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"再设计":技术设计课教学中的关键环节(省科学论文二等奖)

"再设计":技术设计课教学中的关键环节(省科学论文二等奖)

作者:富圣江      时间:2015-5-1      点击数:

  "再设计":技术设计课教学中的关键环节
  瓯海区南白象鹅湖小学富圣江
  摘要:"再设计",是技术设计课教学中的关键环节。但实际教学中,我们往往在作品制作过程的再设计中存在随意性,由于课堂时间的不足导致作品后续的再设计缺失,课堂上忽视了再设计的独特性。在技术设计课中,"再设计"包括对初步设计的再设计、在制作过程中的再设计和作品初步完成后的再设计。再设计的课堂定位、制作过程中的小组指导、评估与改进中的再设计、再设计的课外拓展等四个维度是运用"再设计"发展学生技术设计能力的有效教学策略。
  关键词:技术设计;再设计;策略
  在小学阶段,以技术与设计为主线的科学课,是需要有一定的科学概念引领的技术设计、作品制作,并在教学活动中进一步发展科学概念为目标的教学活动。它是深化理解科学原理或概念,培养学生创新精神和实践能力的有效途径。在"技术设计"与"动手制作"的过程中,包括一个"再设计"的过程。笔者在实践中发现,"再设计"比起"初步设计"更重要,思维能更加深入,概念的运用更加完善到位,更能发展学生的技术设计能力。
  一、"再设计",一个被忽略的环节
  "再设计",就是基于原先的设计,运用已有的概念去分析,发现问题与不足,在此基础上,不断思考并提出改进的措施与方法,最后达到一定的要求,使其更加完善的过程。可是在我们的实践课堂中,往往将"再设计"这一环节忽略掉了。
  缺憾一:制作过程的"再设计"存在随意性
  师:同学们,刚才我们设计了"太阳能热水器",并且进行了交流。现在请大家来领取材料,根据设计图进行制作。
  学生拿到材料后,四人小组你拿一样材料,我拿一样材料,就开始了……拿到泡沫的同学将泡沫剪成小碎块,一个劲的往盒子里塞;涂颜色的孩子拿着笔在外面涂;拿到铝箔纸的同学不知道该往哪里贴;一个孩子在边上叫:不是这样的啦……老师忙于在各个小组间观察指导。
  制作开始后,教室里热闹起来,小组里的成员也各自忙碌着。而此时,教师给定的任务是根据设计图制作好作品,而并没有"再设计"的要求。学生只是根据原先的设计进行作品的制作,而在制作中出现的问题并没有引起太多的重视。如果仅以此为目标,那其中的教育契机就白白流失了。在制作作品的过程中,必定会伴随着"再设计"的进行。但是,平时的课堂中,老师并没有把制作过程中的"再设计"重视起来,没有让学生有意识地带着问题去制作,学生也就没有把"再设计"放在心中了,只是一味地将作品"赶"出来。
  缺憾二:时间的不足,导致制作结束后"再设计"的缺失
  例:《用纸造一座桥》课堂的时间分配
  设计一座桥的方案并初步交流--15分钟
  学生用纸造一座桥--15分钟
  展示、交流、评价--10分钟
  上面的时间分配还是保守计算,在实际的课堂中,学生用纸造一座桥还远远不止15分钟,剩下用来展示交流评价的时间往往所剩无几。学生完成的作品中,缺陷很多,能够达到要求的"桥"聊聊无几,就算是过关的作品,其本身的设计也还有很大的问题。"作品"总会与"设想"相距太远,因为完成"设计"还需要"技术"的支撑。于是,"问题作品"就在大家的忽视中略过了。而此时,却是最佳的思维切入点,是最能提高学生技术设计能力的机会。因为学生通过作品的制作,对作品存在的问题已有所了解,再加上其它同学的作品展示,心中必定有更多的想法,更多的设计会从脑中涌出。此时的"再设计"是对概念与原理具体运用的最佳时期。但是,下课时间到了,很多的课堂就这样草草结束。技术设计是利用概念进行设计、制作,并发展原有概念的一个过程,但是,老师因为种种原因会将这类内容让学生带回家去制作,指导不到位,评价不扎实,没有再设计,这就不是真正意义上的技术设计教育了。
  缺憾三:忽视了"再设计"的独特性
  设计本身有着一个特殊之处,那就是独特性和个体差异性。每个同学都是一个独立的个体,都会有自己的想法。但是,我们的技术类的科学课堂也总是和其他探究类的课堂一样,都是利用小组合作探究的方式进行学习。一个小组一套材料,一种设计,一个作品。殊不知,设计是与技术相挂钩的,每个同学的技术能力也是不同的。同样的设计,在不同的学生的理解下,操作下,有时就会是一种完全不同的结果。加上小组合作去完成一件作品,动手能力差的同学就只能静观其变,而不能参与其中。"再设计"的独特性可以用改变小组学习模式为个人学习模式,在本文暂不作论述。
  二、课堂中何时运用"再设计"
