高瑩燕

摘 要 “技術(shù)與工程”是當(dāng)前小學(xué)科學(xué)新課程的新領(lǐng)域，是現(xiàn)階段科學(xué)教學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)?！缎W(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，技術(shù)與工程實(shí)踐活動(dòng)可以使學(xué)生體會(huì)到“做”的成功與樂趣，通過“動(dòng)手做”培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)探究的興趣，提高解決問題的能力。本文以《做個(gè)太陽能熱水器》例，通過“教學(xué)設(shè)計(jì)的針對(duì)性、教學(xué)活動(dòng)的目的性、教學(xué)活動(dòng)的思維性、實(shí)踐活動(dòng)的操作性、課堂活動(dòng)的拓展性”教學(xué)策略，指導(dǎo)學(xué)生參與設(shè)計(jì)和制作，提高學(xué)生運(yùn)用技術(shù)并用以解決生活中的實(shí)際問題能力，從而提升其科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 科學(xué)素養(yǎng) 技術(shù)與工程 小學(xué)教育

小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，通過學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦等實(shí)踐活動(dòng)，了解科學(xué)探究的具體方法和技能，理解基本的科學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和提出生活實(shí)際中的簡(jiǎn)單科學(xué)問題，并嘗試用科學(xué)方法和科學(xué)知識(shí)予以解決。這就要求我們教師把科學(xué)課堂的焦點(diǎn)置于讓學(xué)生主動(dòng)參與，通過親身經(jīng)歷，逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)收集和處理信息的能力，學(xué)會(huì)分析和解決問題的能力，從而提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以《做一個(gè)太陽能熱水器》為例，談?wù)勅绾卧诩夹g(shù)與工程課中設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效策略。

1 了解學(xué)生原有認(rèn)知，使教學(xué)設(shè)計(jì)更具針對(duì)性

1.1 課前收集資料

雖然很多學(xué)生家里有安裝太陽能熱水器，但是，學(xué)生并不了解太陽能熱水器的構(gòu)造、工作原理和材料。因此，學(xué)生需要關(guān)注和了解太陽能熱水器，為設(shè)計(jì)、制作太陽能熱水器做鋪墊。所以，第一步讓學(xué)生提前去收集有關(guān)太陽能熱水器的相關(guān)信息，這樣能夠有效幫助學(xué)生在腦海中初步建立原始模型。

1.2 全班交流信息

學(xué)生把收集到的資料，進(jìn)行全班交流：“我發(fā)現(xiàn)家里熱水器，沒有太陽的時(shí)候水不熱的”；“我只看到別人家的太陽能熱水器是斜著放的”；“我發(fā)現(xiàn)，陰天的時(shí)候，太陽能熱水器里也能放出熱水，我猜想里面肯定有個(gè)保溫的東西吧，是不是這樣的”……課堂上同學(xué)們暢所欲言，氣氛活躍。在課前調(diào)查了學(xué)生的前概念，可以更好地了解學(xué)生的真實(shí)想法。這樣的設(shè)計(jì)，使教學(xué)更有針對(duì)性。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然太陽能熱水器是生活中常用的物品，但是學(xué)生對(duì)它并不了解，其緣由：一是學(xué)生平時(shí)的的確確沒有去關(guān)心過太陽能熱水器，二是太陽能熱水器通常是安裝在屋頂上的，學(xué)生平時(shí)不太見得到。通過這樣一個(gè)課前調(diào)查活動(dòng)，可以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取信息的能力?？茖W(xué)的核心是發(fā)現(xiàn)，有了發(fā)現(xiàn)，才會(huì)有進(jìn)一步的思考。當(dāng)學(xué)生在交流過程，發(fā)現(xiàn)陰天時(shí)，有太陽能熱水器是熱水，推測(cè)保溫效果，也有太陽能熱水器是冷水，可能是其他原因。通過收集信息與交流，學(xué)生之間思維進(jìn)行了碰撞。

2 引導(dǎo)學(xué)生分析原理，使教學(xué)活動(dòng)更具目的性

在有關(guān)技術(shù)與工程這一類型課的教學(xué)中，我們通常會(huì)在提出問題后，讓學(xué)生小組討論，然后將設(shè)計(jì)思路畫下來，這樣的教學(xué)方法是非常有效的教學(xué)手段。雖然課前學(xué)生收集相關(guān)信息，但是學(xué)生對(duì)于太陽能熱水器的構(gòu)造和原理還是一知半解的，這就很容易導(dǎo)致在制作太陽能熱水器時(shí)，沒有過多的思考，便盲目操作。前面學(xué)生在交流匯報(bào)時(shí)，說到保溫措施的猜測(cè)與發(fā)現(xiàn)。這說明學(xué)生開始帶著問題來討論。思維是問題的開始，有了需要解決的問題，才能促進(jìn)學(xué)生積極思考。

