在技术与工程教育中彰显文明的本质

曾宝俊

技术是人类为实现自己的需要,对已有的物质材料和生活环境加以系统性开发、加工、生产、建设的实践活动。当人类依据自己对科学的理解,设计出满足人们需要的产品、系统或工作程序时,技术就产生了。在小学阶段,应当引导儿童参与设计、制作等操作性活动,体验“做”的成功和乐趣,关注科学技术与工程的发展,了解科学技术与工程对个人生活和社会发展的影响。本文通过对一些历史上案例和发生在课堂上的教学片断的分析,阐述技术在人类社会中彰显文明的本质。

机械增强了人的力量

机械是能帮人们降低工作难度或省力的工具、装置,像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以称为机械,它们是简单机械。复杂机械是由两种或两种以上的简单机械构成,通常把这些比较复杂的机械叫做机器。“机械”一词在中国自古就有,该词语由“机”与“械”两个汉字组成。“机”原指局部的关键机件,“械”在中国古代原指某一整体器械或器具,这两字连在一起,组成“机械”一词,便构成一般性的机械概念。机械的特征有:机械是一种人为的实物构件的组合,机械各部分之间具有确定的相对运动。

【案例1】金字塔

提到人类的建筑,不得不说金字塔,金字塔集中体现了人对自然的征服,体现了人类智慧的力量,而这种力量反映在现实生活中就是各种各样的技术。

人称“西方史学之父”的希罗多德曾记载,建造胡夫金字塔的石头是从“阿拉伯山”(可能是西奈半岛)开采来的,修饰其表面的石灰石,是从河东的图拉开采运来的。那时开采石头并不容易,因为当时人们并没有炸药,也无钢钎。埃及人当时是用铜或青铜的凿子在岩石上打眼,然后插进木楔,灌上水,当木楔被水泡胀时,岩石便被胀裂。这样的方法在今天看来也许很笨拙,但在4000年前却是很了不起的技术。

石头从采石场运往金字塔工地也极为困难。古代埃及人是将石头装在雪橇上,用人和牲畜拉,为此需要修建宽阔而平坦的道路,修建运输石料的路和金字塔的地下墓室就用了10年时间。在建造胡夫金字塔时,胡夫强迫所有的埃及人为他做工,他们被分成10万人的大群来工作,每一大群人要劳动3个月。这些劳动者中有奴隶,也有许多普通的农民和手工业者。古埃及奴隶是借助畜力和滚木,把巨石运到建筑地点的,他们又将场地四周天然的沙土堆成斜面,把巨石沿着斜面拉上金字塔。就这样,堆一层坡,砌一层石,逐渐加高金字塔。建造胡夫金字塔花了整整20年时间。

【案例2】《挑山工的好帮手》(学生习作)

今年暑假,我和妈妈一起去黄山旅游,黄山可真美啊,道劲苍翠的松树、千姿百态的奇石、翻滚无边的云海、瞬息万变的天气,真是一个人间仙境。

在游玩途中,我时常遇到一个个身穿鲜亮黄背心的人,他们肩上挑着重重的货物送往山上或山下。妈妈告诉我,他们就是挑山工。挑山工可真了不起,我空着身子在台阶上走路都感觉累,他们挑着满满一大担货物在山路上还健步如飞!

“请让一让!”我们的身后又过来几位挑山工,他们的扁担两头挑着鸡蛋、番茄、火腿、方便面、饼干、矿泉水等物品,小小的扁担都被压弯了。咦,真奇怪,他们挑了那么多货物,为什么每个人手里都还提着一根手腕一样粗的木棍?这根木棍有什么用呢?

我悄悄地跟在他们身后仔细观察。只见挑山工们走到又高又陡的台阶上就小心地把手中的木棍撑在上面的台阶上,借着手中的力量往上走。哦,小小的木棍原来是挑山工的一根“拐杖”。走了一段时间后,他们大概累了,放下担子停在路边休息。只见他们熟练地用一端有个凹槽的木棍支撑起肩上的扁担,一百多斤的货物一头搁在台阶上,一头悬在台阶外,就像仍在挑山工的肩上一样稳稳当当的。出发了,挑山工微微地弓一下身子,木棍顶着的担子又到了他们肩上。哈,小小木棍原来还是挑山工的另一个肩膀。当地导游说,这根木棍还有另一

个作用呢。妈妈和我一起观察,看!在比较平坦的山路上,只见挑山工们把木棍的一头垫在肩上的扁担下,一手压在木棍的另一头。妈妈解释说,挑山工们这样做可以把本来一个肩膀承担的负荷转移一部分到另一个肩膀上,赶路起来就更轻松些。嘿,小小的木棍原来还是挑山工的减负宝贝呢!

一根小小的木棍竟然有这么多作用,真神奇!挑山工能找到这么一位好帮手,真聪明!

【案例3】研究杠杆

A教学

游戏:用一根长1.5米左右的结实木棒和一个小木块(小木块起到垫的作用),可以任意移动。怎样能让一个人轻松胜过两个人?

过程:力气小的同学不停调整支点位置,后来在靠支点远端按住木棒,战胜了靠支点近端力气大的同学。

思考:为什么力气小的同学反而战胜了力气大的同学呢?游戏中有什么秘密? B教学

一、认识杠杆尺

准备:每组桌上放一个装好的杠杆尺和一盒钩码。

1.问题:谁能说说这个装置有什么特点?

2.学生观察、交流。

3.课件演示,介绍杠杆尺(杠杆尺中间的点,叫做支点;左右两侧各有5个孔„„)。

二、探究杠杆原理

1.问题:在杠杆尺的左侧第2格挂上1个钩码,这时候杠杆尺会怎么样?如何让它保持平衡?

2.学生汇报,教师操作演示:在右侧第2格挂1个钩码(或者右侧第1格挂2个钩码)。

3.问题:在杠杆尺的左侧第2格挂上2个钩码,如何让杠杆平衡呢?

4.汇报:在右侧第2格挂2个钩码(或者在右侧第1格挂4个钩码)。

5.演示讨论:在右侧第1格挂2个钩码,再在第2格上挂1个,这种情况与前面的挂法有什么不同?

6.讲解杠杆尺的“阻力点”和“动力点”。

7.学生画一画杠杆原理图,教师讲解。

三、杠杆的应用

画一画:用天平测量物体质量、老虎钳剪铁丝、用剪刀剪绳子、用开瓶器开瓶盖、用镊子夹东西等的杠杆图,标出阻力点和动力点。

无论是泰山的挑山工还是该案例中的木棒,都体现了人的力量。教学时,教师通过创设情境,引导学生发现问题,组织他们讨论、设计、画图、实践,了解杠杆的三个作用点和杠杆原理。同时,教师从生活中提取实例,让学生灵活运用所学的知识技能,通过杠杆示意图来解决问题或解释现象。

技术总是在最现实的生活和最直接的实践中被发现和挖掘出来的!技术来源于生活。儿童从小就会利用简单的工具和材料,设计、制造属于他们的“产品”,这就是儿童最初的工程与技术的实践活动,从某种意义上来说,每个孩子都是天生的“工程师”。小学的工程与技术教育,可以使儿童有机会综合所学的各方面知识,观察各种人造和天然材料的性质,使用工具,设计和制造东西,并且认识到我们现在所使用的各种工具和仪器都是设计的产物,利用它们可以更好地了解世界并进行新的设计。

