在小學(xué)科學(xué)課開展工程技術(shù)活動(dòng)，能使學(xué)生有機(jī)會(huì)綜合所學(xué)的各方面知識(shí)，觀察了解各種材料的性質(zhì)，學(xué)習(xí)使用工具，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和制造東西，讓學(xué)生體會(huì)到“做”的成功和樂(lè)趣，養(yǎng)成通過(guò)“動(dòng)手做”解決問(wèn)題的習(xí)慣，關(guān)注周圍技術(shù)世界的發(fā)展，體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的影響。下面以《做個(gè)太陽(yáng)能熱水器》一課為例，談?wù)勅绾卧诮虒W(xué)中開展工程技術(shù)教育。

一、引入任務(wù)

上課一開始，我就向同學(xué)提出：“同學(xué)們，科技節(jié)要到了，學(xué)校的科技室要辦展覽。你們能設(shè)計(jì)制作一個(gè)太陽(yáng)能熱水器去展覽嗎？”聽到可以參加科技節(jié)展示，同學(xué)們躍躍欲試。我提出了明確的要求：太陽(yáng)能熱水器至少能裝200毫升的水；要利用容易得到的材料；盡可能在15分鐘內(nèi)使水的溫度升上去；具有加熱冷水、保溫這兩個(gè)基本的功能。這是個(gè)有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，如果不經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)，學(xué)生是難于確定解決問(wèn)題的方法和步驟的，他們必須不斷嘗試不同的解決方案，尋求最佳的解決方法。

二、指導(dǎo)設(shè)計(jì)

1.給孩子設(shè)計(jì)提供支撐點(diǎn)

設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，學(xué)生的思維要有支撐點(diǎn)。提出任務(wù)后，我設(shè)計(jì)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)給學(xué)生的設(shè)計(jì)提供知識(shí)支撐。

一是引導(dǎo)孩子復(fù)習(xí)、交流、歸納前面所學(xué)：深色物體比淺色物體升溫快，表面粗糙的物體比光滑的物體升溫快，與太陽(yáng)光垂直角度擺放的升溫快等。

二是讓孩子觀看太陽(yáng)能熱水器的圖片，了解太陽(yáng)能熱水器的基本結(jié)構(gòu)：由太陽(yáng)能集熱器、絕熱貯水箱、連接管、支架和控制系統(tǒng)組成；了解太陽(yáng)能熱水器的工作原理是利用集熱器吸收太陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過(guò)儲(chǔ)水箱將熱水儲(chǔ)存，通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)出熱水。

2.引導(dǎo)孩子畫設(shè)計(jì)圖，不斷完善設(shè)計(jì)方案

我繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考，小組交流設(shè)計(jì)方案：怎樣畫設(shè)計(jì)草圖？為了使熱水器盡快升溫，需要考慮哪些問(wèn)題？可以采取哪些措施？制作需要哪些材料，如何獲?。坎⒔Y(jié)合工程師如何設(shè)計(jì)制作一種物品的案例，讓孩子明確：工程技術(shù)的核心是設(shè)計(jì)，創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的靈魂，每一項(xiàng)設(shè)計(jì)都需要不斷地完善。繪畫設(shè)計(jì)草圖，是把我們的創(chuàng)意和構(gòu)想用圖的形式表達(dá)出來(lái)，制作時(shí)就可以按照?qǐng)D紙進(jìn)行。圖紙可以不斷修改，設(shè)計(jì)圖要圖文結(jié)合，不僅要用簡(jiǎn)圖畫出我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品的形狀與結(jié)構(gòu)，還要標(biāo)明我們使用的材料。集熱和保溫是做太陽(yáng)能熱水器時(shí)要考慮的核心問(wèn)題，要選擇一些吸熱快的材料和保溫的材料。

由于任務(wù)開放，引導(dǎo)細(xì)致，學(xué)生的思維很活躍，通過(guò)小組合作交流、反復(fù)修改，終于完成了他們的設(shè)計(jì)方案。學(xué)生的設(shè)計(jì)各種各樣，歸納起來(lái)主要有兩類：一類像書上的塑料瓶那樣，既是集熱器又是保溫箱；一類像真正太陽(yáng)能熱水器那樣，有太陽(yáng)能集熱器（塑料黑管）、絕熱儲(chǔ)水箱和冷熱水進(jìn)出管。

三、反復(fù)調(diào)試

為了給學(xué)生足夠的時(shí)間設(shè)計(jì)與制作，這個(gè)活動(dòng)我分為兩個(gè)課時(shí)。第一課時(shí)，布置任務(wù)和制訂設(shè)計(jì)方案。課后學(xué)生準(zhǔn)備所需的材料，教師提醒孩子，工程設(shè)計(jì)還要考慮成本問(wèn)題，所以材料最好使用身邊常見、容易得到的，在能達(dá)到效果的情況下盡量節(jié)約。第二課時(shí)，孩子們帶上他們需要的材料進(jìn)行制作。我給他們充分的時(shí)間，鼓勵(lì)他們測(cè)試——改進(jìn)——再測(cè)試——再改進(jìn)，個(gè)別小組確實(shí)有困難時(shí)，我才給予指導(dǎo)。