活動(dòng)一：認(rèn)識(shí)太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)原理。

教師出示多媒體課件，展示太陽能熱水器主要構(gòu)造：集熱器、貯水箱、支架。集熱器是太陽能的核心部件，將光能轉(zhuǎn)化為熱能。貯水箱是太陽能儲(chǔ)存熱量的地方，集熱器產(chǎn)生的熱水在水箱里保存。支架，負(fù)責(zé)支撐固定水箱和集熱器的。

活動(dòng)二：了解太陽能熱水器的保溫措施。

介紹太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)：集熱管，保溫箱，支架。它的工作原理是吸收太陽能，然后將光能轉(zhuǎn)化成熱能。本課教學(xué)內(nèi)容的核心概念是要有效引導(dǎo)學(xué)生了解太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)和工作原理。因此，通過圖文并茂的教學(xué)方式，能夠幫助學(xué)生了解太陽能熱水器的構(gòu)造、原理。從而引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)自制太陽能熱水器時(shí)，主要從升溫與保溫這兩個(gè)方面進(jìn)行思考，為學(xué)生的活動(dòng)指導(dǎo)明確的方向。帶著這樣的目的來進(jìn)行教學(xué)，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識(shí)的能力，并且將新知識(shí)運(yùn)用于設(shè)計(jì)方案中，運(yùn)用于制作過程并貫穿整個(gè)活動(dòng)。

3 指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案，使探究活動(dòng)更具思維性

技術(shù)的核心是發(fā)明，這需要我們動(dòng)手之前先動(dòng)腦，動(dòng)腦是開展探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生思維能力的有效途徑。因此，在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)，我主要安排兩個(gè)活動(dòng)：首先，設(shè)計(jì)方案，思考影響太陽能熱水器升溫的因素。其次，在交流研討中激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)生生交流中思維火花的碰撞。

3.1 提出問題，做出假設(shè)

接下去研究“簡(jiǎn)易太陽能熱水器”，鼓勵(lì)大家開動(dòng)腦筋，做一位設(shè)計(jì)師。教師提出：“我們?cè)撛趺礃幼鲆粋€(gè)‘簡(jiǎn)易的太陽能熱水器？”同學(xué)們的想法很多：跟家里用的那種不一樣，比較簡(jiǎn)單的；給礦泉水加熱，就是了簡(jiǎn)單的太陽能熱水器；準(zhǔn)備盒子，棉布，塑料瓶，黑筆等，就可做簡(jiǎn)易太陽能熱水器。

經(jīng)過交流思考，學(xué)生對(duì)太陽能熱水器的設(shè)計(jì)有了一定的思路。為了能讓學(xué)生的思維更開闊，我繼續(xù)提問：“太陽能熱水器是靠什么來使水溫升高的？”“怎么樣使太陽能熱水器不僅熱得快，而且升溫高呢？”這些問題使得學(xué)生有了更多的想法：

·靠太陽光；

·把盒子涂黑，然后放幾面小鏡子，可以反光，因?yàn)槲矬w顏色越深，吸熱效果越好；

·多準(zhǔn)備一些棉布或者泡沫塑料，可以用來保溫；

·還可以用放大鏡；放大鏡可以把光匯聚，這樣升溫快一些；

·我們小組打算在玻璃瓶外面包一層黑色的紙，然后周圍放點(diǎn)棉布；

·我們覺得還是用金屬罐子比較好，因?yàn)榻饘俟拮痈尤菀孜鼰?。比如可樂罐?/p>

·可樂罐，那個(gè)口子沒有封住，水會(huì)漏出來，怎么辦？

·我們認(rèn)為，在同學(xué)們說的基礎(chǔ)上，可以加上覆蓋一層保鮮膜，然后，里面放錫紙，可以反光到塑料瓶上。因?yàn)槲胰ツ莻€(gè)大棚里摘草莓過，大棚里很熱的，所以我們猜想覆蓋保鮮膜，可以保溫的。還有，塑料瓶要斜著放，與太陽光垂直。