小学进行的工程和技术实践活动大多简单易行,经历这些活动能够让儿童拥有一双灵巧的双手,让儿童在已有的认知和技能水平上,获得使用工具解决生活中的实际问题、制作产品的经历和体验,帮助儿童理解科学、技术和生活的关系,培养他们创造性地解决问题的能

力。

工具拓展了人的视野

【案例1】望远镜的发明

1608年,荷兰米德尔堡小镇有一家眼镜店,店主叫做利伯希。有一天,眼镜匠的儿子双手各拿一块镜片,靠在栏杆旁前后比划着看前方的景物,突然发现远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近,他欣喜若狂地叫了起来,又用手中的镜片观看房上的瓦片、门窗、飞鸟„„它们都很清晰,仿佛近在眼前。他把这个发现告诉了利伯希,利伯希意识到发财的机会来了,于是就把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,用一个圆筒装起来,制成了最早的望远镜,并且为自己制作的望远镜申请专利。后来他又遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。

望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个,第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,第三架望远镜可以放大到20倍。1609年10月,他制作出了能放大30倍的望远镜。伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕。此后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动,并作出了太阳在转动的结论。

望远镜在天文学的研究中发挥了重要的作用。

【案例2】显微镜的发明

显微镜是荷兰人列文·虎克发明的。列文·虎克生于1632年,出生于荷兰的德尔夫特市,在市政府谋了一个看门的职业。他虽然没接受过正规的科学训练,但对新奇事物充满强烈兴趣。他工作之余唯一的兴趣爱好就是磨制放大镜,在他的卧室里,放满了大大小小、各式各样、各种不同倍数的放大镜。

1665年,列文·虎克费尽心思磨制成了一块直径只有0.3厘米的小透镜,并做了一个架,把这块小透镜镶在架上。他又在透镜下边装了一块铜板,上面钻了一个小孔,使光线从这里射进而反射出所观察的东西,这就是列文·虎克的第一台显微镜。几年后,他又磨制出了能把物体放大300倍的显微镜。

1675年的一个雨天,列文·虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动,而且数量惊人。他发现,在一滴雨水中,活动的小生物要比当时全荷兰的人数还要多。以后,列文·虎克又用显微镜发现了红血球和酵母菌,正确地描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样等。由于他的显微镜证实了毛细血管的真实存在,从而结束了有关血液循环的争论,他还首次描述了昆虫、狗和人的精子。因为他是世界上第一个微生物世界的发现者,被吸收为英国皇家学会的会员。

列文·虎克发明的显微镜,为现代生物学的发展奠定了基础,使生物学进入了微生物领域。有人这么评价他:他不是在替市政府看守大门,而是在为微生物世界看守大门。

【案例3】听诊器的发明

1816年的一天,在法国巴黎一个豪华的住宅里,医生雷内克正在给一个尊贵的小姐看病。雷内克医生在听完病人的病情介绍后,怀疑她患的是心脏病。他想,要是能听一下小姐的心脏跳动就好了。但是病人是为年轻的贵族小姐,直接用耳朵听显然不合适。

雷内克医生苦苦地思索着,突然他的脑海里浮现出一个孩子们的游戏:一个孩子在树的一头敲打,另一个孩子在树的另外一头听。他从这件事得到启发,拿来一张纸,将纸紧紧地卷成一个圆筒。他将纸圆筒的一头贴在病人的胸部,另一头贴在自己的耳朵上。此时小姐的心跳可以清楚地听见了,甚至比直接贴在胸部听得还清楚。

雷内克医生回家后,请人专门做了一个空心的木管,用作看病时的听诊用。这就是第一个听诊器,这个听诊器的形状很像一个笛子,医生叫它“医生之笛”。

【案例4】声音的传播

师:谁愿意汇报一下你们的实验?

生:我们组的实验是拿两块石头放在水槽里,让两块石头相互摩擦,耳朵贴在水槽外壁,可以听到石头摩擦的声音。所以,我们组认为声音可以通过水、玻璃传播。

生:我们第一个实验和他们一样,第二实验是把水倒进水杯里,然后拿铅笔使劲磨水杯底部,可以听到铅笔与水杯的摩擦声。玻璃是固体,水是液体,声音可以通过固体、液体传播。

生:我用手轻轻敲桌面,把耳朵贴在桌子下面,可以听到手敲击桌子的声音。

生:我们组的实验是找两位同学把毛巾拉紧,另一个同学用手在毛巾的中间使劲来回捋,拉毛巾的同学把耳朵贴在毛巾两端听,可以听到手捋毛巾的声音。声音可以通过固体传播。 生:把小石头投入水槽中,可以听到小石头与水槽底部的相碰声。声音是通过水、玻璃、空气传到我们耳朵里的,由此证明声音可以通过固体、液体、气体传播,

生:我们把小鼓与蜡烛放开,中间隔一拳的距离,点燃蜡烛,然后用手敲小鼓,我们发现火焰会跳动。我们组认为,通过空气传播的声音把火焰给振动了。

生:我把书本正面贴在耳朵上,然后用手指轻轻摩擦书的背面,可以听到细微的摩擦声,说明声音可以通过固体传播。

【案例5】观察微生物

课前教师准备好已经调整好的显微镜,安放好观察的水样,并用布遮挡。

1.出示水样让学生观察。

2.提问:你观察到水里有什么?你是用什么方法观察的?

3.讨论:这杯水里真的只有这些东西吗?还有没有其他东西?

4.谈话:怎么才能知道这杯水里有没有我们刚才说的细菌等这些东西?

5.引导学生明白要想观察极微小的、肉眼看不到的物体,要借助工具——显微镜。

6.讲解显微镜的基本构造,并示范使用方法。强调:反光镜不能直接对着太阳;使用时要小心,镜头不要碰着玻片;不能用手触摸目镜和物镜;轻拿轻放。

7.指导学生观察水样标本。要求:细心、耐心、认真地来观察一滴水;把发现画在活动记录上。

8.学生分组观察,教师巡视。

9.汇报交流:你观察到什么?是什么样子的?

10.认识生活周围水里的微生物。

11.小结:在一滴水中,生活着许许多多个体微小、结构简单、大多是一个细胞构成的生物,它们非常小,用肉眼根本看不到,只有借助显微镜才能看到,所以叫微生物。刚才我们看到的那些不动的微生物中,最常见的是水藻,有蓝藻、团藻、金藻等。运动的微生物中有钟形虫、草履虫等。此外,水中还有既不属于动物也不属于植物的微生物——细菌,细菌一般也是不动的,有球状的、杆状的、螺旋状的。

【案例6】太空探索

A教学:望远镜与太空探索

1.谈话:太空离我们如此遥远,在科学技术不发达的时代,我们只能用肉眼观察,后来,望远镜的出现大大提高了人们观测太空的能力。那么,用望远镜观测太空的技术是怎样不断发展的呢?