學(xué)生要把他們的設(shè)計(jì)變成實(shí)物，熱情高漲。有個(gè)小組纏繞黑色塑料管，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是螺旋纏繞，在制作時(shí)卻改成側(cè)U形，問(wèn)其原因是怕水流不出來(lái)，他們解釋“因?yàn)樗峭铝鞯摹?，后?lái)他們發(fā)現(xiàn)其他組螺旋纏繞，水也能輕松流下。

有個(gè)小組在黑色的塑料管外套上無(wú)色透明的塑料管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水溫沒(méi)辦法上升，問(wèn)他們?yōu)槭裁匆變筛芰瞎?，他們的理由是“更保溫些，我們家里用的太?yáng)能熱水器的集熱管就是兩層的”。我讓他們?cè)俅斡^看太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)圖，他們明白了家里用的太陽(yáng)能熱水器的集熱管是真空集熱管，能吸熱又防止散熱，而兩個(gè)塑料管套在一起，管間有空氣，空氣阻止熱進(jìn)入里面的管，所以水不能被加熱。后來(lái)他們把外面的塑料管拿掉再試，水溫上去了，激動(dòng)得跳了起來(lái)。

有個(gè)小組設(shè)計(jì)時(shí)管外沒(méi)有覆蓋保鮮膜，后來(lái)看到其他組覆蓋了保鮮膜，他們也嘗試了，還做了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)相同時(shí)間內(nèi)溫度差了近兩度。還有個(gè)小組很有創(chuàng)意地用塑料管設(shè)計(jì)了一個(gè)控制出水的開關(guān)。從這個(gè)活動(dòng)中，我深刻地體會(huì)到，學(xué)生是天生的“設(shè)計(jì)師”，我們要勇于放手讓他們?nèi)プ?、去嘗試！

四、交流展示

在觀察交流的基礎(chǔ)上，對(duì)他人的產(chǎn)品提出自己的意見和建議，也是工程技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在所有學(xué)生制作的產(chǎn)品測(cè)試完成后，我組織各組展示、匯報(bào)，要求別人匯報(bào)時(shí)要注意傾聽、思考，等他們匯報(bào)完后，可以提出自己的意見和建議。

有個(gè)小組匯報(bào)時(shí)展示他們制作好的太陽(yáng)能熱水器，說(shuō)明15分鐘溫度上升多少度和他們?yōu)槭裁催@樣設(shè)計(jì)：塑料瓶既是集熱器又是保溫箱，用塑料瓶裝水，容易讓太陽(yáng)光照射進(jìn)去，可以減少熱量外流，起到升溫和保溫的雙重作用；在盒子里面涂黑色，是為了吸收更多的太陽(yáng)能；盒內(nèi)瓶子的背面貼錫紙是為了加強(qiáng)反射，讓透過(guò)瓶子的太陽(yáng)光反射回瓶子，減少熱量外流；盒子的蓋用透明保鮮膜，既可以讓太陽(yáng)光進(jìn)入，又減少盒內(nèi)的熱量向外輻射；瓶子周圍用塑料泡沫包起來(lái)，是為了保溫；把裝塑料瓶的盒子支起來(lái)，可以改變角度，保持陽(yáng)光能直射。另一小組對(duì)他們的設(shè)計(jì)提出建議：錫箔紙可以揉皺，這樣可以反射更多的太陽(yáng)光。五年級(jí)的孩子居然了解了漫反射的原理！通過(guò)交流得知，原來(lái)孩子與家長(zhǎng)交流了他們的設(shè)計(jì)，并上網(wǎng)了解了漫反射的原理。

有個(gè)小組匯報(bào)：他們把黑色塑料管纏繞固定在卡紙上，作為集熱器；黑色塑料管是為了吸收更多的熱能；卡紙上圍有揉皺的錫箔紙，把更多的光反射到塑料管上；管上覆蓋透明保鮮膜，既可以讓太陽(yáng)光進(jìn)入，又減少內(nèi)部的熱量向外輻射；加熱后的水流入儲(chǔ)水杯（一次性塑料杯）。有小組建議他們?cè)诒饷姘贤亢诘膱?bào)紙，可以保溫和吸收熱量；杯上做個(gè)蓋子，只有一個(gè)入水洞和插溫度計(jì)的洞，防止加熱后的水又變冷等。

孩子們對(duì)提建議的小組表示真誠(chéng)的感謝。有同學(xué)說(shuō)我們小組做的太陽(yáng)能熱水器不是最好的，課后我們還要繼續(xù)修改；有同學(xué)說(shuō)這個(gè)活動(dòng)讓我知道了制作前要先畫設(shè)計(jì)圖；有同學(xué)說(shuō)長(zhǎng)大后我要當(dāng)工程師，設(shè)計(jì)制作出更多有用的產(chǎn)品……這些不正是我們科學(xué)教育所期待的嗎？

福建省泉州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)（362000）

責(zé)任編輯　劉紹江