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在技术与工程领域,工程的关键是设计。而设计图就是设计的灵魂,是学生建模的基础和依据。经过长期的观察和实践,笔者发现,设计图在小学科学课堂中的地位十分尴尬,绝大多数学生在制作模型的时候将设计图作为一种摆设,不按设计图来制作模型。这让设计环节变成了一种形式,失去了设计的价值和意义。那么,如何让学生有意识地根据设计图来制作模型呢?笔者以《用纸造一座“桥”》一课为例,来谈一谈自己的认识。
优化设计方案,降低按图制作的难度
设计是为制作服务的,好的设计不但要考虑建筑的牢固程度,还要考虑建造的时间和成本。然而很多学生在设计的时候往往只考虑前者,使设计图中的设计难度过大,从而增加了按图制作的难度。此外,学生的思维基本停留在平面图形上,缺乏立体空间的想象能力,這也会导致设计与制作脱轨。因此,我们需要为学生搭建一些“脚手架”,降低按图制作模型的难度。
1.简化设计图,降低按图制作的难度
学生在绘制设计图时,往往把关注点放在设计图的精美程度、结构的牢固程度上。事实上,他们忽视了一个重点:自己能否在规定的时间里、在有限的材料下完成这些复杂的设计。我们常常可以看到由于设计图难度太大,有些小组无法做到按图制作模型;由于时间有限,有些小组只完成了整体结构的一部分;由于报纸的数量限制,有些小组最后发现材料不足,无法继续制作。种种现象都在提示我们需要简化设计图。只有降低设计图的难度,让学生在设计的时候充分考虑制作的时间和成本,他们才能更好地按图制作模型。
在设计之前,先对如何设计出科学、合理的设计图进行头脑风暴。让学生初步意识到设计是为制作服务的,并不是越复杂的设计就越优秀。在工程设计中不但需要考虑工程建造的牢固性,还要考虑工程的时间和成本。有了这样的思考,学生在设计的时候才会有意识地简化自己的设计图,为按图造桥提供基础。
2.分解设计图,降低按图制作的难度
制作是由局部到整体的一个过程,设计图也需要考虑局部和细节的设计。很多时候,不是学生不想参考设计图,而是在制作的时候发现无图可依。正因为如此,他们不得不边做边思考,边做边设计,最终使作品与设计图相差甚远。这容易导致恶性循环,久而久之,学生将不再关注设计图,认为设计图可有可无。此外,只有整体、没有局部的设计图不利于分工合作,降低了制作的效率。
基于这样的理解,笔者认为将设计图进行分解和细化是很有必要的。在可操作的前提下,设计图越详细,学生越容易按图制作模型,越容易分工合作,在降低制作难度的同时提高制作的效率。改进后的设计方案如表1。
新的设计方案不仅保留了纸桥的整体构造设计,还引导学生从纸桥的桥面、桥面上部、桥墩三大组成部分来开展设计。这样的设计方案有三个好处:第一,有助于学生更加全面、更加清晰地梳理自己的设计思路;第二,分工明确,每一个人都参与到纸桥的制作中来,提高了效率;第三,在设计方案的引导下,有助于学生把桥的上部构造、桥墩的构造融入设计中,使作品更具美感。
当学生拥有完整、细致的设计图可以参考时,设计图将变成工程建造的“详细说明书”,而不会是一个摆设。
3.物化设计图,降低按图制作的难度
传统的设计图以平面设计为主,而纸桥模型是立体的,这就导致设计图不能全方位地体现出模型的构造。再加上学生的空间想象能力有限,使得按图建模的难度大大增加。这个时候,我们可以灵活地改进设计图的模式,比如用实物模型设计代替图纸设计。
学生可以用意面和超轻黏土来进行设计(如图1),也可以用吸管、胶枪和胶棒来开展设计(如图2)。相对于传统的纸上平面设计,实物模型设计更具趣味性、立体性和直观性。值得一提的是,实物模型设计所需的时间并不比图纸设计多很多,具有很好的可行性。用实物模型设计代替图纸设计符合学生的认知特点,有利于降低按图制作模型的难度。
巧借榜样力量,激发按图制作的意识
设计图成为摆设的内在原因在于学生对按图建造的重要性不甚了解。学生不了解工程师是如何工作的,不了解设计图在工程师心中的重要地位,更不了解脱离设计图的建造会带来哪些后果。因此,我们需要让学生了解这些,让他们从内心深处去认可按图建造的必要性。要达成这一目标,可以借助工程师的“示范”作用。
师:工程师们在建造的时候会注意些什么呢?我们来听一听工程师们的建议。
(工程师:同学们,我们在建造的时候都会遵守一个非常重要的规定,那就是严格按照设计图的设计来建造,不能随意更改设计图哦。随意更改设计图,会使建筑的结构发生改变,有崩塌的危险哦。)
师:工程师给了我们什么建议?
