基于技术体验的初中科学教学方式探讨

杨封友

技术是利用、改造和保护自然的手段，技术与社会总是互动地发展，技术产品影响着生活的每一个细节，如体温计、吸尘器、抽油烟机、磁悬浮列车……现在，技术教育逐渐受到了世界各国政府、科技界和教育界的重视，也逐渐成为了学校教育的一部分，本文就基于技术体验的初中科学教学方式作些探讨。

一、初中科学技术理解型教学

技术理解型教学指的是教师通过引导学生对技术产品进行观察、质疑、交流、试用，使学生知道产品功能，掌握使用规则，形成相应操作技能，从而理解技术的构成要素，并初步体验技术魅力，其教学步骤通常如下：

现以“温度计的教学”为例，对技术理解型教学的基本过程说明如下。

1观察产品，明确结构。教师适当介绍技术背景，引导学生从不同角度、按一定顺序观察产品的基本元件、组装方式，从而明确产品结构。如，在教学温度计时，可先简单介绍普通温度计的发明故事，然后让学生两人一组观察温度计，说出所见所想。在此起彼伏的回答声中，学生逐渐明确了温度计主要由内装水银的玻璃泡、内径极细的圆形玻璃管组成，管上标有刻度，从刻度上可看出测量范围和最小刻度。在这一过程中，教师除关注观察结果外，还尤需注意观察方法的指导。

2质疑交流，领会意图。在观察的基础上，让学生对产品的构造、特点等要素进行质疑设问，并通过生与生、生与师之间的交流，领会装置的工作原理、设计意图。如，观察温度计后，教师先示范设问：“温度计的玻璃管为什么制成圆柱形”?经讨论后，学生明确了圆柱形可以起放大镜作用，便于看清液面位置。然后，让学生针对观察结果提出问题并相互回答。这样，“如何确定0℃和100℃”、“泡大径细有什么好处”、“能否用其他液体”、“温度计为什么能测出物体的温度”等问题逐渐出现，在不断地提出问题并交流观点的过程中，学生对温度计的原理、设计奥妙也就逐渐得以理解。

3尝试运用，掌握规则。当学生知道原理、领会意图后，可先通过个别演示、集体观察、规则争辩的方式，让演示者充分暴露操作过程，让观察者发现不规范之处，从而掌握操作要领，形成规则意识；然后以小组为单位让学生进行技术实践，体验操作规则，训练操作技能，在组员互评中纠正不规范操作，实现技术体验与合作意识的双丰收。如，在领会温度计设计意图后，让一名学生上台用温度计测出烧杯中的热水温度，其他学生对其操作的恰当与否进行评估，并让持不同意见的学生再上台演示，直至纠正了不规范操作，掌握了操作要领。然后分小组进行温度计的使用体验，并引导学生进行技术总结。在这一过程中，教师要积极旁观，适时适当指导，对学生的“违规”现象，不要急于干涉、批评指责，要适度提示、宽容理解；对学生的意外结果，不要武断扼杀，要合理引导。

在上述教学过程中，从观察中发现问题，“回到”技术诞生的年代讨论交流、理解技术，通过实践操作形成技能、体验技术。但具体采用怎样的步骤让学生理解技术产品的结构，要根据被理解对象的难易程度来确定。

二、初中科学技术改进型教学

技术改进型教学是教师先让学生以“吹毛求疵”的态度，列举技术产品存在的缺点，然后针对缺点，提出以现有物品的原型为“模特”的改进设想，从而使学生认识设计思想，同时经历技术发明的创造过程，其教学步骤通常如下。

现以“体温计的教学”为例，对其教学基本步骤阐述如下。

1观察产品，列举缺点。在学习普通温度计后，让学生讨论：“若用普通温度计来测量我们的体温，存在什么问题?”经一段时间的讨论，有学生答道：“不能离开人体读数，使用不方便”、“测量范围太大，没有必要”。为了进一步列举缺点，教师提醒道：“对人来说，与正常体温相差1℃就会很不舒服，大家不妨想想对测量精度的要求。”此时，许多学生又发现了另一缺点：普通温度计的最小刻度为1℃，若用于测量体温，则误差太大。在这一过程中，教师要设置核心问题，让学生展开讨论，并要对学生的困难给予适当的提醒，以帮助他们尽可能多地发现产品存在的缺陷。

