體驗原初技術(shù)理解高技術(shù)

江衛(wèi)園+葉寶生

小學(xué)科學(xué)教育，既希望兒童認識高技術(shù)，又了解技術(shù)的最新發(fā)展。在小學(xué)科學(xué)課程中，包含有像飛行技術(shù)、航天技術(shù)和克隆技術(shù)等這樣的復(fù)雜技術(shù)和高技術(shù)。但這些高技術(shù)都蘊含復(fù)雜或高深的科學(xué)原理，小學(xué)生還不具備或不可能具備這些知識。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，如何幫助小學(xué)生理解這些高技術(shù)。本文以《飛機》一課為例，進行理論分析和實踐探索。

一、在小學(xué)科學(xué)課程中高技術(shù)的性質(zhì)

考察技術(shù)發(fā)展歷史，在技術(shù)發(fā)展的早期，人們通過反復(fù)嘗試，經(jīng)過不斷試錯，積累成功的經(jīng)驗，形成某種技術(shù)。這種技術(shù)不是以科學(xué)為先導(dǎo)的，而是以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的，稱為經(jīng)驗技術(shù)。小學(xué)科學(xué)課程中，像《制作紅果醬》這樣的食品加工技術(shù)，像《電池》這樣的技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用的技術(shù)，都屬于經(jīng)驗技術(shù)。換言之，都是不需要知道科學(xué)原理，就可以進行技術(shù)操作和體驗，進行技術(shù)理解的課程。

高技術(shù)蘊含著復(fù)雜和深奧的科學(xué)原理。對人類來說，是科學(xué)原理指導(dǎo)下的技術(shù)，但對小學(xué)生來說只能觀察其結(jié)構(gòu)，認識其功能。我們進行了“關(guān)于飛機你都知道什么”的課前調(diào)查發(fā)現(xiàn)：學(xué)生大多能說出飛機的大致結(jié)構(gòu)，如有機身、機翼、可能有發(fā)動機做動力；直升機有機身、螺旋槳、可能有發(fā)動機做動力；知道飛機能飛與機翼有關(guān)系；能說出多種飛機的用途（功能）；會提出飛機那么重為什么能飛的問題等。這樣的高技術(shù)，對小學(xué)生而言，不知道其中的科學(xué)原理，只能去認識其功能。也就是說，基于人類的發(fā)明成果和經(jīng)驗去認識和理解的技術(shù)，對小學(xué)生也屬于經(jīng)驗技術(shù)。即可以不知道科學(xué)原理，但可以通過其實現(xiàn)的功能去理解的技術(shù)。因此，小學(xué)科學(xué)課程中的高技術(shù)是可以認識理解的經(jīng)驗技術(shù)。

二、回溯技術(shù)發(fā)展史，尋找原初技術(shù)

每一個具體技術(shù)，都是從簡單到復(fù)雜，存在一個結(jié)構(gòu)和功能不斷完善的發(fā)展過程。飛行技術(shù)初始階段在哪呢？人類飛翔的夢想一直激勵著勇敢者不斷地探索，從風(fēng)箏、到“翼人”滑翔，從直翼飛機到螺旋翼飛機。客機、戰(zhàn)斗機、直升機、武裝直升機，各種各樣的無人飛機。在大氣中的飛行器，有兩種結(jié)構(gòu)是普遍具有的，一個是直翼，或說平行翼；另一種是螺旋翼。

現(xiàn)代飛機，不管結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜、性能多么先進、功能多么變化，其依托的基本結(jié)構(gòu)卻只是簡單的直翼和螺旋翼。作為小學(xué)科學(xué)教學(xué)，存在小學(xué)生可以操作的直翼和螺旋翼嗎？看看小學(xué)生玩的紙飛機、竹蜻蜓，這些簡單的玩具，正是我們尋找的飛行技術(shù)的最基本技術(shù)，也就是我們尋找的這種高技術(shù)的原初技術(shù)。

三、建立原初技術(shù)與高技術(shù)的表征聯(lián)系

技術(shù)的成果是物化的產(chǎn)品。不管是制造技術(shù)物，還是技術(shù)裝置，都要通過設(shè)計和制作過程。在設(shè)計過程，我們將頭腦中想象的制造物，用語言或者圖形表達出來。而頭腦中的這些制造物，就是技術(shù)的形象或表征。在制作過程，又將這些形象或表征與具體的操作物相協(xié)調(diào)，根據(jù)形象或表征的聯(lián)系進行技術(shù)物的組織，最終實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品。也就是說，技術(shù)過程是對技術(shù)形象和表征的操作過程。對技術(shù)過程的理解也是以這種現(xiàn)象和表征的聯(lián)系為基礎(chǔ)的。