2.多媒体展示世界上第一架天文望远镜、射电望远镜、哈勃太空望远镜以及格林威治天文台的有关情况。

3.小结:随着用望远镜观测太空的技术不断创新,现在,我们已经能看到很远很远的宇宙深处了。

B教学:认识运载火箭

1.谈话:随着时光的流逝,人们很想冲出地球,飞向宇宙探个究竟。那么冲出地球最大的困难是什么呢?(无法脱离地球引力的束缚)只有当航天器的速度达到每秒7.9千米时,它才会脱离地球的引力飞向太空。现在,冲出地球的梦想经过几代人的努力终于实现了。人们是怎样摆脱地球引力的束缚的?

2.介绍中国古代的火箭模型、美国的第一代火箭和中国的长征火箭,具体介绍逐级加速的火箭的发射原理。

3.操作:让我们制作一个能上天的火箭模型。

C教学:认识各种航天器

1.讲述:如今,各种航天器已将人们带进了崭新的航天时代,人类的足迹正走向宇宙的深处。

2.多媒体展示人造卫星、宇宙飞船、行星探测器等。

3.提问:除此之外,你们还知道哪些航天器呢?我们的航天事业又是怎样发展的呢?

4.组织学生介绍课前收集的有关图片和资料。

【案例7】讨论“登月条件”的教学片段

师:美国人已经登上了月球,留下了他们的足迹。同学们,你们想上月球吗? 生:想!

师:要登上月球,我们必须要做哪些准备呢?

(学生分小组讨论。)

师:下面谁先来跟大家说说?

生:到月球上去要带上氧气瓶。

师:为什么?

生:因为月球上没有氧气,不带氧气瓶我们在月球上就没法呼吸了,会死掉的! 师:还有呢?下面交流的同学最好把原因也一起说。

生:我想还要穿上一件具有空调作用的宇航服,因为月球有时气温要低到零下一百多度,有时又高到一百度左右。

生:这件宇航服还要重一点,因为月球的引力太小,要不然,人一不小心就会飞起来的。 生:还要带上水,因为月球上没有水,没水人会渴死的。

生:还要带上食品和专门的大小便工具。

师:大家想得可真周到!

生:我认为首先要有火箭和宇宙飞船,先让我们飞出地球。

生:还要有登陆仓,要不然怎么到月球呢?

生:还必须要有强健的身体。

生:还必须有渊博的科学知识,只有这样我们才会操纵宇宙飞船。

师:是啊,这些都需要有渊博的科学技术才能解决。所以,希望大家从现在起,好好学习科学本领,长大才能实现自己的梦想,才能为祖国的登月工程献策出力。

现代科学技术的发展,使人类的视角以前所未有的速度从窄小的周边世界向外拓展,伸向那神秘的异域他乡,伸向那广阔无垠的茫茫宇宙。把今天和几百年前相比,我们是幸福舒适的;把今天和明天相比,未来是美好光明的。几千年来,从马车到轿车、火车、飞机,从煤油灯到白炽灯、霓虹灯、节能灯,从海角天涯到视频聊天、鼠标一点尽知天下事,科学技术的发展,给人类社会带来了深刻的变革,促进了人类文明的发展。

技术的本质是人的智慧

【案例l 】“角力大赛”的教学片段

师:(指着一位学生)你们说我俩谁的力气大一些?

生:老师。

生:不见得。

生:比比就知道了。

师:这样吧,我一个人,你们挑出班上力气最大的5位同学一起上来和我比试,看谁的力气大。

生:老师肯定输。

(学生纷纷要求上来比试。教师拿出一根木棍,将木棍放置在桌上,用砖头做支点,使得靠向自己的一端很长,留给学生的一端很短,然后与学生进行比赛,5位学生比输了。) 生:老师你耍赖。

师:我怎么耍赖啦?

生:由你来控制支点,当然是你赢了。

师:能不能说具体些?

生:其实角力赛是运用了杠杆原理。

生:对呀,你用来和我们比力气的这根木棍实际上是杠杆,砖头做支点,它可以任意移动,你把自己作为力点,而拿我们做重点。

生:当力点到支点的距离大于支点到重点的距离时,就会省力,老师你就是运用了这一点才赢的。

生:让我来控制支点,你就是叫上10个老师来也赢不了我。

【案例2】水火箭

这是一节制作水火箭的课,老师出示了水火箭:一个空塑料瓶,瓶口的塞子换成了橡皮塞,橡皮塞上装了一个气门芯,瓶身上黏上了几片保持平衡的三角形的塑料片。老师往瓶子里装了小半瓶水,塞进橡皮塞,把它放在一个架子上。接着用打气筒往装水的瓶子里不断打气,瓶内气压不断升高,火箭突然飞向天空,足有十多米高,地上留下一片水渍。

回到教室内,老师投影出水火箭的结构图,简单讲解了水火箭原理,还图示了发射过程。 接下来老师把学生分成若干个小组,要求每组制作一个能飞向天空的水火箭。他要求每组同学必须担任不同角色:项目经理、会计师、设计师、新闻发言人,并根据不同职位发放了活动指南及小笔记本,限定制作资金为1000元。这4个角色分工明确,各自彼此独力,又相互负责:

项目经理:统筹规划材料采购顺序。

会计师:专管各项财务。

设计师:设计图案图纸。

发言人:准备新闻稿,总结制作过程。

老师说:根据不同职位的活动指南,各位可以在小笔记本上记录下每天你为制作水火箭所做的工作。以项目经理为例,你要将每天所做的计划和你实施的过程,以及完成后的感想或失败后的总结都记录下来。每周我们将为大家提供2节课时间来完成你们的工作,持续时间为1个月,最后一周举行发布会。

学生们所需要的材料都在各自的任课老师那里,这些老师此时临时担任的角色是“供应商”。在“供应商”那里,每种商品都明码标价:汽水瓶子(400元),易拉罐(200元)、胶带(每50厘米100元)等。

除按正规市场价提供商品之外,个别材料“供应商”那里还掌握着一些质量更好或者比较紧缺的商品,为了招揽生意,他居然在办公室门口贴了一块牌子:黑市。这一招让他的办公室门庭若市,同学们在这里细心比较着材料的优劣,还和老师讨价还价。不过,大家都知道,如何制作出一个优质廉价且更具新意的水火箭,将是大家本月需要通力合作并解决的难题。

学生们热烈地讨论着,明确各自角色的责任,有的小组人多,还特别任命了“助理”,而

且“助理”也知道自己要做些什么。每个人都从各自的角色出发出主意,每次讨论还会形成一个“会议纪要”。

在这一个月里,孩子们在项目经理的指挥下,按部就班地去采购、设计、制作、记录,他们的小笔记本记录了他们工作的推进过程。

最后一周,孩子们演示了各自的水火箭。每一个水火箭都有一个属于各自“公司”的名称或符号,每个小组都详细地解释了水火箭的工作原理,阐述了自己的实验过程,有的小组还探究了“水量的多少和水火箭升空高低的关系”。特别是每组的“会计师”,详细列出了各项资金的开销,包括“转手倒卖”的获利,他们对此很自豪,因为转手倒卖让他们获得了更多的“资金”,而他们正是利用这笔资金,买到了更好的装备。

【案例3】“了解遗传和变异的秘密”的教学片段

师:孟德尔是现代遗传学之父,他在遗传学的研究上作出了很大的贡献。下面我们来看一看他的资料,了解有关知识。

(学生看书学习孟德尔实验资料。)

师:孟德尔是怎么研究的?

