莫让设计图变成摆设

王新春

在技术与工程领域，工程的关键是设计。而设计图就是设计的灵魂，是学生建模的基础和依据。经过长期的观察和实践，笔者发现，设计图在小学科学课堂中的地位十分尴尬，绝大多数学生在制作模型的时候将设计图作为一种摆设，不按设计图来制作模型。这让设计环节变成了一种形式，失去了设计的价值和意义。那么，如何让学生有意识地根据设计图来制作模型呢？笔者以《用纸造一座“桥”》一课为例，来谈一谈自己的认识。

优化设计方案，降低按图制作的难度

设计是为制作服务的，好的设计不但要考虑建筑的牢固程度，还要考虑建造的时间和成本。然而很多学生在设计的时候往往只考虑前者，使设计图中的设计难度过大，从而增加了按图制作的难度。此外，学生的思维基本停留在平面图形上，缺乏立体空间的想象能力，這也会导致设计与制作脱轨。因此，我们需要为学生搭建一些“脚手架”，降低按图制作模型的难度。

1.简化设计图，降低按图制作的难度

学生在绘制设计图时，往往把关注点放在设计图的精美程度、结构的牢固程度上。事实上，他们忽视了一个重点：自己能否在规定的时间里、在有限的材料下完成这些复杂的设计。我们常常可以看到由于设计图难度太大，有些小组无法做到按图制作模型;由于时间有限，有些小组只完成了整体结构的一部分;由于报纸的数量限制，有些小组最后发现材料不足，无法继续制作。种种现象都在提示我们需要简化设计图。只有降低设计图的难度，让学生在设计的时候充分考虑制作的时间和成本，他们才能更好地按图制作模型。

在设计之前，先对如何设计出科学、合理的设计图进行头脑风暴。让学生初步意识到设计是为制作服务的，并不是越复杂的设计就越优秀。在工程设计中不但需要考虑工程建造的牢固性，还要考虑工程的时间和成本。有了这样的思考，学生在设计的时候才会有意识地简化自己的设计图，为按图造桥提供基础。

2.分解设计图，降低按图制作的难度

制作是由局部到整体的一个过程，设计图也需要考虑局部和细节的设计。很多时候，不是学生不想参考设计图，而是在制作的时候发现无图可依。正因为如此，他们不得不边做边思考，边做边设计，最终使作品与设计图相差甚远。这容易导致恶性循环，久而久之，学生将不再关注设计图，认为设计图可有可无。此外，只有整体、没有局部的设计图不利于分工合作，降低了制作的效率。

基于这样的理解，笔者认为将设计图进行分解和细化是很有必要的。在可操作的前提下，设计图越详细，学生越容易按图制作模型，越容易分工合作，在降低制作难度的同时提高制作的效率。改进后的设计方案如表1。

新的设计方案不仅保留了纸桥的整体构造设计，还引导学生从纸桥的桥面、桥面上部、桥墩三大组成部分来开展设计。这样的设计方案有三个好处：第一，有助于学生更加全面、更加清晰地梳理自己的设计思路;第二，分工明确，每一个人都参与到纸桥的制作中来，提高了效率;第三，在设计方案的引导下，有助于学生把桥的上部构造、桥墩的构造融入设计中，使作品更具美感。

当学生拥有完整、细致的设计图可以参考时，设计图将变成工程建造的“详细说明书”，而不会是一个摆设。

3.物化设计图，降低按图制作的难度

传统的设计图以平面设计为主，而纸桥模型是立体的，这就导致设计图不能全方位地体现出模型的构造。再加上学生的空间想象能力有限，使得按图建模的难度大大增加。这个时候，我们可以灵活地改进设计图的模式，比如用实物模型设计代替图纸设计。

学生可以用意面和超轻黏土来进行设计（如图1），也可以用吸管、胶枪和胶棒来开展设计（如图2）。相对于传统的纸上平面设计，实物模型设计更具趣味性、立体性和直观性。值得一提的是，实物模型设计所需的时间并不比图纸设计多很多，具有很好的可行性。用实物模型设计代替图纸设计符合学生的认知特点，有利于降低按图制作模型的难度。

巧借榜样力量，激发按图制作的意识

设计图成为摆设的内在原因在于学生对按图建造的重要性不甚了解。学生不了解工程师是如何工作的，不了解设计图在工程师心中的重要地位，更不了解脱离设计图的建造会带来哪些后果。因此，我们需要让学生了解这些，让他们从内心深处去认可按图建造的必要性。要达成这一目标，可以借助工程师的“示范”作用。

师：工程师们在建造的时候会注意些什么呢？我们来听一听工程师们的建议。

（工程师：同学们，我们在建造的时候都会遵守一个非常重要的规定，那就是严格按照设计图的设计来建造，不能随意更改设计图哦。随意更改设计图，会使建筑的结构发生改变，有崩塌的危险哦。）

师：工程师给了我们什么建议？

生：要严格按照设计图的设计来建造。

生：更改设计图会有危险。

师：如果随意更改设计图，会给整个工程带来什么后果？

生：会浪费时间，因为他们会边造边想。

生：有可能会增加成本。

生：有可能会不安全，设计图中画的结构很坚固，而边做边画设计出来的结构会改变，安全系数可能会降低。

师：是的，每个工程师必须按设计图中的设计来建造。

一个小小的情境，让学生初步了解到工程师是如何对待设计图的，意识到不按图建造是有危害的，是不负责任的。学生只有从内心深处去认可按图制作模型的必要性，才能对设计图更加重视，才能更好地发挥设计图的作用。

完善评价量表，保障按图制作的成效

有效的评价是学生建模的保障。笔者认为，在比较纸桥承重能力的同时，还可以从成本、分工合作、作品与设计图的相似度等方面进行评价，用具体的、可操作的评价量规来敦促学生更好地调整设计图的难度，更好地按图制作模型。具体的评价量规如表2。

在评价量表的引导下，学生会更加注重制作模型的成本，设计的时候就不会过于复杂;会更加重视分工合作，进一步提高制作的效率;会更有意识地提醒自己多看看设计图，从而更好地利用设计图，像工程师一样按图建造。当工程设计、工程建造中有了评价量表，学生才能更好地找准方向，才能收获更多成功的喜悦。

通过实践发现，当学生开始重视设计图、开始使用设计图的时候，模型制作的时间会大幅度地减少，模型的质量会大幅度地提升。长此以往，按图制作模型的思想将深深地扎根在每一个学生的心里。

浙江省宁波市海曙区古林镇薛家小学（315176）