王新春

在技術(shù)與工程領(lǐng)域，工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。而設(shè)計(jì)圖就是設(shè)計(jì)的靈魂，是學(xué)生建模的基礎(chǔ)和依據(jù)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察和實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)圖在小學(xué)科學(xué)課堂中的地位十分尷尬，絕大多數(shù)學(xué)生在制作模型的時(shí)候?qū)⒃O(shè)計(jì)圖作為一種擺設(shè)，不按設(shè)計(jì)圖來(lái)制作模型。這讓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)變成了一種形式，失去了設(shè)計(jì)的價(jià)值和意義。那么，如何讓學(xué)生有意識(shí)地根據(jù)設(shè)計(jì)圖來(lái)制作模型呢？筆者以《用紙?jiān)煲蛔皹颉薄芬徽n為例，來(lái)談一談自己的認(rèn)識(shí)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低按圖制作的難度

設(shè)計(jì)是為制作服務(wù)的，好的設(shè)計(jì)不但要考慮建筑的牢固程度，還要考慮建造的時(shí)間和成本。然而很多學(xué)生在設(shè)計(jì)的時(shí)候往往只考慮前者，使設(shè)計(jì)圖中的設(shè)計(jì)難度過(guò)大，從而增加了按圖制作的難度。此外，學(xué)生的思維基本停留在平面圖形上，缺乏立體空間的想象能力，這也會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)與制作脫軌。因此，我們需要為學(xué)生搭建一些“腳手架”，降低按圖制作模型的難度。

1.簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)圖，降低按圖制作的難度

學(xué)生在繪制設(shè)計(jì)圖時(shí)，往往把關(guān)注點(diǎn)放在設(shè)計(jì)圖的精美程度、結(jié)構(gòu)的牢固程度上。事實(shí)上，他們忽視了一個(gè)重點(diǎn)：自己能否在規(guī)定的時(shí)間里、在有限的材料下完成這些復(fù)雜的設(shè)計(jì)。我們常?？梢钥吹接捎谠O(shè)計(jì)圖難度太大，有些小組無(wú)法做到按圖制作模型;由于時(shí)間有限，有些小組只完成了整體結(jié)構(gòu)的一部分;由于報(bào)紙的數(shù)量限制，有些小組最后發(fā)現(xiàn)材料不足，無(wú)法繼續(xù)制作。種種現(xiàn)象都在提示我們需要簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)圖。只有降低設(shè)計(jì)圖的難度，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮制作的時(shí)間和成本，他們才能更好地按圖制作模型。

在設(shè)計(jì)之前，先對(duì)如何設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行頭腦風(fēng)暴。讓學(xué)生初步意識(shí)到設(shè)計(jì)是為制作服務(wù)的，并不是越復(fù)雜的設(shè)計(jì)就越優(yōu)秀。在工程設(shè)計(jì)中不但需要考慮工程建造的牢固性，還要考慮工程的時(shí)間和成本。有了這樣的思考，學(xué)生在設(shè)計(jì)的時(shí)候才會(huì)有意識(shí)地簡(jiǎn)化自己的設(shè)計(jì)圖，為按圖造橋提供基礎(chǔ)。

2.分解設(shè)計(jì)圖，降低按圖制作的難度

制作是由局部到整體的一個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)圖也需要考慮局部和細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。很多時(shí)候，不是學(xué)生不想?yún)⒖荚O(shè)計(jì)圖，而是在制作的時(shí)候發(fā)現(xiàn)無(wú)圖可依。正因?yàn)槿绱耍麄儾坏貌贿呑鲞吽伎?，邊做邊設(shè)計(jì)，最終使作品與設(shè)計(jì)圖相差甚遠(yuǎn)。這容易導(dǎo)致惡性循環(huán)，久而久之，學(xué)生將不再關(guān)注設(shè)計(jì)圖，認(rèn)為設(shè)計(jì)圖可有可無(wú)。此外，只有整體、沒(méi)有局部的設(shè)計(jì)圖不利于分工合作，降低了制作的效率。

基于這樣的理解，筆者認(rèn)為將設(shè)計(jì)圖進(jìn)行分解和細(xì)化是很有必要的。在可操作的前提下，設(shè)計(jì)圖越詳細(xì)，學(xué)生越容易按圖制作模型，越容易分工合作，在降低制作難度的同時(shí)提高制作的效率。改進(jìn)后的設(shè)計(jì)方案如表1。

新的設(shè)計(jì)方案不僅保留了紙橋的整體構(gòu)造設(shè)計(jì)，還引導(dǎo)學(xué)生從紙橋的橋面、橋面上部、橋墩三大組成部分來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)方案有三個(gè)好處：第一，有助于學(xué)生更加全面、更加清晰地梳理自己的設(shè)計(jì)思路;第二，分工明確，每一個(gè)人都參與到紙橋的制作中來(lái)，提高了效率;第三，在設(shè)計(jì)方案的引導(dǎo)下，有助于學(xué)生把橋的上部構(gòu)造、橋墩的構(gòu)造融入設(shè)計(jì)中，使作品更具美感。

當(dāng)學(xué)生擁有完整、細(xì)致的設(shè)計(jì)圖可以參考時(shí)，設(shè)計(jì)圖將變成工程建造的“詳細(xì)說(shuō)明書(shū)”，而不會(huì)是一個(gè)擺設(shè)。