生:孟德尔种了数百株豌豆。

生:他研究豌豆花,发现花的颜色是有规律的。

师:花的颜色有什么规律?

生:开紫色花的后代也是开紫色花,开白色花的后代就开白色花。但是开两种不同颜色花的豌豆进行人工传粉后,第一代都是紫色的花,第二代就两种颜色都有了。

师:你怎么解释这个现象?(学生沉默)开紫色花的豌豆的后代也开紫色的花,这是为什么?

生:这是遗传现象。

师:开两种不同颜色花的豌豆进行人工传粉后,第一代都是紫色的花,第二代就两种颜色都有了。这说明使花开紫色的物质有没有得到遗传?

生:遗传了。

师:使花开白色的物质遗传了吗?

生:也遗传了。

师:为什么?

生:因为在第二代豌豆里可以看出来。

师:问题是为什么第一代开的花全部都是紫色的呢?

生:紫色的厉害。

师:厉害?影响力要强一点?

生:是的。

师:你们看呢?

生:我也觉得是这样的。我觉得那个使花开白色的物质像个定时炸弹,要到第二代才炸。

【案例4】“设计房子”教学片段

师:假如我是房地产开发公司的老总,而你们是建筑设计工程师。下面你们准备如何来说明你们设计的房子,让老总采纳你的设计呢?

生:我们这幢房子的最大特点是窗开得比较大,门也开得大,这样屋子里的光线充足,现在许多别墅也是这样设计的,这样的房屋看上去很气派。

师:实惠又时髦,不错啊!

生:我们的这幢房子是三层结构的,这样可以减少占地面积,把人的活动空间向空中延伸。人居住在这样的房子里,既能体验开门见平地的畅快,又能感觉到手可摘星辰的美感。而且,现在由于人越来越多,地球上可用地面积越来越少,这是现代化房地产开发的必然趋

势。

师:结合天时地利,考虑周全!

生:我们这所房子的最大特点是整座房子采用了半圆形结构,像半个鸡蛋壳。这样的房子从建筑美学方面来说,不仅具有流线美,而且从建筑力学方面来讲,它的抗压能力是相当强的。

师:不仅美观而且结实,允许你们建造!

生:我们这间房子非常简单,是模仿云南傣族的竹楼设计的,它给我们喧嚣的现代生活带来了一些宁静与清新。看惯了现代的高楼大厦,再看看眼前的民间房屋,别有一番韵味。这种竹楼建在临山傍水的旅游胜地,肯定能招揽大量的游客前往驻足观光。

师:听了你的介绍,眼前有一亮的感觉,你们的房子很是特别!

生:我们这间房子可以说是古色古香,最大的特色是屋脊向天空伸展,窗子上加上横竖的小格子。

师:返璞归真,回归自然,这是现代人所追求的主题,很有创意!

生:我们这间房子摆脱了传统的一间房子就是一个方块的格调,它采用了多维度、多层次、多视角的方案,将这间房子的立体感凸现出来了。

师:从传统中走出来,引进新的观念,很好!

生:我们这间房子采用了圆柱形结构,屋顶是圆柱形的,就像宝塔一样,也像童话世界里的城堡,给人神秘的感觉。而且这种设计,抗压能力十分强,屋顶这个竖起来的尖是避雷针,可避免雷击,也有装饰作用。

师:考虑周到,安全第一,可以建造!

生:我们这间房子是二层结构的,它的最大特色是在二楼上设有一个露天天台,我们平时心情不好的时候,就可以走到上面去吹吹风,抬头看看蔚蓝的天空,以及飘浮的白云,这样能快速释放我们工作学习的压力。在二层楼其他房间的外面,都向外挑出一个走廊,走廊上设有栏杆,向南的一面栏杆上,有太阳的时候可以晒晒被子什么的,这样房子的四周都有外露的阳台,我们就可以在走廊上观察星空。

师:很好,批准你们建造这幢房子。

新课程特别注重人文关怀,一切要从学生的需要出发,从学生的生活出发。如果统一房子的规格、式样,让学生建造一模一样的房子,就缺少了人文气息,没有了生活的变化与多姿多彩。现实生活中建筑的风格是各异的,学生的想法也是丰富多彩的。因此,教学活动的设计应贴近生活,要能真实地体现生活。全班几十号人,建造一种模式的房子,这种课堂不就很“假”了吗?这样的教学让学生不拘泥于形式,发挥创新思维,建造个性鲜明的房屋。

【案例5】用扑克牌搭建高塔

五年级学生学习了“形状与结构”单元之后,对这方面的内容产生了浓厚的兴趣,特别是在课堂上进行了框架结构的设计和比赛之后,学习劲头更高,学生纷纷要求再组织一次类似活动。怎样组织一次既跟教材内容相联系,又具有趣味性、挑战性的活动呢?

一位教师在玩扑克牌的时候,灵机一动:能不能用一副扑克牌来搭建一个高塔呢?一副扑克牌,不能增加其他材料,这样材料是限定的,学生在有限的材料中,发挥想象力搭建高塔,既要考虑成本,又要考虑时间,更要考虑形状与受力、重心的问题,适合五年级学生的水平。

教师给每一个小组提供的材料是一副扑克牌(只能用54张牌),可以用剪刀,时间限定为20分钟。经过仔细测算,确定搭建的塔高达到1OOcm 的为优秀,80~ 99cm 的为良好,60~ 79cm 的为较好,60cm 以下的为尚需努力。

扑克牌搭建高塔的活动开始了,只见有的小组采用搭桥形式,打好基础,层层向上;有的小组剪开扑克牌,相互卡在一起往上叠;有的小组先对折竖立,再平放一张牌,再对折竖

立放置,一层一层向上叠;有的小组先悄悄讨论,再合作叠牌„„他们各显神通,紧张活动中又显得合作无间,不时传来一阵阵惊叹声和惋惜声。有一个小组的塔高超过了lOOcm .全组成员都兴奋不已;另一个小组的塔高已经达到90cm 了,但是还没测量高度,结果高塔倒塌,小组成员懊悔不已。

最后,一个小组以112cm 的高度夺得扑克牌高塔搭建的冠军,赢得全班学生的热烈掌声。这次活动,因为简单而又具有挑战性,在五年级的学生活动之后,方案传到其他年级学生中,他们纷纷要求也开展这项活动,最后竟变成了全校中高段所有学生喜爱的传统项目,一年一次,极受学生欢迎。

自从人类学会劳动,学会制造和使用工具,就开始学会了设计,人类在进化过程中,设计并制造了衣、食、住、行等产品。自古至今,人类一切文明都是设计的产物,技术则是人类为实现社会需要,解决实用问题而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和。

我们现在可以知道几十亿光年外的星球信息,可以探知人体血管里的细枝末节,可以快捷地知道地球某个角落发生的事件。技术打开了人的视野,拓展了人类的生存空间,而人类文明的标志总是以某种技术工具或特征表现出来的。上天给予人类一颗聪慧的大脑,一双勤劳的双手,人类没有坐享其成,而是选择了不断进步,创造出灿烂的文明。