生:要严格按照设计图的设计来建造。
生:更改设计图会有危险。
师:如果随意更改设计图,会给整个工程带来什么后果?
生:会浪费时间,因为他们会边造边想。
生:有可能会增加成本。
生:有可能会不安全,设计图中画的结构很坚固,而边做边画设计出来的结构会改变,安全系数可能会降低。
师:是的,每个工程师必须按设计图中的设计来建造。
一个小小的情境,让学生初步了解到工程师是如何对待设计图的,意识到不按图建造是有危害的,是不负责任的。学生只有从内心深处去认可按图制作模型的必要性,才能对设计图更加重视,才能更好地发挥设计图的作用。
完善评价量表,保障按图制作的成效
有效的评价是学生建模的保障。笔者认为,在比较纸桥承重能力的同时,还可以从成本、分工合作、作品与设计图的相似度等方面进行评价,用具体的、可操作的评价量规来敦促学生更好地调整设计图的难度,更好地按图制作模型。具体的评价量规如表2。
在评价量表的引导下,学生会更加注重制作模型的成本,设计的时候就不会过于复杂;会更加重视分工合作,进一步提高制作的效率;会更有意识地提醒自己多看看设计图,从而更好地利用设计图,像工程师一样按图建造。当工程设计、工程建造中有了评价量表,学生才能更好地找准方向,才能收获更多成功的喜悦。
通过实践发现,当学生开始重视设计图、开始使用设计图的时候,模型制作的时间会大幅度地减少,模型的质量会大幅度地提升。长此以往,按图制作模型的思想将深深地扎根在每一个学生的心里。
浙江省宁波市海曙区古林镇薛家小学(315176)
优化设计方案,降低按图制作的难度
设计是为制作服务的,好的设计不但要考虑建筑的牢固程度,还要考虑建造的时间和成本。然而很多学生在设计的时候往往只考虑前者,使设计图中的设计难度过大,从而增加了按图制作的难度。此外,学生的思维基本停留在平面图形上,缺乏立体空间的想象能力,這也会导致设计与制作脱轨。因此,我们需要为学生搭建一些“脚手架”,降低按图制作模型的难度。
1.简化设计图,降低按图制作的难度
学生在绘制设计图时,往往把关注点放在设计图的精美程度、结构的牢固程度上。事实上,他们忽视了一个重点:自己能否在规定的时间里、在有限的材料下完成这些复杂的设计。我们常常可以看到由于设计图难度太大,有些小组无法做到按图制作模型;由于时间有限,有些小组只完成了整体结构的一部分;由于报纸的数量限制,有些小组最后发现材料不足,无法继续制作。种种现象都在提示我们需要简化设计图。只有降低设计图的难度,让学生在设计的时候充分考虑制作的时间和成本,他们才能更好地按图制作模型。
在设计之前,先对如何设计出科学、合理的设计图进行头脑风暴。让学生初步意识到设计是为制作服务的,并不是越复杂的设计就越优秀。在工程设计中不但需要考虑工程建造的牢固性,还要考虑工程的时间和成本。有了这样的思考,学生在设计的时候才会有意识地简化自己的设计图,为按图造桥提供基础。
2.分解设计图,降低按图制作的难度
制作是由局部到整体的一个过程,设计图也需要考虑局部和细节的设计。很多时候,不是学生不想参考设计图,而是在制作的时候发现无图可依。正因为如此,他们不得不边做边思考,边做边设计,最终使作品与设计图相差甚远。这容易导致恶性循环,久而久之,学生将不再关注设计图,认为设计图可有可无。此外,只有整体、没有局部的设计图不利于分工合作,降低了制作的效率。
基于这样的理解,笔者认为将设计图进行分解和细化是很有必要的。在可操作的前提下,设计图越详细,学生越容易按图制作模型,越容易分工合作,在降低制作难度的同时提高制作的效率。改进后的设计方案如表1。