2提出设想。点拨论证。当列举了普通温度计用于测量体温存在的问题后，让学生针对缺点逐一讨论改进的方法。并适时点拨、相互论证。如，针对测量精度问题，教师问道：“怎样改造温度计可提高测量的精度?”一位学生提出：“增大玻璃泡的容积”，教师追问：“你能说说这样想的依据吗”；也有学生认为：“把玻璃管内径做得更细些”、“换用热胀冷缩更明显的液体”、“在常用温度计的两条刻度线之间再加九条线”。此时，教师引导学生对各种方法进行评价：“大家觉得这些想法是否可行?又会带来什么新的问题?”许多学生对“两条刻度线之间再加九条线”提出了质疑，认为即使线很细能画下，人眼也无法区分；也有学生认为，管子太细了，眼睛看不清楚。面对新的问题，再让学生想办法解决。在这一过程中，学生既经历了技术创新的过程。又锤炼了技术创新的方法。面对学生的疑惑与方案，教师要及时地将问题进行分解。并引导学生对方案进行评价。

3实践检验，完善产品。改进产品缺陷的设想，需要通过实践检验，才能确认是否真能弥补缺陷、完善产品。如，把玻璃管内径做得更细是否真能提高测量的精确度，可先引导学生得出推论：因为V_变化＝Sh_变化，当V_变化保持不变，s越小，h_变化将越大；然后。让学生利用内装液体的小药瓶、粗细不同的吸管，分组设计装置检验内径做细的效果；不一会儿，学生就组装成如图一所示的装置，并用手分别加热药瓶，观察吸管内液面的变化情况，以检验实际效果；最后，让学生观察体温计，比较与普通温度计的差异，再寻找玻璃体温计的不足之处，从而完善对技术产品的认识。这一过程中，学生从理论走向实践，从动脑走向动手，在手脑并用的过程中理解了产品构造对产品功效的影响。当然，在一堂课中，不可能对每一设想都进行实践检验，确定检验项目，要评估其必要性、可行性；安排实践环节，要依据学力水平，遵循自主、合作、探究等原则。

又如，在教学“滑轮组”时，当知道滑轮组的工作原理及使用方法后，让学生讨论如何改进滑轮组可提高机械效率。经讨论，大家认为减轻动滑轮的质量、减轻绳重、适当减少绳与滑轮间的摩擦有利于提高机械效率，尤其是对绳与轮间摩擦的利弊争辩，有助于学生辩证思维的形成。

总之，列举缺点时，要敢于大胆怀疑。当然，这种怀疑应当有科学的根据。要从各个不同的角度去观察、去质疑。列举缺点实际上就是发现问题，发现创造正是为了解决存在的问题。所以，每当发现一个缺点，提出一个问题的时候，也就是找到了一个发明的课题。能不能使用缺点列举法，关键在于不断克服安于现状、得过且过、凑凑合合和惰性心理，努力培养和提高善于发现问题、提出问

题、解决问题的能力。

三、初中科学技术设计型教学

技术活动的核心环节是技术设计，技术设计的一般过程如下：

从中我们可以发现，技术设计的核心过程大致可分为技术预测、技术孕育、技术试验三个循环往复的阶段，需求是源动力，新产品是终极目标。技术设计型教学是根据实际需求，让学生在分析预测技术发展趋势、评估技术后果的基础上，构想技术原理，设计评估技术方案，并制造技术产品，从而体验技术创新的全过程，其教学步骤通常如下：

例如，在教学“氢气的制取”时，可变介绍装置为引导学生“设计制造”装置，其基本过程如下。

1明确任务，分析预测。教师出示锌粒和稀硫酸，告知两物质发生反应会产生氢气，当学生观察物质状态、板书化学方程式后，教师揭示任务：设计一套以锌粒和稀硫酸为原料的制氢气装置。此时，不要急于让学生开始设计，而是先引导学生设想：“大家认为怎样的制氢气装置比较好?”学生答道：“简易的”、“安全的”、“易于控制的”、“方便的”、“能制取大量氢气的”、“能避免爆炸的”……当学生预测了设计方向后，教师再追问：“在这许多的要求中哪些是最必需的?哪些最难以实现?”然后由学生讨论确定。在这一过程中，教学目标是引导学生分析技术目的、技术难点，预测技术设计方向，评估技术后果。

2构想设计，史流评估。在设计方向确定后，教师可利用多媒体展示常用仪器，让学生独立或小组合作设计制氢气装置，教师巡视、指导并组织学生进行相互评估，设计制氢气装置的师生活动程序及设计成果演变过程如

