認識到支架的作用及其結(jié)構(gòu)。其次，出示生活中常見的一些支架，這些支架和大型的支架相比更具有針對性。這些支架有木質(zhì)、鐵質(zhì)、竹質(zhì)等，而且支撐的重量也要小一些，由于材質(zhì)不像鋼鐵那樣結(jié)實，又需要承受比較大的重量，有的還需要美觀，這樣就一致采取了三角形的結(jié)構(gòu)，因為三角形的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。而這些是學(xué)生不知道的。另外，這些支架就在學(xué)生的身邊，學(xué)生對這些結(jié)構(gòu)有一定的經(jīng)驗。這樣就為學(xué)生設(shè)計支架做好了材料和結(jié)構(gòu)上的準備。

第二，設(shè)計一個支架，并畫出支架的設(shè)計圖。這個設(shè)計的目標是：用最少的材料，搭建一個高約0.2米的穩(wěn)固支架，看哪個小組搭的支架承受的重物多。而學(xué)生使用的材料是長度為8厘米的塑料管（每組四十根）和曲別針。

一是熟悉建造支架的材料。摸一摸材料的質(zhì)地，嘗試一下怎樣連接材料形成立體的架子。二是畫出支架的設(shè)計圖。通過分析學(xué)生的設(shè)計圖可以發(fā)現(xiàn)：有的設(shè)計考慮到了支架的高度，但是沒有想好怎樣搭建第二層。同學(xué)大多選擇了三角形的支架（因為老師出示的模型示范里面大量運用了三角形的支架），但是只是模仿，從圖中可以看出學(xué)生并不知道三角形支架如何搭建，也沒有想過怎樣連接的問題。有的設(shè)計把材料組裝成了一個正方體，空間觀念很強，表達得也非常好。但是也沒有想過怎樣連接的問題。而且支架只設(shè)計了一層，一根塑料管是8厘米，一層不足以完成任務(wù)。兩個設(shè)計同時存在的問題就是連接方法不清楚，只是考慮了搭支架沒有考慮承重問題。

第三，相鄰小組交換設(shè)計圖，嚴格按照設(shè)計圖紙制作支架。學(xué)生聽到要求后都愣住了，但馬上又高興起來，他們認為其他小組一定能按照自己的設(shè)計制作出一個符合要求的支架。結(jié)果是，我們發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生很自信的設(shè)計到了其他小組同學(xué)手里后，其他同學(xué)并不知道怎樣做。因為學(xué)生的設(shè)計只有自己能夠看懂，其他人根本看不懂。

第四，匯報制作感受，體會設(shè)計圖一定要讓別人能夠看懂。一是學(xué)生拿著其他組的設(shè)計圖和自己制作的產(chǎn)品，主要反饋設(shè)計圖看不懂問題，如果有些設(shè)計在設(shè)計圖中不容易畫出來，可以結(jié)合文字說明。二是很多同學(xué)對照設(shè)計圖作了反思：比如圖文結(jié)合可以使設(shè)計讓別人看明白；設(shè)計應(yīng)該讓別人都能看懂；在制作的過程中應(yīng)該按照設(shè)計圖進行，不能修改設(shè)計圖。如果實在需要修改的情況下，一定要在設(shè)計圖上標出來等。三是分析，經(jīng)過以上步驟，學(xué)生基本對設(shè)計圖的重要性有了比較深刻的認識。

第五，舉例說明，進一步理解設(shè)計的重要意義。教師提出一個生活中的問題：建筑工地上很多工人在搭建腳手架，也有很多工人在不同的位置上砌墻，這座大樓是這些工人設(shè)計的嗎？還有人在拿著圖紙進行指導(dǎo)，這些圖紙是干什么用的？是誰設(shè)計的？一個學(xué)生介紹自己的爸爸是個工程師，他的工作就是拿著圖紙告訴工人在什么地方怎樣施工，這些圖紙也不是爸爸設(shè)計的，而是設(shè)計師設(shè)計的，同學(xué)的爸爸只是在拿著設(shè)計師的圖紙指導(dǎo)工人施工。而且在施工的過程中必須嚴格按照圖紙進行。

這時教師介紹學(xué)校教學(xué)樓的設(shè)計施工過程，因為這個建筑離學(xué)生的生活太近了，他們也想知道這棟教學(xué)樓是怎么來的。

總結(jié)：我們現(xiàn)在的任務(wù)就是完成一個設(shè)計，交給施工方按照圖紙進行施工，就像同學(xué)們說的，一定要讓別人能夠看懂我們的設(shè)計圖紙。到現(xiàn)在為止，學(xué)生真正明白了一個設(shè)計的重要意義，不光設(shè)計要合理，還要讓人能夠看懂并照圖施工。

第六，模擬搭建完善設(shè)計。前面活動中學(xué)生的設(shè)計圖是失敗的，學(xué)生制作的支架也不成功，這個環(huán)節(jié)中沒有讓學(xué)生直接修改設(shè)計圖，而是先讓學(xué)生在討論中完成一個支架的搭建，讓他們對0.2米高承重支架有一個正確地認識。學(xué)生經(jīng)過反復(fù)地嘗試，終于搭建出了滿足要求的支架，并發(fā)現(xiàn)在正方體的每一個面上加上一個斜杠，把正方形變成兩個三角形，這個支架就更穩(wěn)定，能夠承受比較重的物體。這時再讓學(xué)生完成自己的設(shè)計圖，要求把這個設(shè)計給鄰班的同學(xué)，鄰班同學(xué)基本都能夠按照設(shè)計圖紙制作出一個能夠承重的支架。這次，學(xué)生就能夠比較清晰地地表達自己的設(shè)計意圖了，圖畫描述不清的地方也能采用文字的方式來介紹了。

效果評價 一，本研究讓學(xué)生明確了設(shè)計的意義，知道設(shè)計圖一定要讓別人能夠看懂，自己在設(shè)計中可以采用畫圖和文字的形式，這樣可以互相補充。二，本研究有效地避免學(xué)生在操作過程中隨意修改設(shè)計、不按照設(shè)計施工的問題。三，本研究中，學(xué)生明確了設(shè)計者與施工者兩個角色的不同。對未來學(xué)生進入社會快速適應(yīng)角色提供了準備。

本研究應(yīng)該注意的一些問題

值得一提的是，“角色互換法”最好在中年級使用。這樣的優(yōu)勢在于：學(xué)生在低年級開始接觸到通過畫圖或者圖配簡單文字的形式來表達自己的想法；到了中年級，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的設(shè)計能力，能夠畫比較完整的設(shè)計圖；高年級之后，學(xué)生就會根據(jù)設(shè)計的特點嘗試用比較規(guī)范的方法進行設(shè)計。

（作者單位：北京教育科學(xué)研究院通州區(qū)第一實驗小學(xué)楊莊校區(qū)）