以“問(wèn)題解決”路徑可視化，促“技術(shù)與工程”探究實(shí)踐

何再紅

【摘 要】本文落實(shí)技術(shù)與工程問(wèn)題的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生真實(shí)問(wèn)題的解決能力。

【關(guān)鍵詞】技術(shù)與工程 探究實(shí)踐

“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，改變了學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，讓學(xué)生綜合所學(xué)的各方面知識(shí)，像工程師一樣思考和解決問(wèn)題。它雖不以直接培養(yǎng)各領(lǐng)域工程師為目標(biāo)，但開(kāi)始關(guān)注學(xué)生工程技術(shù)素養(yǎng)的提升。

教科版四年級(jí)下冊(cè)《模擬安裝照明電路》一課是典型的技術(shù)與工程類(lèi)科學(xué)課。分析教材內(nèi)容后，我們不難發(fā)現(xiàn)，本課分為“應(yīng)用”和“創(chuàng)造”兩個(gè)活動(dòng)。（1）應(yīng)用，以設(shè)計(jì)一個(gè)房間照明電路為工程任務(wù)，明確兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制兩盞燈作為限制條件，應(yīng)用前面所學(xué)的電路知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)活動(dòng)。（2）創(chuàng)造，利用模擬材料來(lái)完成電路的連接安裝，在實(shí)踐活動(dòng)中掌握電路連接的新技術(shù)——讓兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制兩盞燈就必須要有兩個(gè)回路。本文將以這一課為例，遵從技術(shù)與工程領(lǐng)域的核心思想設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，落實(shí)解決工程問(wèn)題的基本程序“聚焦任務(wù)—設(shè)計(jì)制作—交流評(píng)價(jià)”，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用工程思維解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生真實(shí)問(wèn)題的解決能力。

一、聚焦任務(wù)，激發(fā)解決問(wèn)題熱情

實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)鍵就是動(dòng)機(jī)——“我要做什么”。學(xué)生有了正確的動(dòng)機(jī)、預(yù)定的目標(biāo)，才能自覺(jué)地設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、搭建……而創(chuàng)設(shè)真實(shí)的工程問(wèn)題情境，確定任務(wù)目標(biāo)，會(huì)直接影響學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的興趣。

1.創(chuàng)設(shè)情境，需求導(dǎo)向。

技術(shù)產(chǎn)品的問(wèn)世是從需求開(kāi)始的。因此，課一開(kāi)始，筆者開(kāi)門(mén)見(jiàn)山，直奔主題，創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)的工程問(wèn)題情境——房間里需要安裝2盞燈。以“當(dāng)一名小小工程師，為同伴的房間設(shè)計(jì)照明電路”為情境，貼近學(xué)生的實(shí)際生活，成為學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)需動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也能讓學(xué)生體會(huì)到工程與技術(shù)服務(wù)于我們的生活。

2.解讀任務(wù)，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)。

對(duì)任務(wù)目標(biāo)有正確的理解是工程順利完成的關(guān)鍵。在創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境之后，筆者并不著急讓學(xué)生動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)，而是放慢腳步，出示“設(shè)計(jì)電路圖”的任務(wù)目標(biāo)與要求（如下圖），并詢(xún)問(wèn)學(xué)生：“仔細(xì)閱讀任務(wù)，你有什么不明確的嗎？”比如，“分別控制”這一目標(biāo)，部分四年級(jí)的學(xué)生難以從字面上理解，如果得不到有效指導(dǎo)，容易在后續(xù)活動(dòng)中手足無(wú)措。因此，筆者通過(guò)討論、演示等多種方式，幫助學(xué)生理解具體的任務(wù)要求，將有趣的情境轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的挑戰(zhàn)任務(wù)，不僅為后續(xù)的實(shí)踐活動(dòng)指明了方向，還充分激發(fā)了學(xué)生積極探求和解決問(wèn)題的主動(dòng)性。

二、設(shè)計(jì)制作，經(jīng)歷解決問(wèn)題過(guò)程

工程與技術(shù)的核心是設(shè)計(jì)與制作，這些是工程師解決問(wèn)題的基本方法。為了達(dá)成一個(gè)特定的目標(biāo)，工程師首先要進(jìn)行設(shè)計(jì)，即在頭腦中形成一個(gè)最佳的產(chǎn)品樣式，然后開(kāi)始進(jìn)行制作模型。教學(xué)中，我們要注意讓學(xué)生自主解決實(shí)際問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)、制作過(guò)程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)嘗試解決實(shí)際問(wèn)題，是學(xué)生提升解決問(wèn)題能力的良好契機(jī)。

1.設(shè)計(jì)方案，基于問(wèn)題解決。

設(shè)計(jì)方案是學(xué)生解決問(wèn)題的第一步，是讓學(xué)生針對(duì)實(shí)際任務(wù)，綜合運(yùn)用各種知識(shí)為解決所遇到的問(wèn)題展開(kāi)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)有計(jì)劃解決實(shí)際問(wèn)題的能力。經(jīng)過(guò)前期電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道怎樣連接一個(gè)電路和怎樣用開(kāi)關(guān)來(lái)控制電路的通和斷。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生圍繞任務(wù)目標(biāo)“兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制兩盞燈”，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行組內(nèi)討論，確定初步設(shè)計(jì)方向。同時(shí)在多次討論中，面對(duì)他人的質(zhì)疑和建議，學(xué)生對(duì)初步的方案形成一個(gè)螺旋上升的認(rèn)識(shí)，對(duì)任務(wù)要求和限制條件形成一個(gè)更清晰的理解，從而形成更深思熟慮的設(shè)計(jì)方案，并繪制初步設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖的呈現(xiàn)，讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)使問(wèn)題解決方案可視化，幫助學(xué)生將內(nèi)隱的思維過(guò)程外顯，提升學(xué)生的思維品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。

