形象思維在科學(xué)技術(shù)教學(xué)中的體現(xiàn)

形象思維是用直觀形象和表象解決問(wèn)題的思維。20世紀(jì)80年代，我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森提出建構(gòu)思維科學(xué)的設(shè)想，主張把形象思維作為研究思維科學(xué)的突破口，并高瞻遠(yuǎn)矚地說(shuō)：“我們一旦掌握形象思維學(xué)，會(huì)不會(huì)用它來(lái)掀起又一次的技術(shù)革命呢？”

什么是技術(shù)呢？在小學(xué)科學(xué)課程中，技術(shù)是“指人們?cè)谧兏镒匀弧?shí)現(xiàn)物質(zhì)文化需要的過(guò)程中所創(chuàng)造、控制、應(yīng)用和改進(jìn)人工自然系統(tǒng)的目的性活動(dòng)序列或方式”。學(xué)生的技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)歷是以“設(shè)計(jì)”為核心的類似“工程師為了滿足人們需要”的人工物的制造過(guò)程。其一般模式為：技術(shù)目標(biāo)、技術(shù)設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)、改進(jìn)、完善、評(píng)價(jià)等。技術(shù)設(shè)計(jì)是人們圍繞技術(shù)目標(biāo)在頭腦中繪制解決技術(shù)問(wèn)題的藍(lán)圖或方案，屬于設(shè)計(jì)技術(shù)形態(tài)。技術(shù)制作、試驗(yàn)、改進(jìn)、完善，是人們將頭腦中的計(jì)劃付諸實(shí)施的過(guò)程，馬克思主義哲學(xué)實(shí)踐觀認(rèn)為“人能動(dòng)地改造客觀世界的物質(zhì)活動(dòng)即是實(shí)踐”。因此，筆者從技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)踐兩方面論述技術(shù)活動(dòng)中的形象思維。

技術(shù)設(shè)計(jì)中的形象思維

技術(shù)設(shè)計(jì)是人工物及其制造過(guò)程預(yù)先構(gòu)思方案、勾畫藍(lán)圖的創(chuàng)造性活動(dòng)。筆者從“人工物技術(shù)設(shè)計(jì)”和“流程技術(shù)設(shè)計(jì)”兩個(gè)角度論述形象思維在技術(shù)設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。

人工物設(shè)計(jì)中的形象思維 "在人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，天然物品已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，這就促使人們必須對(duì)自然物進(jìn)行加工制作，創(chuàng)造出豐富多彩的人工物品。人工物技術(shù)主要展現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu)，以其內(nèi)在品質(zhì)或技術(shù)結(jié)構(gòu)而具有滿足人們不同需求的功能。例如在“斜面”一課的學(xué)習(xí)中，教師創(chuàng)設(shè)解決問(wèn)題的需求情景：下雨了，需要把電動(dòng)自行車放進(jìn)房子里，但是房子門口有幾級(jí)臺(tái)階。怎么辦？如果直接徒手搬動(dòng)自行車比較費(fèi)力。“搬自行車”是需求，這就需要學(xué)生在頭腦中想辦法解決如何搬的問(wèn)題。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，滾動(dòng)比搬動(dòng)用的力氣小，自行車的車輪本身就是圓的，滾動(dòng)既方便又省力。問(wèn)題是滾動(dòng)是在一個(gè)平整的面兒上才能實(shí)現(xiàn)，于是學(xué)生在頭腦中建立起一個(gè)從地面到房門之間的“斜坡”的表象物。這種存在于大腦中的“適合搬運(yùn)自行車的斜坡”具有形象性，所以設(shè)計(jì)人工物的思維方式主要是形象思維。