曾宝俊

技术是人类为实现自己的需要,对已有的物质材料和生活环境加以系统性开发、加工、生产、建设的实践活动。当人类依据自己对科学的理解,设计出满足人们需要的产品、系统或工作程序时,技术就产生了。在小学阶段,应当引导儿童参与设计、制作等操作性活动,体验“做”的成功和乐趣,关注科学技术与工程的发展,了解科学技术与工程对个人生活和社会发展的影响。本文通过对一些历史上案例和发生在课堂上的教学片断的分析,阐述技术在人类社会中彰显文明的本质。

机械增强了人的力量

机械是能帮人们降低工作难度或省力的工具、装置,像筷子、扫帚以及镊子一类的物品都可以称为机械,它们是简单机械。复杂机械是由两种或两种以上的简单机械构成,通常把这些比较复杂的机械叫做机器。“机械”一词在中国自古就有,该词语由“机”与“械”两个汉字组成。“机”原指局部的关键机件,“械”在中国古代原指某一整体器械或器具,这两字连在一起,组成“机械”一词,便构成一般性的机械概念。机械的特征有:机械是一种人为的实物构件的组合,机械各部分之间具有确定的相对运动。

【案例1】金字塔

提到人类的建筑,不得不说金字塔,金字塔集中体现了人对自然的征服,体现了人类智慧的力量,而这种力量反映在现实生活中就是各种各样的技术。

人称“西方史学之父”的希罗多德曾记载,建造胡夫金字塔的石头是从“阿拉伯山”(可能是西奈半岛)开采来的,修饰其表面的石灰石,是从河东的图拉开采运来的。那时开采石头并不容易,因为当时人们并没有炸药,也无钢钎。埃及人当时是用铜或青铜的凿子在岩石上打眼,然后插进木楔,灌上水,当木楔被水泡胀时,岩石便被胀裂。这样的方法在今天看来也许很笨拙,但在4000年前却是很了不起的技术。

石头从采石场运往金字塔工地也极为困难。古代埃及人是将石头装在雪橇上,用人和牲畜拉,为此需要修建宽阔而平坦的道路,修建运输石料的路和金字塔的地下墓室就用了10年时间。在建造胡夫金字塔时,胡夫强迫所有的埃及人为他做工,他们被分成10万人的大群来工作,每一大群人要劳动3个月。这些劳动者中有奴隶,也有许多普通的农民和手工业者。古埃及奴隶是借助畜力和滚木,把巨石运到建筑地点的,他们又将场地四周天然的沙土堆成斜面,把巨石沿着斜面拉上金字塔。就这样,堆一层坡,砌一层石,逐渐加高金字塔。建造胡夫金字塔花了整整20年时间。

【案例2】《挑山工的好帮手》(学生习作)

今年暑假,我和妈妈一起去黄山旅游,黄山可真美啊,道劲苍翠的松树、千姿百态的奇石、翻滚无边的云海、瞬息万变的天气,真是一个人间仙境。

在游玩途中,我时常遇到一个个身穿鲜亮黄背心的人,他们肩上挑着重重的货物送往山上或山下。妈妈告诉我,他们就是挑山工。挑山工可真了不起,我空着身子在台阶上走路都感觉累,他们挑着满满一大担货物在山路上还健步如飞!

“请让一让!”我们的身后又过来几位挑山工,他们的扁担两头挑着鸡蛋、番茄、火腿、方便面、饼干、矿泉水等物品,小小的扁担都被压弯了。咦,真奇怪,他们挑了那么多货物,为什么每个人手里都还提着一根手腕一样粗的木棍?这根木棍有什么用呢?

我悄悄地跟在他们身后仔细观察。只见挑山工们走到又高又陡的台阶上就小心地把手中的木棍撑在上面的台阶上,借着手中的力量往上走。哦,小小的木棍原来是挑山工的一根“拐杖”。走了一段时间后,他们大概累了,放下担子停在路边休息。只见他们熟练地用一端有个凹槽的木棍支撑起肩上的扁担,一百多斤的货物一头搁在台阶上,一头悬在台阶外,就像仍在挑山工的肩上一样稳稳当当的。出发了,挑山工微微地弓一下身子,木棍顶着的担子又到了他们肩上。哈,小小木棍原来还是挑山工的另一个肩膀。当地导游说,这根木棍还有另一

个作用呢。妈妈和我一起观察,看!在比较平坦的山路上,只见挑山工们把木棍的一头垫在肩上的扁担下,一手压在木棍的另一头。妈妈解释说,挑山工们这样做可以把本来一个肩膀承担的负荷转移一部分到另一个肩膀上,赶路起来就更轻松些。嘿,小小的木棍原来还是挑山工的减负宝贝呢!

一根小小的木棍竟然有这么多作用,真神奇!挑山工能找到这么一位好帮手,真聪明!

【案例3】研究杠杆

A教学

游戏:用一根长1.5米左右的结实木棒和一个小木块(小木块起到垫的作用),可以任意移动。怎样能让一个人轻松胜过两个人?

过程:力气小的同学不停调整支点位置,后来在靠支点远端按住木棒,战胜了靠支点近端力气大的同学。

思考:为什么力气小的同学反而战胜了力气大的同学呢?游戏中有什么秘密? B教学

一、认识杠杆尺

准备:每组桌上放一个装好的杠杆尺和一盒钩码。

1.问题:谁能说说这个装置有什么特点?

2.学生观察、交流。

3.课件演示,介绍杠杆尺(杠杆尺中间的点,叫做支点;左右两侧各有5个孔„„)。

二、探究杠杆原理

1.问题:在杠杆尺的左侧第2格挂上1个钩码,这时候杠杆尺会怎么样?如何让它保持平衡?

2.学生汇报,教师操作演示:在右侧第2格挂1个钩码(或者右侧第1格挂2个钩码)。

3.问题:在杠杆尺的左侧第2格挂上2个钩码,如何让杠杆平衡呢?

4.汇报:在右侧第2格挂2个钩码(或者在右侧第1格挂4个钩码)。

5.演示讨论:在右侧第1格挂2个钩码,再在第2格上挂1个,这种情况与前面的挂法有什么不同?

6.讲解杠杆尺的“阻力点”和“动力点”。

7.学生画一画杠杆原理图,教师讲解。

三、杠杆的应用

画一画:用天平测量物体质量、老虎钳剪铁丝、用剪刀剪绳子、用开瓶器开瓶盖、用镊子夹东西等的杠杆图,标出阻力点和动力点。

无论是泰山的挑山工还是该案例中的木棒,都体现了人的力量。教学时,教师通过创设情境,引导学生发现问题,组织他们讨论、设计、画图、实践,了解杠杆的三个作用点和杠杆原理。同时,教师从生活中提取实例,让学生灵活运用所学的知识技能,通过杠杆示意图来解决问题或解释现象。

技术总是在最现实的生活和最直接的实践中被发现和挖掘出来的!技术来源于生活。儿童从小就会利用简单的工具和材料,设计、制造属于他们的“产品”,这就是儿童最初的工程与技术的实践活动,从某种意义上来说,每个孩子都是天生的“工程师”。小学的工程与技术教育,可以使儿童有机会综合所学的各方面知识,观察各种人造和天然材料的性质,使用工具,设计和制造东西,并且认识到我们现在所使用的各种工具和仪器都是设计的产物,利用它们可以更好地了解世界并进行新的设计。

