工程實踐課應以問題為導向

史瑞娣 徐立新

小學科學中的工程實踐課是培養學生科學探究、技術設計、工程建造及數學運用等技能和思維的綜合性課程，是科學與工程、技術、數學等學科整合的課程。不管是技術的發明，還是工程的設計、數學的建模、科學的探究，都指向問題的解決。因而，工程實踐課應以問題為導向。

1.讓學生在問題中明確產品設計的科學原理。

工程實踐課的教學是建立在科學概念的基礎上的，每一件科技產品或每一次項目實踐中都蘊含著科學知識。教學時，教師可以通過提問，讓學生明確產品設計所需的科學知識和原理。

先觀察后提問。教學中，教師可先讓學生觀察產品，然后提問，啟發學生探究產品中的科學知識。如在《吹氣球神器》一課中，教師要帶領學生制作“吹”氣球的塑料瓶。教師按照學生的思路，制作了塑料瓶口套氣球這一簡單的“產品”，然后演示擠壓塑料瓶“吹”氣球的過程并讓學生觀察。接著追問：為什么擠壓塑料瓶能把氣球吹大，而松開塑料瓶，氣球又會變小呢？學生很快就明白了空氣的流動性特點，而探究空氣流動性的知識能夠為制作和改進吹氣球神器打下基礎。

先操作再提問。在學生已經有了一定實踐經驗的項目中，教師可以先讓學生動手做，在做的過程中學生必定會有思和疑，此時，教師針對學生的思和疑提問，會更利于學生明晰設計時所需的科學知識。如在《建橋梁》一課中，在測試完各小組的橋梁承重力后，教師啟發學生：為什么有的橋梁承重力大，有的卻很小呢？仔細觀察這些橋梁，想想這跟什么有關？學生探究后發現物體的形狀結構與承重力存在一定的關系，然后他們根據自己的發現對橋梁進行了改進。

2.讓學生在問題中聚焦產品設計的難點。

學生的創造是一種“再創造”，學生再創造產品的核心是設計，而設計的指向必定是產品的核心技術。針對核心技術進行追問，可以讓學生的思維聚焦產品設計的難點。

追問“怎么辦”，引導學生解決問題。設計的前提在于發現問題，設計的目標是解決問題。教師應當引導學生不斷地發現問題并尋找解決問題的方案。如在《吹氣球神器》一課中，教師主要讓學生通過語言描述來完成設計。氣球為什么吹不大呢？因為瓶中空氣有限。那要解決瓶中空氣不足的問題，該怎么辦呢？學生自然會想到在瓶身上戳洞。在測試的過程中，學生又發現擠壓塑料瓶時，空氣會從小洞中跑出來，那怎么辦？于是學生又想到了這樣的操作：擠壓時手指按住小洞，空氣只能跑進氣球而不會跑到瓶外；松手時，同時松開小洞，讓空氣再鉆進瓶中，這樣就解決了瓶中空氣不足的問題。后來學生發現，松手時，空氣同樣會從氣球里跑回瓶中。發現問題，教師應多問“怎么辦”，啟發學生思考，進而解決問題。于是，學生又想到松手時，另一只手捏住氣球口，防止空氣回流。這樣，空氣單向閥的雛形便逐步形成了。

追問“還能怎么辦”，引導學生多元設計。多元化設計就是要創新思路，在改進產品的過程中，尋求最佳的問題解決方案。教師除了會問“怎么辦”，還要會問“還能怎么辦”。比如在《吹氣球神器》一課中，如果按照前文描述的方案進行設計，那么需要兩只手相互配合，或者與同學合作來“吹”氣球，這非常麻煩。那么，我們還有更好的設計嗎？學生想到如果只讓空氣進入氣球，而不回流，那么吹氣球就省事多了。教師充分肯定了學生的想法，并讓學生在記錄紙上大膽設計這樣的裝置。學生最后設計出了簡易的空氣單向閥，從而巧妙地解決了空氣回流的問題，最終也制造出了吹氣球神器。

3.讓學生在對整個過程的反思中養成整體設計意識。

技術和工程領域的活動主要是運用科學和技術解決實際問題和制造產品。在整個活動中，教師不僅要幫助學生完整了解工程建造的基本步驟，還要注重培養學生環保、經濟、安全、合作等意識。

反思“你學會了什么”，引導學生反思整個設計過程。工程建造的基本步驟是提出問題、設計方案、制作產品、調試檢測、改進方案、完善產品。工程實踐課不僅要讓學生親歷工程建造的完整環節，體驗工程建造的全過程，還要鼓勵學生反思這個過程的得失，提出改進方法。

反思“怎樣讓產品更好”，培養學生的社會意識。在制作產品的過程中，教師要讓學生明白不僅要設計、制作產品，還要樹立環保、經濟、安全、合作等意識。比如在《彈跳玩具》一課中，教師安排小組長先選出切割員、安全員、實驗員和質量監督員。分工明確，各司其職，才能順利實施工程。由于接觸到切割機，安全提醒和監督又是必不可少的，教師用課件出示了安全提醒。其中，成本預算也是工程實施中的重要因素。教師要求各組節約紙板材料。下一個環節“研究彈跳高度與什么因素有關”，各組需要利用現有材料再制作玩具進行對比研究。因此，在切割時不能浪費紙板，要為下面的研究留有余地。再如在《建橋梁》一課中，教師要告訴學生，在一定的要求下，所用材料越多，橋梁固然越堅固，但在實際生活中，建一座橋梁是要進行經濟預算的。因此，在保證橋梁承重力達標的前提下，建造材料用得越少越好。