新的设计方案不仅保留了纸桥的整体构造设计,还引导学生从纸桥的桥面、桥面上部、桥墩三大组成部分来开展设计。这样的设计方案有三个好处:第一,有助于学生更加全面、更加清晰地梳理自己的设计思路;第二,分工明确,每一个人都参与到纸桥的制作中来,提高了效率;第三,在设计方案的引导下,有助于学生把桥的上部构造、桥墩的构造融入设计中,使作品更具美感。
当学生拥有完整、细致的设计图可以参考时,设计图将变成工程建造的“详细说明书”,而不会是一个摆设。
3.物化设计图,降低按图制作的难度
传统的设计图以平面设计为主,而纸桥模型是立体的,这就导致设计图不能全方位地体现出模型的构造。再加上学生的空间想象能力有限,使得按图建模的难度大大增加。这个时候,我们可以灵活地改进设计图的模式,比如用实物模型设计代替图纸设计。
学生可以用意面和超轻黏土来进行设计(如图1),也可以用吸管、胶枪和胶棒来开展设计(如图2)。相对于传统的纸上平面设计,实物模型设计更具趣味性、立体性和直观性。值得一提的是,实物模型设计所需的时间并不比图纸设计多很多,具有很好的可行性。用实物模型设计代替图纸设计符合学生的认知特点,有利于降低按图制作模型的难度。
巧借榜样力量,激发按图制作的意识
设计图成为摆设的内在原因在于学生对按图建造的重要性不甚了解。学生不了解工程师是如何工作的,不了解设计图在工程师心中的重要地位,更不了解脱离设计图的建造会带来哪些后果。因此,我们需要让学生了解这些,让他们从内心深处去认可按图建造的必要性。要达成这一目标,可以借助工程师的“示范”作用。
师:工程师们在建造的时候会注意些什么呢?我们来听一听工程师们的建议。
(工程师:同学们,我们在建造的时候都会遵守一个非常重要的规定,那就是严格按照设计图的设计来建造,不能随意更改设计图哦。随意更改设计图,会使建筑的结构发生改变,有崩塌的危险哦。)
师:工程师给了我们什么建议?
生:要严格按照设计图的设计来建造。
生:更改设计图会有危险。
师:如果随意更改设计图,会给整个工程带来什么后果?
生:会浪费时间,因为他们会边造边想。
生:有可能会增加成本。
生:有可能会不安全,设计图中画的结构很坚固,而边做边画设计出来的结构会改变,安全系数可能会降低。
师:是的,每个工程师必须按设计图中的设计来建造。
一个小小的情境,让学生初步了解到工程师是如何对待设计图的,意识到不按图建造是有危害的,是不负责任的。学生只有从内心深处去认可按图制作模型的必要性,才能对设计图更加重视,才能更好地发挥设计图的作用。
完善评价量表,保障按图制作的成效
有效的评价是学生建模的保障。笔者认为,在比较纸桥承重能力的同时,还可以从成本、分工合作、作品与设计图的相似度等方面进行评价,用具体的、可操作的评价量规来敦促学生更好地调整设计图的难度,更好地按图制作模型。具体的评价量规如表2。
在评价量表的引导下,学生会更加注重制作模型的成本,设计的时候就不会过于复杂;会更加重视分工合作,进一步提高制作的效率;会更有意识地提醒自己多看看设计图,从而更好地利用设计图,像工程师一样按图建造。当工程设计、工程建造中有了评价量表,学生才能更好地找准方向,才能收获更多成功的喜悦。
通过实践发现,当学生开始重视设计图、开始使用设计图的时候,模型制作的时间会大幅度地减少,模型的质量会大幅度地提升。长此以往,按图制作模型的思想将深深地扎根在每一个学生的心里。
浙江省宁波市海曙区古林镇薛家小学(315176)