·我們還想到一個(gè)辦法，給瓶子再包裹一個(gè)暖寶寶，還要給暖寶寶涂黑。

·還得做個(gè)支架，把盒子立起來……

在課堂教學(xué)中，教師提出主干問題進(jìn)行研究，給學(xué)生大膽想象、假設(shè)的空間，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能。同時(shí)，教師為學(xué)生展示自我提供了充足的時(shí)間和空間，給學(xué)生表達(dá)自己的想法。

3.2 構(gòu)思方案，規(guī)劃具體

當(dāng)學(xué)生通過交流談?wù)摚谒季S碰撞中，總結(jié)了從顏色、材料、形狀、角度等幾個(gè)方面來設(shè)計(jì)太陽能熱水器后，學(xué)生開始著手設(shè)計(jì)圖紙。

選取其中四幅設(shè)計(jì)圖進(jìn)行交流評(píng)價(jià)，提出寶貴建議。通過設(shè)計(jì)圖紙，幫助學(xué)生建立科學(xué)概念和發(fā)展思維能力。當(dāng)學(xué)生對(duì)概念認(rèn)識(shí)通過設(shè)計(jì)圖來展示時(shí)，有利于學(xué)生的思維發(fā)展。學(xué)生間思維的差異，通過生生交流，幫助學(xué)生尋找設(shè)計(jì)圖背后的異同，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。

4 帶動(dòng)學(xué)生實(shí)踐探究，使實(shí)踐活動(dòng)更具操作性

4.1 學(xué)生活動(dòng)，分工合作

學(xué)生小組分工明確，團(tuán)結(jié)合作，是學(xué)生最上心、最熱鬧的一堂科學(xué)課。學(xué)生通過親身經(jīng)歷探究活動(dòng)，總結(jié)出真正屬于自己的科學(xué)結(jié)論。當(dāng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)踐探究產(chǎn)生了濃厚的興趣，并且有毅力去參與，他們就能很好地經(jīng)歷這樣的活動(dòng)。

4.2 學(xué)習(xí)他人，思維碰撞

二十分鐘過去了，有的小組升溫比較明顯，有的小組升溫不太明顯。此時(shí)如果教師打斷學(xué)生停下來講解，容易打斷學(xué)生的思維。因此，引導(dǎo)學(xué)生去其他小組進(jìn)行學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，是個(gè)不錯(cuò)的方法。當(dāng)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)時(shí)，迫切想要了解他人成功經(jīng)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生便會(huì)在這樣的交流和碰撞中，發(fā)現(xiàn)自己思維上的不足，學(xué)習(xí)同學(xué)的更有效的方法。

在這個(gè)過程中，教師作為學(xué)生的引路人，必須再次強(qiáng)調(diào)安全問題。教育學(xué)生，小組內(nèi)使用放大鏡需要注意的地方，千萬不可將放大鏡對(duì)準(zhǔn)眼睛看太陽。因?yàn)?，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程中，學(xué)生自主發(fā)展，有健康的生活，能夠珍愛自己的生命，是最重要的事。學(xué)生用自己交流的方法給太陽能熱水器加熱，雖然出現(xiàn)了很多問題。但是，有時(shí)候結(jié)論并不是最重要的，在這個(gè)探索過程中，學(xué)生經(jīng)歷的過程卻很有價(jià)值。

5 持續(xù)探究引領(lǐng)實(shí)踐，使課堂活動(dòng)更具拓展性

因?yàn)槭俏迥昙?jí)的學(xué)生，已經(jīng)具備了一定的科學(xué)知識(shí)，已經(jīng)形成了初步的探究能力，所以教學(xué)過程的設(shè)計(jì)比較開放。對(duì)于材料的選擇，水量的多少，角度的調(diào)整，全都交給學(xué)生去完成。在學(xué)生經(jīng)歷的收集太陽能，使自制太陽能熱水器升溫的過程中，10分鐘，20分鐘，30分鐘后，各小組太陽能熱水器水溫均有上升。

一節(jié)課40分鐘，學(xué)生在滿滿的收獲中下課了。但是，學(xué)生樂此不疲的學(xué)習(xí)精神持續(xù)著。雖然，經(jīng)歷探究的結(jié)果與預(yù)料的有出入，但是我不會(huì)簡(jiǎn)單地以實(shí)驗(yàn)成敗定成績(jī)，而是引導(dǎo)學(xué)生分析原因，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行再思考改進(jìn)和二次設(shè)計(jì)，如何讓太陽能熱水器升溫更快更高。這樣的安排既延續(xù)了學(xué)生的探究熱情，培養(yǎng)他們的觀察品質(zhì)，給學(xué)生自主探究和反思的空間，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。

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