體驗原初技術理解高技術

江衛園+葉寶生

小學科學教育，既希望兒童認識高技術，又了解技術的最新發展。在小學科學課程中，包含有像飛行技術、航天技術和克隆技術等這樣的復雜技術和高技術。但這些高技術都蘊含復雜或高深的科學原理，小學生還不具備或不可能具備這些知識。在小學科學教學中，如何幫助小學生理解這些高技術。本文以《飛機》一課為例，進行理論分析和實踐探索。

一、在小學科學課程中高技術的性質

考察技術發展歷史，在技術發展的早期，人們通過反復嘗試，經過不斷試錯，積累成功的經驗，形成某種技術。這種技術不是以科學為先導的，而是以經驗為基礎的，稱為經驗技術。小學科學課程中，像《制作紅果醬》這樣的食品加工技術，像《電池》這樣的技術產品應用的技術，都屬于經驗技術。換言之，都是不需要知道科學原理，就可以進行技術操作和體驗，進行技術理解的課程。

高技術蘊含著復雜和深奧的科學原理。對人類來說，是科學原理指導下的技術，但對小學生來說只能觀察其結構，認識其功能。我們進行了“關于飛機你都知道什么”的課前調查發現：學生大多能說出飛機的大致結構，如有機身、機翼、可能有發動機做動力；直升機有機身、螺旋槳、可能有發動機做動力；知道飛機能飛與機翼有關系；能說出多種飛機的用途（功能）；會提出飛機那么重為什么能飛的問題等。這樣的高技術，對小學生而言，不知道其中的科學原理，只能去認識其功能。也就是說，基于人類的發明成果和經驗去認識和理解的技術，對小學生也屬于經驗技術。即可以不知道科學原理，但可以通過其實現的功能去理解的技術。因此，小學科學課程中的高技術是可以認識理解的經驗技術。

二、回溯技術發展史，尋找原初技術

每一個具體技術，都是從簡單到復雜，存在一個結構和功能不斷完善的發展過程。飛行技術初始階段在哪呢？人類飛翔的夢想一直激勵著勇敢者不斷地探索，從風箏、到“翼人”滑翔，從直翼飛機到螺旋翼飛機。客機、戰斗機、直升機、武裝直升機，各種各樣的無人飛機。在大氣中的飛行器，有兩種結構是普遍具有的，一個是直翼，或說平行翼；另一種是螺旋翼。

現代飛機，不管結構多么復雜、性能多么先進、功能多么變化，其依托的基本結構卻只是簡單的直翼和螺旋翼。作為小學科學教學，存在小學生可以操作的直翼和螺旋翼嗎？看看小學生玩的紙飛機、竹蜻蜓，這些簡單的玩具，正是我們尋找的飛行技術的最基本技術，也就是我們尋找的這種高技術的原初技術。

三、建立原初技術與高技術的表征聯系

技術的成果是物化的產品。不管是制造技術物，還是技術裝置，都要通過設計和制作過程。在設計過程，我們將頭腦中想象的制造物，用語言或者圖形表達出來。而頭腦中的這些制造物，就是技術的形象或表征。在制作過程，又將這些形象或表征與具體的操作物相協調，根據形象或表征的聯系進行技術物的組織，最終實現技術產品。也就是說，技術過程是對技術形象和表征的操作過程。對技術過程的理解也是以這種現象和表征的聯系為基礎的。

飛行技術的原初技術具體表現為紙飛機和竹蜻蜓。紙飛機的技術表征是紙翼，竹蜻蜓的技術表征是扭曲的木片或塑料片。選擇現代飛行技術的兩個典型，客機和直升機。客機的技術表征是平行機翼，直升機的技術表征是螺旋機翼。在飛行過程中，紙翼對應平行機翼，扭曲的木片對應螺旋機翼。建立原初技術表征與高技術表征的聯系，為體驗原初技術，理解高技術的教學設計確立了指導思想。

四、體驗原初技術，理解高技術

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

當擲紙飛機時，紙飛機會飛起來；兩只手夾住竹蜻蜓的柄用力一搓，竹蜻蜓也會飛起來。但是二者的飛行方式不同，紙飛機是滑翔，直升機是旋轉著上升。飛行一段時間后，紙飛機和竹蜻蜓都會落下來，力量大一些，飛行時間會長一些。因為人手給它們的動力不足以支撐它們飛行更長的時間。學生感受紙飛機和竹蜻蜓的區別是結構不同、飛行方式不同；相同的地方是都能飛、起飛時都需要動力、動力不足時會落下來等。

提出問題：如何保持長時間飛行呢？答案是：需要持續的充足的動力。此問題的回答，建立了理解高技術的基礎。

五、通過結構功能，理解技術目的

紙飛機和竹蜻蜓的結構使它們實現了飛行的功能。現代飛機已經飛行在空中，達到了人類空中運輸的目的。它們實現飛行功能的基本結構是什么樣的？出示紙飛機、竹蜻蜓和一些不同飛機的圖片，請學生選擇，哪種飛機的飛行方式、結構與紙飛機一樣？哪種飛機的飛行方式、結構和竹蜻蜓一樣。學生比較后發現，所有的直升機結構、飛行方式與竹蜻蜓一樣，固定翼飛機的結構和飛行方式都和紙飛機一樣。通過這樣的分類過程，把玩具和飛機建立了聯系，也就是把原初技術與復雜高技術之間建立聯系。學生認識到：原來我們熟悉的紙飛機、固定翼飛機的結構與功能一樣，竹蜻蜓、直升機的結構與功能一樣，只不過固定翼飛機和直升機結構、動力等更加復雜了。

通過對機翼結構的認識，理解不同結構實現不同的功能。根據功能不同，人類制造了可以達到各種實際目的的各種類型的飛機。

六、建立技術發展時間軸，理解技術性質

上面以《飛機》一課為例，探討了小學科學教學中，體驗原初技術理解復雜高技術的思想與策略。有以下收獲：學生從原初技術體驗開始，參與度高；在深入分析紙飛機、竹蜻蜓的基礎上，通過分類、看視頻等活動建立了紙飛機與飛機、竹蜻蜓與直升機之間的聯系，最終以此為基礎認識到飛機與直升機結構與功能的關系；這種從原初技術體驗開始，認識高技術發展歷史，從而認識與理解高技術，對于小學生認識理解復雜的高技術是一種有效的方式。