小学进行的工程和技术实践活动大多简单易行,经历这些活动能够让儿童拥有一双灵巧的双手,让儿童在已有的认知和技能水平上,获得使用工具解决生活中的实际问题、制作产品的经历和体验,帮助儿童理解科学、技术和生活的关系,培养他们创造性地解决问题的能

力。

工具拓展了人的视野

【案例1】望远镜的发明

1608年,荷兰米德尔堡小镇有一家眼镜店,店主叫做利伯希。有一天,眼镜匠的儿子双手各拿一块镜片,靠在栏杆旁前后比划着看前方的景物,突然发现远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近,他欣喜若狂地叫了起来,又用手中的镜片观看房上的瓦片、门窗、飞鸟„„它们都很清晰,仿佛近在眼前。他把这个发现告诉了利伯希,利伯希意识到发财的机会来了,于是就把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,用一个圆筒装起来,制成了最早的望远镜,并且为自己制作的望远镜申请专利。后来他又遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。

望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了,意大利科学家伽利略得知这个消息之后,就自制了一个,第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后,他制作的第二架望远镜可以放大8倍,第三架望远镜可以放大到20倍。1609年10月,他制作出了能放大30倍的望远镜。伽里略用自制的望远镜观察夜空,第一次发现了月球表面高低不平,覆盖着山脉并有火山口的裂痕。此后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动,并作出了太阳在转动的结论。

望远镜在天文学的研究中发挥了重要的作用。

【案例2】显微镜的发明

显微镜是荷兰人列文·虎克发明的。列文·虎克生于1632年,出生于荷兰的德尔夫特市,在市政府谋了一个看门的职业。他虽然没接受过正规的科学训练,但对新奇事物充满强烈兴趣。他工作之余唯一的兴趣爱好就是磨制放大镜,在他的卧室里,放满了大大小小、各式各样、各种不同倍数的放大镜。

1665年,列文·虎克费尽心思磨制成了一块直径只有0.3厘米的小透镜,并做了一个架,把这块小透镜镶在架上。他又在透镜下边装了一块铜板,上面钻了一个小孔,使光线从这里射进而反射出所观察的东西,这就是列文·虎克的第一台显微镜。几年后,他又磨制出了能把物体放大300倍的显微镜。

1675年的一个雨天,列文·虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动,而且数量惊人。他发现,在一滴雨水中,活动的小生物要比当时全荷兰的人数还要多。以后,列文·虎克又用显微镜发现了红血球和酵母菌,正确地描述了微生物的形态有球形、杆状和螺旋样等。由于他的显微镜证实了毛细血管的真实存在,从而结束了有关血液循环的争论,他还首次描述了昆虫、狗和人的精子。因为他是世界上第一个微生物世界的发现者,被吸收为英国皇家学会的会员。

列文·虎克发明的显微镜,为现代生物学的发展奠定了基础,使生物学进入了微生物领域。有人这么评价他:他不是在替市政府看守大门,而是在为微生物世界看守大门。

【案例3】听诊器的发明

1816年的一天,在法国巴黎一个豪华的住宅里,医生雷内克正在给一个尊贵的小姐看病。雷内克医生在听完病人的病情介绍后,怀疑她患的是心脏病。他想,要是能听一下小姐的心脏跳动就好了。但是病人是为年轻的贵族小姐,直接用耳朵听显然不合适。

雷内克医生苦苦地思索着,突然他的脑海里浮现出一个孩子们的游戏:一个孩子在树的一头敲打,另一个孩子在树的另外一头听。他从这件事得到启发,拿来一张纸,将纸紧紧地卷成一个圆筒。他将纸圆筒的一头贴在病人的胸部,另一头贴在自己的耳朵上。此时小姐的心跳可以清楚地听见了,甚至比直接贴在胸部听得还清楚。

雷内克医生回家后,请人专门做了一个空心的木管,用作看病时的听诊用。这就是第一个听诊器,这个听诊器的形状很像一个笛子,医生叫它“医生之笛”。

【案例4】声音的传播

师:谁愿意汇报一下你们的实验?

生:我们组的实验是拿两块石头放在水槽里,让两块石头相互摩擦,耳朵贴在水槽外壁,可以听到石头摩擦的声音。所以,我们组认为声音可以通过水、玻璃传播。

生:我们第一个实验和他们一样,第二实验是把水倒进水杯里,然后拿铅笔使劲磨水杯底部,可以听到铅笔与水杯的摩擦声。玻璃是固体,水是液体,声音可以通过固体、液体传播。

生:我用手轻轻敲桌面,把耳朵贴在桌子下面,可以听到手敲击桌子的声音。

生:我们组的实验是找两位同学把毛巾拉紧,另一个同学用手在毛巾的中间使劲来回捋,拉毛巾的同学把耳朵贴在毛巾两端听,可以听到手捋毛巾的声音。声音可以通过固体传播。 生:把小石头投入水槽中,可以听到小石头与水槽底部的相碰声。声音是通过水、玻璃、空气传到我们耳朵里的,由此证明声音可以通过固体、液体、气体传播,

生:我们把小鼓与蜡烛放开,中间隔一拳的距离,点燃蜡烛,然后用手敲小鼓,我们发现火焰会跳动。我们组认为,通过空气传播的声音把火焰给振动了。

生:我把书本正面贴在耳朵上,然后用手指轻轻摩擦书的背面,可以听到细微的摩擦声,说明声音可以通过固体传播。

【案例5】观察微生物

课前教师准备好已经调整好的显微镜,安放好观察的水样,并用布遮挡。

1.出示水样让学生观察。

2.提问:你观察到水里有什么?你是用什么方法观察的?

3.讨论:这杯水里真的只有这些东西吗?还有没有其他东西?

4.谈话:怎么才能知道这杯水里有没有我们刚才说的细菌等这些东西?

5.引导学生明白要想观察极微小的、肉眼看不到的物体,要借助工具——显微镜。

6.讲解显微镜的基本构造,并示范使用方法。强调:反光镜不能直接对着太阳;使用时要小心,镜头不要碰着玻片;不能用手触摸目镜和物镜;轻拿轻放。

7.指导学生观察水样标本。要求:细心、耐心、认真地来观察一滴水;把发现画在活动记录上。

8.学生分组观察,教师巡视。

9.汇报交流:你观察到什么?是什么样子的?

10.认识生活周围水里的微生物。

11.小结:在一滴水中,生活着许许多多个体微小、结构简单、大多是一个细胞构成的生物,它们非常小,用肉眼根本看不到,只有借助显微镜才能看到,所以叫微生物。刚才我们看到的那些不动的微生物中,最常见的是水藻,有蓝藻、团藻、金藻等。运动的微生物中有钟形虫、草履虫等。此外,水中还有既不属于动物也不属于植物的微生物——细菌,细菌一般也是不动的,有球状的、杆状的、螺旋状的。

【案例6】太空探索

A教学:望远镜与太空探索

1.谈话:太空离我们如此遥远,在科学技术不发达的时代,我们只能用肉眼观察,后来,望远镜的出现大大提高了人们观测太空的能力。那么,用望远镜观测太空的技术是怎样不断发展的呢?