学生是怎样“造”装置的呢?他们最先想到的是图1、2、3；图1、2、3虽简易，但反应与气体导出不可控制，想到了加夹子控制氢气导出的图4；但图4产生的氢气会使管内气压过大，造成事故，于是，想到了图5的疏导减压方法；图5有人提出浪费氢气，于是，想到了图6套气球的收集方法；因气球膨胀有限，想到了图7插入液面的堵气法；堵气后会使稀硫酸倒流人气球，想到了图s的长颈漏斗；当液体全被压上后，外界空气有可能进入，想到了图9,将锌粒置于有孔塑料板的上方，夹住橡皮导管稀硫酸就会倒流人漏斗，当试管内稀硫酸液面低于塑料板与锌粒不接触，反应就停止，打开夹子反应就发生，而漏斗下端管口始终浸没于稀硫酸中；也有人独辟蹊径，想到了图10提拉锌粒的方法，经提示改铁丝为铜丝，变成了图¨；也有人对发生容器进行了改变，想到了图12、13，其中图13还兼具图9、11的优点。

在这一技术孕育过程中，教师主要扮演组织者、协调者、引导者的角色，当学生取得部分设计成果后。可通过个体反思或集体交流，进行可行性预测、利弊分析及价值评价，明确继续设计的方向，教师要给学生充足的时间，不要急于求成。

3研制试验，鉴定完善。设计完成后，让学生利用器材组装所设计的制氢气装置，并试验制氢气的效果，以鉴定是否达到设计目标。若未能实现预期效果，则需进行技术反思，再重新进行改进完善；若达到要求，则可思考“能否用其他器材代替”、“能否变得更简易”、“是否有更好的方案”等问题，实现技术的拓展与思维的延伸。

又如，在教学“液体内部压强”时，当学生知道显示水对容器底部和側壁有压强的方法后，让学生讨论“如何呈现液体内部的压强”。此时，有学生很快就想到了如图三所示的两种方法：A、B中橡皮膜向上凸是由于液体内部存在压强。为给学生的设计提供帮助，教师出示图四压强计中的橡皮管和带膜金属盒两部件，问：“借助它能否帮助我们看见水内部的压强呢?”一名学生设想：“把橡皮管插入水中，盒上的橡皮膜可能会向外鼓。”演示发现真得向外鼓了，教师追问：“这与哪种方法类似?”生答道：“方法B”。另一学生设想：“把金属盒放入水中，橡皮膜可能会凹进去”，教师演示时追问：“不容易观察呀，如何改进呢?”有学生提出：“把橡皮管也插入水中，看是否有气泡冒出。”教师把橡皮管插入液体，发现没有冒气泡。学生很快纠正道：“要先把橡皮管插入水中，再把金属盒逐渐放入水中”。演示发现真的冒气泡，且深度越深，冒出的气泡越多。教师又问：“数气泡挺麻烦的，往上提时就没有气泡了，能否再改进一下?”学生出现了冷场，教师出示装有红墨水的U形玻璃管，提示道：“若把两者结合在一起，从哪儿可观察水内部有压强?”此时，许多学生顿悟：看管内两侧液面的高度差可判断液体内部压强的大小。至此，压强计也就在师生的讨论中“制造”了出来，学生对压强计也就不但知其然，还知其所以然了。

其实，技术体验不单是对技术要素的把握，不是单纯的技能训练，它还应是思想方法的体悟、综合思维的锤炼、人文情感的熏陶。开展基于技术体验的初中科学教学，要依据技术的难度及追求的目标，灵活选用理解型、改进型、设计型等教学方式；要以探究的思路，引领学生理解技术、实施改进与创造；教师不能急于求成，要给学生足够的时间，让他们在“冷场”中思索，在“错误”中明理，在“争执”中澄清，融合对科学、技术和社会的理解，体验他人或自己技术创新的全过程，提高运用技术“计划和行动”的能力，成为“产品”的领悟者和创造者。

参考文献

[1]黄军英等译，美国国家技术教育标准技术学习的內容，北京：科学出版社，2003，

[2]中华人民共和国教育部制订《科学(7～9年级)课程标准》，北京：北京师范大学出版社，2001.

[3]郑青岳，技术教育在科学教育史中的意义，中学物理教学参考，2008(11).

(责任编辑孙晓雯)