合理把脉，让“怎么做”再深入些

朱小琴

“工程与技术”领域是《义务教育小学科学课程标准》新增的重要内容，理应需要教师给予必要的关注和足够的重视。“工程与技术”领域重在解决“做什么”“怎么做”，对于学生设计与创造能力提出更高的要求。所以，进行“工程与技术”教学时，对于“怎么做”，我们不能停留在单纯的技能指导或走过场上，而应通过有效的教学设计，引导学生深入思考，深入探索，深入实践，这样才能让学生真正体验“动手做”的成功和乐趣。

苏教版教材中的专项学习《像工程师那样》，旨在让学生有机会经历一次丰富而完整的工程活动过程。教学时，我通过开展“自制望远镜”活动，引导学生经历类似工程师一样的活动过程：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进、展示交流，在活动过程中凸显“在思中做”“在做中思”的理念。

教学片段一：设计望远镜的镜片

师：（出示单筒望远镜）听说这种望远镜是由两个孩子发明的，有一天，他们拿着两片透镜在手上玩，发现远处的东西仿佛就在眼前。同学们，你知道他们手上可能拿的是哪两块透镜呢？

生：我觉得物镜可能是凸透镜，目镜是凹透镜。

生：我觉得物镜、目镜都是凸透镜，因为凸透镜有放大的作用。

师：还有其他想法的吗？

生：我觉得物镜、目镜可能都是凹透镜。

生：我觉得物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。

师：我们用A表示凸透镜，用B表示凹透镜，那么物镜和目镜的组合一共有四种：AB、AA、BA、BB。同学们，你们觉得那两个小朋友手上到底拿的是哪两块透镜呢？先请小组讨论、商量一下，然后把你们的组号贴在你们支持的“设计方案”后面。

（学生分组讨论，选择的物镜和目镜组合方式如图1。）

图1  学生选择的物镜和目镜组合

师：同学们，下面把你们的设计方案与大家分享一下。

生：我们是第3小组。我们组认为放大镜是凸透镜，有放大的作用，所以我们组认为物镜就应该是凸透镜。

生：我们是第9小组，我们的想法和他们有点相同，望远镜要把远处的物体看清楚，所以一定要把远处的物体放大。

师：你们为什么认为BB这种组合就不能成功呢？

生：我们认为，凹透镜不仅不能放大物体，而且还将物体缩小，所以我们认为不可能。

师：同学们，听了大家的交流，请各小组再次商讨一下，如有修正的小组，请组长上黑板修正一下。

设计意图：制作一个成功的望远镜，关键之一就是要有合适的物镜和目镜的组合。所以，本环节运用板书图帮助学生考虑透镜的所有可能的组合，通过“小组讨论”“师生讨论”引导学生交流设计方案，再次修改设计方案，经过深入思考的设计才具有价值。

教学片段二：设计望远镜的镜筒

师：同学们，判断大家的方案到底能否成功，最好的解决办法是按照设计方案来做一做、试一试。我们需要哪些材料呢？

生：我们需要两块透镜和一个镜筒。

师：（出示凹透镜、凸透镜、纸筒、一个带孔的塑料盖） 同学们，纸筒用来做镜筒，那这个带孔的塑料盖对你们的制作有帮助吗？

生：可以把凸透镜、凹透镜先固定在塑料盖上，然后可以盖在纸筒上。

（学生分组按照自己的设计方案选择材料、动手制作。）

师：同学们，望远镜制作完成了，我们应该怎么来判断自制的望远镜是否成功？

生：看远处的物体要很清楚。

生：看远处的物体好像到了眼前，看上去变大了。

师：好的，我们就以“把远处的物体拉近、看清楚”作为制作成功的标准。

（学生测试，把测试结果贴在黑板上）

师： 同学们，通过测试，你们有什么发现？

生：我发现同样是选择AB透镜组合，有的小组成功，有的小组不成功。

生：我发现只有选择AB透镜组合的小组才有成功的。

师：是呀！同样是选择AB透镜组合，为什么有的小组成功，有的小组没有成功？

生：我觉得可能跟镜筒有关系。

生：我也发现我们组的镜筒与他们组的镜筒长度不一样。

师：那到底是不是跟镜筒的长度有关系呢？你有解决的办法吗？

生：我们可以找一个长的镜筒、一个短的镜筒来试一试。

生：我觉得要多找几种长度来试试。

师：还有更简单的解决办法吗？

生：我们可以用伸缩的镜筒。

师：好主意！我这里有两个直径不一样的纸筒，你有办法吗？

（学生演示伸缩镜筒，把直径小一些的纸筒插入直径稍大的纸筒。）

师：好的，现在请边操作边按照下面的观察要求，进行观察测试：1.要求镜筒变化为“短—长—短”，仔细观察，你看到的树叶有什么变化？2.量出观察到的树叶最清楚时的镜筒长度。

（学生分组领取材料、制作、观测。）

设计意图：合适的镜筒长度是自制望远镜成功的另一个关键，为了突破这个重点，教师运用“解决问题”的方式，引导学生将单筒镜筒向可以伸缩的镜筒逐步推进，从而让学生认识到要想成功制作一件作品是需要不断思考、不断改进的。

教学片段三：探究镜筒长度的秘密

师：同学们，刚才观察到的树叶最清楚的时候，你们量出镜筒的长度是多少厘米？

生：我们组大约是20厘米。

生：我们组19.8厘米。

师：是的，这个最合适的镜筒我也量了一下，大约20厘米。

生：为什么镜筒大约20厘米的时候看得最清楚呢？

师：同学们，这种透镜组合的望远镜叫伽利略式望远镜，仔细观察，镜筒的长度与望远镜的物镜、目镜的焦距有怎样的关系？

生：镜筒长度是20厘米，正好是物镜焦距30厘米减去目镜焦距10厘米。

生：我发现：镜筒长度是物镜焦距减去目镜焦距的差。

师：如果你拿到的物镜焦距60厘米，目镜焦距20厘米，那镜筒应该设计多长呢？

生：镜筒长度大约是40厘米。

设计意图：“怎么做”是工程与技术领域内容教学的核心，但是“怎么做”绝不能停留在“做”的表层，学生通过自制望远镜的活动，不仅要会“怎么做”，而且“为什么”这么做也是不可忽视的。

教学反思

1.“怎么做”方案设计要有梯度

在方案设计环节，我们通常的做法是為学生提供必要的一些材料和工具，然后让学生画出或写出自己的想法。有效的方案设计需要引导学生根据设计的难点梯度而不断提升，如自制望远镜时，教师紧扣“透镜组合”“镜筒长度”引导学生进行有梯度的设计，逐步提升，只有这样才能激发学生深度思考与设计。

2.“怎么做”动手制作要有坡度

通过平时的课堂观察，我们会发现很多时候学生在课堂内是无法完成自己设计的作品的。究其原因，学生的动手能力、解决问题的能力较弱，而且这种能力需要长期训练，因此“怎么做”动手制作要有坡度训练，由课内向课外延伸，课内对于制作的难点可以提供支架，降低坡度，课内有了成功的经验，课外再让学生继续自我制作挑战。

3.“怎么做”工程思维要有深度

“工程与技术”教学，目标不应定位在学生是否完成作品制作，而应定位在通过作品制作学生有没有获得新发现。如自制望远镜活动中，发展学生思维深度的点有很多，如伽利略式望远镜的镜筒长度与什么有关？同样的透镜组合，为什么有的能成功、有的不能成功？物镜、目镜都是凸透镜，这样的望远镜的镜筒大约有多长？只有有了深度的思考，学生的作品制作才会显得更有意义。

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