2.量表引領(lǐng)，滲透制作要素。

技術(shù)與工程課中學(xué)生需要更多的時(shí)間和空間進(jìn)行自主探索，但如果教師盲目放手，會(huì)讓學(xué)生陷入無(wú)所適從的迷惘中。如何引導(dǎo)學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間主動(dòng)探索？在方案設(shè)計(jì)之后，筆者將評(píng)價(jià)量表前置，對(duì)設(shè)計(jì)和制作活動(dòng)提出方向性意見(jiàn)。

（1）“設(shè)計(jì)與安裝”的評(píng)價(jià)項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)生形成正確的工程思維。教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，工程師設(shè)計(jì)制作時(shí)會(huì)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行模型安裝，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案失敗時(shí)會(huì)先修改自己的設(shè)計(jì)，然后再按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安裝，因此安裝的實(shí)物圖應(yīng)該與設(shè)計(jì)的電路圖保持一致。

（2）能點(diǎn)亮兩個(gè)燈泡并且分別控制，是本次實(shí)踐活動(dòng)的任務(wù)目標(biāo)。它指向作品的達(dá)成程度，并且分成兩個(gè)不同層次的目標(biāo)評(píng)價(jià)。

（3）通過(guò)“線路清晰”“連接穩(wěn)定”的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，讓學(xué)生在活動(dòng)中體驗(yàn)工程師在制作一件產(chǎn)品時(shí)除了考慮基本功能，還要考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、美觀、成本等。

評(píng)價(jià)量表的內(nèi)容設(shè)計(jì)，不僅要有知識(shí)與技能的評(píng)價(jià)，更要關(guān)注工程與方法的評(píng)價(jià)。制作之前評(píng)價(jià)量表的介入，讓學(xué)生經(jīng)歷一次有意識(shí)、有目的、有方法的問(wèn)題解決過(guò)程，在長(zhǎng)時(shí)間、大空間中自主管控、主動(dòng)調(diào)整，在反思和改進(jìn)中提升技術(shù)實(shí)踐能力。

3.物化測(cè)評(píng)，經(jīng)歷試錯(cuò)過(guò)程。

設(shè)計(jì)只是意圖，而制作是將意圖轉(zhuǎn)化為實(shí)體的過(guò)程。從學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)中筆者觀察到，只有少數(shù)小組能夠一次性成功設(shè)計(jì)制作“由兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制兩盞燈”的電路連接，絕大多數(shù)學(xué)生需要一個(gè)不斷嘗試的過(guò)程。

因此，在制作環(huán)節(jié)筆者給學(xué)生充分的時(shí)間在組內(nèi)表達(dá)交流、試驗(yàn)修改，失敗后二次設(shè)計(jì)制作、三次設(shè)計(jì)制作……學(xué)生經(jīng)過(guò)一次次實(shí)踐、一遍遍試錯(cuò)，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并嘗試提出問(wèn)題解決的方案，經(jīng)歷問(wèn)題解決的過(guò)程。在物化測(cè)評(píng)過(guò)程中，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、不斷推進(jìn)方案的完善，可以促進(jìn)知識(shí)技能的綜合遷移，讓解決問(wèn)題過(guò)程可視化，使思維逐漸向前推進(jìn)。

三、交流評(píng)價(jià)，豐富問(wèn)題解決體驗(yàn)

在活動(dòng)結(jié)束后，筆者要求學(xué)生以作品的形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。學(xué)生迫不及待地想要展示，得到恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。此時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思與評(píng)價(jià)，讓學(xué)生在交流中碰撞出智慧的火花，不斷生成問(wèn)題，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

1.展示交流，升華實(shí)踐過(guò)程。

展示交流環(huán)節(jié)中“怎么交流”“交流什么內(nèi)容”，對(duì)于四年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)還有一定的困難，需要教師多加引導(dǎo)。本節(jié)課中為解決這一問(wèn)題，筆者在分享交流之前為學(xué)生搭建了展示交流的腳手架——（1）演示：兩盞燈是否都能亮起來(lái)；（2）演示：一個(gè)開(kāi)關(guān)控制一盞燈；（3）說(shuō)一說(shuō)：遇到了什么困難，怎么解決，如何改進(jìn)。展示交流活動(dòng)中，在回顧小組解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生感性的、粗淺的想法逐步細(xì)膩化、理性化，享受問(wèn)題解決后成功的愉悅。

2.多元評(píng)價(jià)，完善實(shí)踐活動(dòng)。

及時(shí)、積極、有效的評(píng)價(jià)，會(huì)對(duì)學(xué)生的發(fā)展起到重要、不可估量的作用。評(píng)價(jià)缺位，學(xué)生就得不到應(yīng)有的表?yè)P(yáng)；激勵(lì)不夠，就會(huì)影響學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)的熱情。因此，筆者運(yùn)用自評(píng)與互評(píng)相結(jié)合的方式展開(kāi)評(píng)價(jià)活動(dòng)，將科學(xué)的評(píng)價(jià)理念進(jìn)一步落實(shí)到實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展中?？傊u(píng)價(jià)活動(dòng)讓問(wèn)題解決成果可視化，促進(jìn)學(xué)生自我的不斷完善，使其獲得創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的良性發(fā)展。