飛行技術(shù)的原初技術(shù)具體表現(xiàn)為紙飛機和竹蜻蜓。紙飛機的技術(shù)表征是紙翼，竹蜻蜓的技術(shù)表征是扭曲的木片或塑料片。選擇現(xiàn)代飛行技術(shù)的兩個典型，客機和直升機。客機的技術(shù)表征是平行機翼，直升機的技術(shù)表征是螺旋機翼。在飛行過程中，紙翼對應(yīng)平行機翼，扭曲的木片對應(yīng)螺旋機翼。建立原初技術(shù)表征與高技術(shù)表征的聯(lián)系，為體驗原初技術(shù)，理解高技術(shù)的教學(xué)設(shè)計確立了指導(dǎo)思想。

四、體驗原初技術(shù)，理解高技術(shù)

體驗原初技術(shù)，學(xué)生要擲紙飛機，飛竹蜻蜓。學(xué)生可以反復(fù)嘗試飛行，但要努力思考回答下面的問題：紙飛機和竹蜻蜓為什么能飛？紙飛機和竹蜻蜓在空中飛行的樣子有什么不同？紙飛機和竹蜻蜓為什么落下？

當(dāng)擲紙飛機時，紙飛機會飛起來；兩只手夾住竹蜻蜓的柄用力一搓，竹蜻蜓也會飛起來。但是二者的飛行方式不同，紙飛機是滑翔，直升機是旋轉(zhuǎn)著上升。飛行一段時間后，紙飛機和竹蜻蜓都會落下來，力量大一些，飛行時間會長一些。因為人手給它們的動力不足以支撐它們飛行更長的時間。學(xué)生感受紙飛機和竹蜻蜓的區(qū)別是結(jié)構(gòu)不同、飛行方式不同；相同的地方是都能飛、起飛時都需要動力、動力不足時會落下來等。

提出問題：如何保持長時間飛行呢？答案是：需要持續(xù)的充足的動力。此問題的回答，建立了理解高技術(shù)的基礎(chǔ)。

五、通過結(jié)構(gòu)功能，理解技術(shù)目的

紙飛機和竹蜻蜓的結(jié)構(gòu)使它們實現(xiàn)了飛行的功能。現(xiàn)代飛機已經(jīng)飛行在空中，達到了人類空中運輸?shù)哪康摹Ｋ鼈儗崿F(xiàn)飛行功能的基本結(jié)構(gòu)是什么樣的？出示紙飛機、竹蜻蜓和一些不同飛機的圖片，請學(xué)生選擇，哪種飛機的飛行方式、結(jié)構(gòu)與紙飛機一樣？哪種飛機的飛行方式、結(jié)構(gòu)和竹蜻蜓一樣。學(xué)生比較后發(fā)現(xiàn)，所有的直升機結(jié)構(gòu)、飛行方式與竹蜻蜓一樣，固定翼飛機的結(jié)構(gòu)和飛行方式都和紙飛機一樣。通過這樣的分類過程，把玩具和飛機建立了聯(lián)系，也就是把原初技術(shù)與復(fù)雜高技術(shù)之間建立聯(lián)系。學(xué)生認識到：原來我們熟悉的紙飛機、固定翼飛機的結(jié)構(gòu)與功能一樣，竹蜻蜓、直升機的結(jié)構(gòu)與功能一樣，只不過固定翼飛機和直升機結(jié)構(gòu)、動力等更加復(fù)雜了。

通過對機翼結(jié)構(gòu)的認識，理解不同結(jié)構(gòu)實現(xiàn)不同的功能。根據(jù)功能不同，人類制造了可以達到各種實際目的的各種類型的飛機。

六、建立技術(shù)發(fā)展時間軸，理解技術(shù)性質(zhì)

上面以《飛機》一課為例，探討了小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，體驗原初技術(shù)理解復(fù)雜高技術(shù)的思想與策略。有以下收獲：學(xué)生從原初技術(shù)體驗開始，參與度高；在深入分析紙飛機、竹蜻蜓的基礎(chǔ)上，通過分類、看視頻等活動建立了紙飛機與飛機、竹蜻蜓與直升機之間的聯(lián)系，最終以此為基礎(chǔ)認識到飛機與直升機結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；這種從原初技術(shù)體驗開始，認識高技術(shù)發(fā)展歷史，從而認識與理解高技術(shù)，對于小學(xué)生認識理解復(fù)雜的高技術(shù)是一種有效的方式。