工程实践课应以问题为导向

史瑞娣 徐立新

【关键词】科学;工程实践;问题语境;设计意识;再创造

【中图分类号】G623.6  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2021）43-0079-02

小学科学中的工程实践课是培养学生科学探究、技术设计、工程建造及数学运用等技能和思维的综合性课程，是科学与工程、技术、数学等学科整合的课程。不管是技术的发明，还是工程的设计、数学的建模、科学的探究，都指向问题的解决。因而，工程实践课应以问题为导向。

1.让学生在问题中明确产品设计的科学原理。

工程实践课的教学是建立在科学概念的基础上的，每一件科技产品或每一次项目实践中都蕴含着科学知识。教学时，教师可以通过提问，让学生明确产品设计所需的科学知识和原理。

先观察后提问。教学中，教师可先讓学生观察产品，然后提问，启发学生探究产品中的科学知识。如在《吹气球神器》一课中，教师要带领学生制作“吹”气球的塑料瓶。教师按照学生的思路，制作了塑料瓶口套气球这一简单的“产品”，然后演示挤压塑料瓶“吹”气球的过程并让学生观察。接着追问：为什么挤压塑料瓶能把气球吹大，而松开塑料瓶，气球又会变小呢？学生很快就明白了空气的流动性特点，而探究空气流动性的知识能够为制作和改进吹气球神器打下基础。

先操作再提问。在学生已经有了一定实践经验的项目中，教师可以先让学生动手做，在做的过程中学生必定会有思和疑，此时，教师针对学生的思和疑提问，会更利于学生明晰设计时所需的科学知识。如在《建桥梁》一课中，在测试完各小组的桥梁承重力后，教师启发学生：为什么有的桥梁承重力大，有的却很小呢？仔细观察这些桥梁，想想这跟什么有关？学生探究后发现物体的形状结构与承重力存在一定的关系，然后他们根据自己的发现对桥梁进行了改进。

2.让学生在问题中聚焦产品设计的难点。

学生的创造是一种“再创造”，学生再创造产品的核心是设计，而设计的指向必定是产品的核心技术。针对核心技术进行追问，可以让学生的思维聚焦产品设计的难点。

追问 “怎么办”，引导学生解决问题。设计的前提在于发现问题，设计的目标是解决问题。教师应当引导学生不断地发现问题并寻找解决问题的方案。如在《吹气球神器》一课中，教师主要让学生通过语言描述来完成设计。气球为什么吹不大呢？因为瓶中空气有限。那要解决瓶中空气不足的问题，该怎么办呢？学生自然会想到在瓶身上戳洞。在测试的过程中，学生又发现挤压塑料瓶时，空气会从小洞中跑出来，那怎么办？于是学生又想到了这样的操作：挤压时手指按住小洞，空气只能跑进气球而不会跑到瓶外;松手时，同时松开小洞，让空气再钻进瓶中，这样就解决了瓶中空气不足的问题。后来学生发现，松手时，空气同样会从气球里跑回瓶中。发现问题，教师应多问“怎么办”，启发学生思考，进而解决问题。于是，学生又想到松手时，另一只手捏住气球口，防止空气回流。这样，空气单向阀的雏形便逐步形成了。

追问“还能怎么办”，引导学生多元设计。多元化设计就是要创新思路，在改进产品的过程中，寻求最佳的问题解决方案。教师除了会问“怎么办”，还要会问“还能怎么办”。比如在《吹气球神器》一课中，如果按照前文描述的方案进行设计，那么需要两只手相互配合，或者与同学合作来“吹”气球，这非常麻烦。那么，我们还有更好的设计吗？学生想到如果只让空气进入气球，而不回流，那么吹气球就省事多了。教师充分肯定了学生的想法，并让学生在记录纸上大胆设计这样的装置。学生最后设计出了简易的空气单向阀，从而巧妙地解决了空气回流的问题，最终也制造出了吹气球神器。

3.让学生在对整个过程的反思中养成整体设计意识。

技术和工程领域的活动主要是运用科学和技术解决实际问题和制造产品。在整个活动中，教师不仅要帮助学生完整了解工程建造的基本步骤，还要注重培养学生环保、经济、安全、合作等意识。

反思“你学会了什么”，引导学生反思整个设计过程。工程建造的基本步骤是提出问题、设计方案、制作产品、调试检测、改进方案、完善产品。工程实践课不仅要让学生亲历工程建造的完整环节，体验工程建造的全过程，还要鼓励学生反思这个过程的得失，提出改进方法。

反思“怎样让产品更好”，培养学生的社会意识。在制作产品的过程中，教师要让学生明白不仅要设计、制作产品，还要树立环保、经济、安全、合作等意识。比如在《弹跳玩具》一课中，教师安排小组长先选出切割员、安全员、实验员和质量监督员。分工明确，各司其职，才能顺利实施工程。由于接触到切割机，安全提醒和监督又是必不可少的，教师用课件出示了安全提醒。其中，成本预算也是工程实施中的重要因素。教师要求各组节约纸板材料。下一个环节“研究弹跳高度与什么因素有关”，各组需要利用现有材料再制作玩具进行对比研究。因此，在切割时不能浪费纸板，要为下面的研究留有余地。再如在《建桥梁》一课中，教师要告诉学生，在一定的要求下，所用材料越多，桥梁固然越坚固，但在实际生活中，建一座桥梁是要进行经济预算的。因此，在保证桥梁承重力达标的前提下，建造材料用得越少越好。

（作者单位：江苏省宜兴市新庄小学;江苏省宜兴市城北小学）