  在小学科学技术课的教学中,设计的一般程序,包括"明确任务--构思方案和选优--制作实践--评估与改进"。以设计为核心的科学课,在"制作实践"与"评估改进"的过程中,会不断地反思自己的最初设计,不断地提出新观点,采取新手段。在一堂课中,再设计会渗入各个环节当中,主要有以下三个方面。
  一是对初步设计的再设计。在明确任务后,学生开始构思,画出草图。紧接其后的就是对初步的设计进行分析,发现问题,继而选优。这就是一个再设计的过程。如《设计制作一个保温杯》一课中,老师引导学生利用概念原理进行了初步设计,画出了一个"保温杯"的草图。但学生的初步设计往往是粗浅的,凌乱的。此时,我们经常会进行全班的交流,请某一组学生上台展示自己的设计,请同学提问题,提改进建议,然后对自己的初步设计进行再设计。
  二是学生在制作过程中的再设计。边制作,边改进,这个过程其实也是一个再设计的过程。学生在完成作品的过程中,并非是对设计简单的再现。教学实践告诉我们,学生在设计时会画一个草图,但做的时候往往和原先的草图不完全一样,构思总是与行动脱节。设计只是一种意图,而在动手制作的过程中,学生可能会发现原先的设计存在问题,或不能实现,或需要改进,这个过程是个边做边设计的过程。如《做一个太阳能热水器》这堂课中,学生在完成设计的草图后,开始动手做"太阳能热水器"。设计草图与动手制作这两个环节中,总是会存在着理想与现实的区别。在最初的设计中,学生提出盒子背后放一面镜子。但在制作过程中,却发现:背后的镜子怎么放,才能将光线完全反射到盒子的背部?又如:盒子里面和外面涂成黑色。可是用什么材料涂?涂的厚度如何?在制作过程中就遇到问题了。瓶子放盒子中间,可是瓶子怎么放最好呢?在制作过程中,会出现很多很多的问题,这些问题在制作的过程中一一通过再设计,进行解决。这个过程,就是一个不断再设计的过程。遇到一个问题后,解决了,又产生另一个问题,再解决,再产生问题,如此螺旋发展,直到最优。
  三是作品初步完成后的再设计。这个再设计包含交流与评价、改进二个环节。交流与评价的过程是师生之间、生生之间交流互补的过程,是学生对制作的作品所用到的科学知识、科学原理进行解释的过程。一方面发展他们的语言表达能力,另一方面促进学生对原有设计的不足进行思考,让思维得以升华,思考问题的能力得以提高。而改进则是在交流与评价原有设计的基础上,用所学科学知识对作品进行再次设计,进一步巩固和再运用。如在《用纸造一座桥》一课的教学中,学生根据原有的设计用纸造了一座桥,虽然学生在"造桥"的过程中,已经进行了设计的改进,但是由于材料和时间的原因,完成的作品并没有达到预想的要求,而且很粗糙。有的小组只是在两张纸之间放一层"W"型的纸;有的小组虽然运用了拱形、框架等结构,但是在"桥"中的位置不恰当,起不到作用;甚至有的小组完全是学着别的小组进行模仿,完全放弃了自己的原有设计。这时,交流与评价即是对自己的作品进行解释的过程,又是发现问题,进行再设计的过程。之后的改进过程,更是一个再设计的过程。因为此时的设计已经综合了全班其它同学的设计思想,并且已经经过实践的检验,发现了问题,其设计会更有针对性,思维会更深入,考虑会更全面。从这个角度讲,此时的再设计更有意义。
  三、运用"再设计"的教学策略
  设计类的科学课,"再设计"应该具有更大的教育价值。用"做中学"来解释"再设计",就包含着边做边设计的的含义。"再设计"的教育价值不仅是让学生会做,还要求学生灵活运用原理和概念,以指导自己的实践。更重要的是在活动中发展概念,提高学生的技术设计的能力,进一步了解科学、技术与社会的关系。
  1.四十分钟课堂应侧重定位于"再设计"
  在实践中发现,在技术类的科学课堂上,学生在设计时会有一个构思,会画一个设计图,但在开始加工和制作的时候,往往和原先的设计图完全不一样,也就是构思总是与行动脱节。而老师在教学中常常将初步的构思,也就是设计看得过重,花费大量的时间在对初步方案的交流、评价和反思上。如《做个太阳能热水器》教学中,老师一开始拿出一个盒子和一瓶矿泉水,问学生有什么办法让这瓶水在太阳下更快地热起来?学生根据前面几课掌握的概念和原理说出方法后,老师让学生去画一个草图。画好草图,请一至二组上台交流自己的设计方案,其它同学针对方案,提出优点与不足。然后每一小组再针对不足修改草图。这个过程足足花费了二十多分钟。然后让学生去制作作品,老师也忙于在各组中指导,可是"做"与"想"总是脱节的,十五分钟过去了,学生的作品依然没有完成。紧急叫停后,匆匆忙忙地让动作较快的一个小组上台展示,进行交流。可是,别的小组自己的作品都还未完成,何来"经验"交流?最后,让学生把作品带回家继续完成,下节课把作品带来继续交流。

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