流程設(shè)計(jì)中的形象思維 "以目的的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為組織線索，把目的性活動(dòng)所運(yùn)用的設(shè)備、操作技巧、運(yùn)行過(guò)程中諸環(huán)節(jié)等聯(lián)為一體就是流程技術(shù)。流程設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為一種特定的時(shí)間結(jié)構(gòu)，是對(duì)“實(shí)現(xiàn)目的性活動(dòng)先后序列”的安排。在技術(shù)活動(dòng)前，人在頭腦中計(jì)劃操作的順序和方法，并對(duì)其可能的操作結(jié)果進(jìn)行運(yùn)演，進(jìn)而對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行模擬、預(yù)測(cè)、修正和評(píng)估。例如學(xué)生學(xué)習(xí)釘釘子的過(guò)程。首先，左手將釘子放在木板上垂直扶正，右手持錘，用力錘擊釘帽。錘子錘擊釘帽之前，學(xué)生會(huì)在腦海中預(yù)演錘子敲擊釘帽的路線，并預(yù)判錘頭的落點(diǎn)，根據(jù)預(yù)判結(jié)果調(diào)整錘子起始位置。也就是說(shuō)，釘釘子在學(xué)生操作之前已經(jīng)存在“怎樣釘釘子”的設(shè)計(jì)。學(xué)生的大腦中不僅有錘子的形象、釘子的形象，還預(yù)設(shè)出錘子的運(yùn)行路線，可見流程技術(shù)活動(dòng)的設(shè)計(jì)是以形象思維為主的。

技術(shù)實(shí)踐中的形象思維

技術(shù)一詞的早期含義可理解為運(yùn)用工具（或徒手）的一系列連貫動(dòng)作，即定型化、規(guī)范化、程式化的手（或軀體）的靈巧動(dòng)作。其中，既包含外在的物化工具之巧妙，也包括運(yùn)用工具實(shí)現(xiàn)目的之技巧。物化工具是通過(guò)制作技術(shù)實(shí)現(xiàn)的;運(yùn)用工具是通過(guò)人的操作技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。因此技術(shù)實(shí)踐的過(guò)程分為制作技術(shù)和操作技術(shù)。

制作技術(shù)活動(dòng)中的形象思維 "操作者按照設(shè)計(jì)技術(shù)形態(tài)所描繪的結(jié)構(gòu)、程序，把實(shí)物材料實(shí)際組裝起來(lái)并進(jìn)行調(diào)試，就是制作技術(shù)。制作技術(shù)形態(tài)是一個(gè)以“如何做”為軸心的實(shí)際制作過(guò)程，其成果是人工物的出現(xiàn)。例如“制作簡(jiǎn)易照相機(jī)”一課中，學(xué)生根據(jù)對(duì)簡(jiǎn)易照相機(jī)結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)，用紙盒、卷紙芯、描寫紙和凸透鏡進(jìn)行制作活動(dòng)。學(xué)生要對(duì)紙盒進(jìn)行加工改造制作機(jī)身：在紙盒的頂面上剪一個(gè)大小和紙筒直徑相同的圓孔。去掉紙盒的底面，粘上將半透明狀的描寫紙當(dāng)作屏幕。學(xué)生在卷紙芯的一端用膠條纏繞固定凸透鏡，當(dāng)作鏡頭。最后，將“鏡頭”插進(jìn)“機(jī)身”的圓孔內(nèi)。學(xué)生制作過(guò)程中的操作對(duì)象“紙盒、卷紙芯、凸透鏡”具有形象性，拉伸“鏡筒”調(diào)試照相功能等操作方法同樣具有形象性，所以制作技術(shù)活動(dòng)中的思維形式主要是形象思維。

操作技術(shù)中的形象思維 "制作技術(shù)只是作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的產(chǎn)物被實(shí)際的制作出來(lái)，其潛在功能尚未充分展現(xiàn)。只有交付“用戶”實(shí)際使用，置于人的操縱和控制之下才能發(fā)揮出應(yīng)有的效能。人們操縱和駕馭物化技術(shù)體系的動(dòng)作技能、方法、措施、程序等，稱為操作技術(shù)。操作技術(shù)形態(tài)是由操作者的一系列動(dòng)作構(gòu)成的，都是手腦并用的過(guò)程。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的技術(shù)，一是“對(duì)自然物或人工物的操作”，二是“通過(guò)對(duì)自然物的操作形成再造物或創(chuàng)造物”。無(wú)論是自然物還是人工物都是有具體形象的，所以形象思維是技術(shù)活動(dòng)的主要思維形式。

（作者單位：北京市通州區(qū)玉橋小學(xué)）