2.多媒体展示世界上第一架天文望远镜、射电望远镜、哈勃太空望远镜以及格林威治天文台的有关情况。

3.小结:随着用望远镜观测太空的技术不断创新,现在,我们已经能看到很远很远的宇宙深处了。

B教学:认识运载火箭

1.谈话:随着时光的流逝,人们很想冲出地球,飞向宇宙探个究竟。那么冲出地球最大的困难是什么呢?(无法脱离地球引力的束缚)只有当航天器的速度达到每秒7.9千米时,它才会脱离地球的引力飞向太空。现在,冲出地球的梦想经过几代人的努力终于实现了。人们是怎样摆脱地球引力的束缚的?

2.介绍中国古代的火箭模型、美国的第一代火箭和中国的长征火箭,具体介绍逐级加速的火箭的发射原理。

3.操作:让我们制作一个能上天的火箭模型。

C教学:认识各种航天器

1.讲述:如今,各种航天器已将人们带进了崭新的航天时代,人类的足迹正走向宇宙的深处。

2.多媒体展示人造卫星、宇宙飞船、行星探测器等。

3.提问:除此之外,你们还知道哪些航天器呢?我们的航天事业又是怎样发展的呢?

4.组织学生介绍课前收集的有关图片和资料。

【案例7】讨论“登月条件”的教学片段

师:美国人已经登上了月球,留下了他们的足迹。同学们,你们想上月球吗? 生:想!

师:要登上月球,我们必须要做哪些准备呢?

(学生分小组讨论。)

师:下面谁先来跟大家说说?

生:到月球上去要带上氧气瓶。

师:为什么?

生:因为月球上没有氧气,不带氧气瓶我们在月球上就没法呼吸了,会死掉的! 师:还有呢?下面交流的同学最好把原因也一起说。

生:我想还要穿上一件具有空调作用的宇航服,因为月球有时气温要低到零下一百多度,有时又高到一百度左右。

生:这件宇航服还要重一点,因为月球的引力太小,要不然,人一不小心就会飞起来的。 生:还要带上水,因为月球上没有水,没水人会渴死的。

生:还要带上食品和专门的大小便工具。

师:大家想得可真周到!

生:我认为首先要有火箭和宇宙飞船,先让我们飞出地球。

生:还要有登陆仓,要不然怎么到月球呢?

生:还必须要有强健的身体。

生:还必须有渊博的科学知识,只有这样我们才会操纵宇宙飞船。

师:是啊,这些都需要有渊博的科学技术才能解决。所以,希望大家从现在起,好好学习科学本领,长大才能实现自己的梦想,才能为祖国的登月工程献策出力。

现代科学技术的发展,使人类的视角以前所未有的速度从窄小的周边世界向外拓展,伸向那神秘的异域他乡,伸向那广阔无垠的茫茫宇宙。把今天和几百年前相比,我们是幸福舒适的;把今天和明天相比,未来是美好光明的。几千年来,从马车到轿车、火车、飞机,从煤油灯到白炽灯、霓虹灯、节能灯,从海角天涯到视频聊天、鼠标一点尽知天下事,科学技术的发展,给人类社会带来了深刻的变革,促进了人类文明的发展。

技术的本质是人的智慧

【案例l 】“角力大赛”的教学片段

师:(指着一位学生)你们说我俩谁的力气大一些?

生:老师。

生:不见得。

生:比比就知道了。

师:这样吧,我一个人,你们挑出班上力气最大的5位同学一起上来和我比试,看谁的力气大。

生:老师肯定输。

(学生纷纷要求上来比试。教师拿出一根木棍,将木棍放置在桌上,用砖头做支点,使得靠向自己的一端很长,留给学生的一端很短,然后与学生进行比赛,5位学生比输了。) 生:老师你耍赖。

师:我怎么耍赖啦?

生:由你来控制支点,当然是你赢了。

师:能不能说具体些?

生:其实角力赛是运用了杠杆原理。

生:对呀,你用来和我们比力气的这根木棍实际上是杠杆,砖头做支点,它可以任意移动,你把自己作为力点,而拿我们做重点。

生:当力点到支点的距离大于支点到重点的距离时,就会省力,老师你就是运用了这一点才赢的。

生:让我来控制支点,你就是叫上10个老师来也赢不了我。

【案例2】水火箭

这是一节制作水火箭的课,老师出示了水火箭:一个空塑料瓶,瓶口的塞子换成了橡皮塞,橡皮塞上装了一个气门芯,瓶身上黏上了几片保持平衡的三角形的塑料片。老师往瓶子里装了小半瓶水,塞进橡皮塞,把它放在一个架子上。接着用打气筒往装水的瓶子里不断打气,瓶内气压不断升高,火箭突然飞向天空,足有十多米高,地上留下一片水渍。

回到教室内,老师投影出水火箭的结构图,简单讲解了水火箭原理,还图示了发射过程。 接下来老师把学生分成若干个小组,要求每组制作一个能飞向天空的水火箭。他要求每组同学必须担任不同角色:项目经理、会计师、设计师、新闻发言人,并根据不同职位发放了活动指南及小笔记本,限定制作资金为1000元。这4个角色分工明确,各自彼此独力,又相互负责:

项目经理:统筹规划材料采购顺序。

会计师:专管各项财务。

设计师:设计图案图纸。

发言人:准备新闻稿,总结制作过程。

老师说:根据不同职位的活动指南,各位可以在小笔记本上记录下每天你为制作水火箭所做的工作。以项目经理为例,你要将每天所做的计划和你实施的过程,以及完成后的感想或失败后的总结都记录下来。每周我们将为大家提供2节课时间来完成你们的工作,持续时间为1个月,最后一周举行发布会。

学生们所需要的材料都在各自的任课老师那里,这些老师此时临时担任的角色是“供应商”。在“供应商”那里,每种商品都明码标价:汽水瓶子(400元),易拉罐(200元)、胶带(每50厘米100元)等。

除按正规市场价提供商品之外,个别材料“供应商”那里还掌握着一些质量更好或者比较紧缺的商品,为了招揽生意,他居然在办公室门口贴了一块牌子:黑市。这一招让他的办公室门庭若市,同学们在这里细心比较着材料的优劣,还和老师讨价还价。不过,大家都知道,如何制作出一个优质廉价且更具新意的水火箭,将是大家本月需要通力合作并解决的难题。

学生们热烈地讨论着,明确各自角色的责任,有的小组人多,还特别任命了“助理”,而

且“助理”也知道自己要做些什么。每个人都从各自的角色出发出主意,每次讨论还会形成一个“会议纪要”。

在这一个月里,孩子们在项目经理的指挥下,按部就班地去采购、设计、制作、记录,他们的小笔记本记录了他们工作的推进过程。

最后一周,孩子们演示了各自的水火箭。每一个水火箭都有一个属于各自“公司”的名称或符号,每个小组都详细地解释了水火箭的工作原理,阐述了自己的实验过程,有的小组还探究了“水量的多少和水火箭升空高低的关系”。特别是每组的“会计师”,详细列出了各项资金的开销,包括“转手倒卖”的获利,他们对此很自豪,因为转手倒卖让他们获得了更多的“资金”,而他们正是利用这笔资金,买到了更好的装备。

【案例3】“了解遗传和变异的秘密”的教学片段

师:孟德尔是现代遗传学之父,他在遗传学的研究上作出了很大的贡献。下面我们来看一看他的资料,了解有关知识。

(学生看书学习孟德尔实验资料。)

师:孟德尔是怎么研究的?

