以“六真”为指导设计小学科学技术活动

江卫园

我国全日制义务教育小学科学（1-6年级）课程标准，首次把技术与工程作为一个独立的领域提出来，把科学课程内容划分为四大领域，即：物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程学。经过几年的理论和实践研究，我们掌握了技术与工程类课程教学的特点，并认识到有效开展技术活动能够培养学生的技术素养，提高学生运用科学知识、运用技术原理解决实际问题的能力。下面以小学科学课程中的“简单机械单元”为例，讨论以“六真”为依托，培养学生技术素养的方法。

真情境、真问题

文喆在《我的教育科研经验》一文中这样阐述：“真问题和假问题的区别在什么地方，什么叫真问题？什么叫假问题？我认为真问题和假问题的根本区别在于：真问题是从教育实践中抽出来的，假问题是在逻辑上推演来的。”从教学实践的角度看，真问题是学生提出来的具有研究价值的问题，是孩子心中的疑惑，是孩子想要找到答案的問题。因此只有在设计学科实践活动内容的时候找到真问题，才能培养学生解决问题的能力和实践能力，才能实现我们最终追求的目标。

例如：学生学习完“简单机械”单元后，我给学生出示了这样一个情境，图片中有一口井和一个水桶，教师提问：水桶打满水后重10千克，你能把这桶水从井中提上来吗？学生尝试过后发现提不动。接下来老师追问：怎样能够方便省力地把一桶水提出来？最后引导学生通过轮轴原理、杠杆原理、滑轮原理设计不同的方法提水。用真情境、真问题的理念去分析这个问题，就能发现，怎样能够方便省力地把一桶水从井中提出来是一个假问题。首先北京的孩子很少能够接触到水井，即使有水井，家长为了孩子的安全也绝不会让孩子去用绳子提水。所以这个问题是老师强加给孩子的，不是孩子想解决的问题，因此孩子们的研究就没有任何的价值，研究兴趣也不会很高。

在一次带学生参观北京植物园时，我和孩子们意外发现了曹雪芹故居中一个有趣的装置：下面是一口井，两边是架子，架子的上面有一个类似定滑轮的装置。孩子们都围在清代取水装置前面讨论古人到底是怎样从20米深的井下把水提上来的。这就是一个关于怎样从井中提水的真问题啊！回到学校后，我们努力通过各种设计实验解决这个真问题。

真思考、真设计

在小学科学课程中，设计怎样从井中提水的装置属于“技术与工程领域”，需要遵循技术设计的模式：提出研究问题、制定技术目标、进行技术设计、制作、试验、改进、完善、评价等。通过观察、分析，学生发现：这个装置的上面有一个木轴，木轴上有一块半圆的木块，在半圆木块的中间留有经常使用的痕迹——深深的凹槽。这很像是简单机械中的定滑轮。古人是用滑轮提水的吗？怎样才能省力、方便地把水提出井来呢？

定滑轮属于简单机械单元，学生已经了解了滑轮的特点，并知道了滑轮可以分为定滑轮、动滑轮、滑轮组三种。定滑轮，使用时，滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。动滑轮，使用时，滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离。滑轮组由定滑轮跟动滑轮组成，既省力又可改变力的方向。

学生通过参观提出了研究问题，接下来就需要设计、还原提水装置。在设计过程中，教师不做过多的指导，只是在学生有需要的时候适当进行点拨。设计结束后，学生在实验室用简单机械盒中的材料进行模拟实验，确定提水装置能够把水省力、方便地提出来。结论是：学生在实验室运用定滑轮、动滑轮、滑轮组都能把水提出来，使用滑轮组的同学最多，因为它既省力又能改变用力方向。

真实践、真收获

孩子的设计到现实生活中能够顺利应用吗？我要求他们把设计还原到现实生活中，结果问题出现了：滑轮组因为动滑轮在运动过程中不方便，一个人完不成任务，这显然是不行的，平时打水不可能必须两个人去;动滑轮因为水桶必须悬挂在动滑轮上，不能打水被否定了;绳子到底需要多长？使用定滑轮打水，人如果站在和水桶相反的位置拉动绳子，一点都不省力啊，怎么办？当一个个实际问题摆到了学生的面前，孩子忽然发现，自己在实验室中成功的设计，放到现实生活中打水不行了。这是为什么呢？其实这也是设计转化为现实物品的一个难点。

这个实践活动，其实有三个并列的活动：定滑轮、动滑轮、滑轮组，哪种最适合日常生活中打水？在这个实践活动之前，学生已经学过了滑轮一课。知道了定滑轮不省力但能改变用力方向，动滑轮省力但不能改变用力方向，滑轮组既省力又能改变用力方向。在学生的潜意识中，动滑轮或滑轮组一定是合适的方法，因为它们都能够省力，可实践活动的结果，却是孩子们却不看好的定滑轮。这就使孩子们把科学原理、技术原理与生活实际紧密地联系起来，深刻感受到我们在进行设计的过程中，不能只看实验室中的试验结果，更要理论联系实际，选择最适合的方法。

真情境、真问题，真思考、真设计，真实践、真收获，每一步对于孩子来说都是挑战，他们运用学过的知识，一点一点地解决着自己提出的问题，潜移默化中，思维更开阔了，方法更巧妙，能力也提高了，技术素养在实践中逐步形成。

（作者单位： 北京市通州区永顺镇中心小学）