3.物化設(shè)計(jì)圖，降低按圖制作的難度

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖以平面設(shè)計(jì)為主，而紙橋模型是立體的，這就導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖不能全方位地體現(xiàn)出模型的構(gòu)造。再加上學(xué)生的空間想象能力有限，使得按圖建模的難度大大增加。這個(gè)時(shí)候，我們可以靈活地改進(jìn)設(shè)計(jì)圖的模式，比如用實(shí)物模型設(shè)計(jì)代替圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

學(xué)生可以用意面和超輕黏土來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)（如圖1），也可以用吸管、膠槍和膠棒來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)（如圖2）。相對(duì)于傳統(tǒng)的紙上平面設(shè)計(jì)，實(shí)物模型設(shè)計(jì)更具趣味性、立體性和直觀性。值得一提的是，實(shí)物模型設(shè)計(jì)所需的時(shí)間并不比圖紙?jiān)O(shè)計(jì)多很多，具有很好的可行性。用實(shí)物模型設(shè)計(jì)代替圖紙?jiān)O(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，有利于降低按圖制作模型的難度。

巧借榜樣力量，激發(fā)按圖制作的意識(shí)

設(shè)計(jì)圖成為擺設(shè)的內(nèi)在原因在于學(xué)生對(duì)按圖建造的重要性不甚了解。學(xué)生不了解工程師是如何工作的，不了解設(shè)計(jì)圖在工程師心中的重要地位，更不了解脫離設(shè)計(jì)圖的建造會(huì)帶來(lái)哪些后果。因此，我們需要讓學(xué)生了解這些，讓他們從內(nèi)心深處去認(rèn)可按圖建造的必要性。要達(dá)成這一目標(biāo)，可以借助工程師的“示范”作用。

師：工程師們?cè)诮ㄔ斓臅r(shí)候會(huì)注意些什么呢？我們來(lái)聽(tīng)一聽(tīng)工程師們的建議。

（工程師：同學(xué)們，我們?cè)诮ㄔ斓臅r(shí)候都會(huì)遵守一個(gè)非常重要的規(guī)定，那就是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)來(lái)建造，不能隨意更改設(shè)計(jì)圖哦。隨意更改設(shè)計(jì)圖，會(huì)使建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有崩塌的危險(xiǎn)哦。）

師：工程師給了我們什么建議？

生：要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)來(lái)建造。

生：更改設(shè)計(jì)圖會(huì)有危險(xiǎn)。

師：如果隨意更改設(shè)計(jì)圖，會(huì)給整個(gè)工程帶來(lái)什么后果？

生：會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，因?yàn)樗麄儠?huì)邊造邊想。

生：有可能會(huì)增加成本。

生：有可能會(huì)不安全，設(shè)計(jì)圖中畫的結(jié)構(gòu)很堅(jiān)固，而邊做邊畫設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)會(huì)改變，安全系數(shù)可能會(huì)降低。

師：是的，每個(gè)工程師必須按設(shè)計(jì)圖中的設(shè)計(jì)來(lái)建造。

一個(gè)小小的情境，讓學(xué)生初步了解到工程師是如何對(duì)待設(shè)計(jì)圖的，意識(shí)到不按圖建造是有危害的，是不負(fù)責(zé)任的。學(xué)生只有從內(nèi)心深處去認(rèn)可按圖制作模型的必要性，才能對(duì)設(shè)計(jì)圖更加重視，才能更好地發(fā)揮設(shè)計(jì)圖的作用。

完善評(píng)價(jià)量表，保障按圖制作的成效

有效的評(píng)價(jià)是學(xué)生建模的保障。筆者認(rèn)為，在比較紙橋承重能力的同時(shí)，還可以從成本、分工合作、作品與設(shè)計(jì)圖的相似度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，用具體的、可操作的評(píng)價(jià)量規(guī)來(lái)敦促學(xué)生更好地調(diào)整設(shè)計(jì)圖的難度，更好地按圖制作模型。具體的評(píng)價(jià)量規(guī)如表2。

在評(píng)價(jià)量表的引導(dǎo)下，學(xué)生會(huì)更加注重制作模型的成本，設(shè)計(jì)的時(shí)候就不會(huì)過(guò)于復(fù)雜;會(huì)更加重視分工合作，進(jìn)一步提高制作的效率;會(huì)更有意識(shí)地提醒自己多看看設(shè)計(jì)圖，從而更好地利用設(shè)計(jì)圖，像工程師一樣按圖建造。當(dāng)工程設(shè)計(jì)、工程建造中有了評(píng)價(jià)量表，學(xué)生才能更好地找準(zhǔn)方向，才能收獲更多成功的喜悅。

通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生開(kāi)始重視設(shè)計(jì)圖、開(kāi)始使用設(shè)計(jì)圖的時(shí)候，模型制作的時(shí)間會(huì)大幅度地減少，模型的質(zhì)量會(huì)大幅度地提升。長(zhǎng)此以往，按圖制作模型的思想將深深地扎根在每一個(gè)學(xué)生的心里。

浙江省寧波市海曙區(qū)古林鎮(zhèn)薛家小學(xué)（315176）