生:孟德尔种了数百株豌豆。

生:他研究豌豆花,发现花的颜色是有规律的。

师:花的颜色有什么规律?

生:开紫色花的后代也是开紫色花,开白色花的后代就开白色花。但是开两种不同颜色花的豌豆进行人工传粉后,第一代都是紫色的花,第二代就两种颜色都有了。

师:你怎么解释这个现象?(学生沉默)开紫色花的豌豆的后代也开紫色的花,这是为什么?

生:这是遗传现象。

师:开两种不同颜色花的豌豆进行人工传粉后,第一代都是紫色的花,第二代就两种颜色都有了。这说明使花开紫色的物质有没有得到遗传?

生:遗传了。

师:使花开白色的物质遗传了吗?

生:也遗传了。

师:为什么?

生:因为在第二代豌豆里可以看出来。

师:问题是为什么第一代开的花全部都是紫色的呢?

生:紫色的厉害。

师:厉害?影响力要强一点?

生:是的。

师:你们看呢?

生:我也觉得是这样的。我觉得那个使花开白色的物质像个定时炸弹,要到第二代才炸。

【案例4】“设计房子”教学片段

师:假如我是房地产开发公司的老总,而你们是建筑设计工程师。下面你们准备如何来说明你们设计的房子,让老总采纳你的设计呢?

生:我们这幢房子的最大特点是窗开得比较大,门也开得大,这样屋子里的光线充足,现在许多别墅也是这样设计的,这样的房屋看上去很气派。

师:实惠又时髦,不错啊!

生:我们的这幢房子是三层结构的,这样可以减少占地面积,把人的活动空间向空中延伸。人居住在这样的房子里,既能体验开门见平地的畅快,又能感觉到手可摘星辰的美感。而且,现在由于人越来越多,地球上可用地面积越来越少,这是现代化房地产开发的必然趋

势。

师:结合天时地利,考虑周全!

生:我们这所房子的最大特点是整座房子采用了半圆形结构,像半个鸡蛋壳。这样的房子从建筑美学方面来说,不仅具有流线美,而且从建筑力学方面来讲,它的抗压能力是相当强的。

师:不仅美观而且结实,允许你们建造!

生:我们这间房子非常简单,是模仿云南傣族的竹楼设计的,它给我们喧嚣的现代生活带来了一些宁静与清新。看惯了现代的高楼大厦,再看看眼前的民间房屋,别有一番韵味。这种竹楼建在临山傍水的旅游胜地,肯定能招揽大量的游客前往驻足观光。

师:听了你的介绍,眼前有一亮的感觉,你们的房子很是特别!

生:我们这间房子可以说是古色古香,最大的特色是屋脊向天空伸展,窗子上加上横竖的小格子。

师:返璞归真,回归自然,这是现代人所追求的主题,很有创意!

生:我们这间房子摆脱了传统的一间房子就是一个方块的格调,它采用了多维度、多层次、多视角的方案,将这间房子的立体感凸现出来了。

师:从传统中走出来,引进新的观念,很好!

生:我们这间房子采用了圆柱形结构,屋顶是圆柱形的,就像宝塔一样,也像童话世界里的城堡,给人神秘的感觉。而且这种设计,抗压能力十分强,屋顶这个竖起来的尖是避雷针,可避免雷击,也有装饰作用。

师:考虑周到,安全第一,可以建造!

生:我们这间房子是二层结构的,它的最大特色是在二楼上设有一个露天天台,我们平时心情不好的时候,就可以走到上面去吹吹风,抬头看看蔚蓝的天空,以及飘浮的白云,这样能快速释放我们工作学习的压力。在二层楼其他房间的外面,都向外挑出一个走廊,走廊上设有栏杆,向南的一面栏杆上,有太阳的时候可以晒晒被子什么的,这样房子的四周都有外露的阳台,我们就可以在走廊上观察星空。

师:很好,批准你们建造这幢房子。

新课程特别注重人文关怀,一切要从学生的需要出发,从学生的生活出发。如果统一房子的规格、式样,让学生建造一模一样的房子,就缺少了人文气息,没有了生活的变化与多姿多彩。现实生活中建筑的风格是各异的,学生的想法也是丰富多彩的。因此,教学活动的设计应贴近生活,要能真实地体现生活。全班几十号人,建造一种模式的房子,这种课堂不就很“假”了吗?这样的教学让学生不拘泥于形式,发挥创新思维,建造个性鲜明的房屋。

【案例5】用扑克牌搭建高塔

五年级学生学习了“形状与结构”单元之后,对这方面的内容产生了浓厚的兴趣,特别是在课堂上进行了框架结构的设计和比赛之后,学习劲头更高,学生纷纷要求再组织一次类似活动。怎样组织一次既跟教材内容相联系,又具有趣味性、挑战性的活动呢?

一位教师在玩扑克牌的时候,灵机一动:能不能用一副扑克牌来搭建一个高塔呢?一副扑克牌,不能增加其他材料,这样材料是限定的,学生在有限的材料中,发挥想象力搭建高塔,既要考虑成本,又要考虑时间,更要考虑形状与受力、重心的问题,适合五年级学生的水平。

教师给每一个小组提供的材料是一副扑克牌(只能用54张牌),可以用剪刀,时间限定为20分钟。经过仔细测算,确定搭建的塔高达到1OOcm 的为优秀,80~ 99cm 的为良好,60~ 79cm 的为较好,60cm 以下的为尚需努力。

扑克牌搭建高塔的活动开始了,只见有的小组采用搭桥形式,打好基础,层层向上;有的小组剪开扑克牌,相互卡在一起往上叠;有的小组先对折竖立,再平放一张牌,再对折竖

立放置,一层一层向上叠;有的小组先悄悄讨论,再合作叠牌„„他们各显神通,紧张活动中又显得合作无间,不时传来一阵阵惊叹声和惋惜声。有一个小组的塔高超过了lOOcm .全组成员都兴奋不已;另一个小组的塔高已经达到90cm 了,但是还没测量高度,结果高塔倒塌,小组成员懊悔不已。

最后,一个小组以112cm 的高度夺得扑克牌高塔搭建的冠军,赢得全班学生的热烈掌声。这次活动,因为简单而又具有挑战性,在五年级的学生活动之后,方案传到其他年级学生中,他们纷纷要求也开展这项活动,最后竟变成了全校中高段所有学生喜爱的传统项目,一年一次,极受学生欢迎。

自从人类学会劳动,学会制造和使用工具,就开始学会了设计,人类在进化过程中,设计并制造了衣、食、住、行等产品。自古至今,人类一切文明都是设计的产物,技术则是人类为实现社会需要,解决实用问题而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和。

我们现在可以知道几十亿光年外的星球信息,可以探知人体血管里的细枝末节,可以快捷地知道地球某个角落发生的事件。技术打开了人的视野,拓展了人类的生存空间,而人类文明的标志总是以某种技术工具或特征表现出来的。上天给予人类一颗聪慧的大脑,一双勤劳的双手,人类没有坐享其成,而是选择了不断进步,创造出灿烂的文明。


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