綜合實踐活動中的動手操作

魏建芳

摘要：動手操作能讓學生在掌握手工設計與制作等基本技能的基礎上得到綜合實踐能力的提升。航模課程的推進強調(diào)真實的情境創(chuàng)設，鼓勵學生拿起各種工具，親自動手，學以致用。具體路徑有：親手觸摸，初步感知;分步操作，明確思路;組裝試飛，解決問題。

關鍵詞：動手操作觸摸組裝發(fā)現(xiàn)問題解決問題

著名心理學家皮亞杰說：“兒童的思維是從動作開始的，切斷動作與思維的聯(lián)系，思維就不能得到發(fā)展。”小學生以具體形象思維為主，因而在學習的過程中，教師應該充分發(fā)揮學生的潛力，注重學生動手操作能力的培養(yǎng)，讓學生在實踐中感知，通過自己的努力解決問題，獲取知識。動手操作是綜合實踐活動的基本載體，能讓學生在掌握手工設計與制作等基本技能的基礎上得到綜合實踐能力的提升。它要求學生手、眼、腦、口等多種感官協(xié)調(diào)參與學習活動，在親身體驗、直接感知中獲得能力的提升。

航模課程是中華中學附屬小學綜合實踐活動校本課程的一部分，也是《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》中“創(chuàng)意物化”的具體體現(xiàn)。本內(nèi)容的教學，我們打破了原有的課堂模式，主要采用了讓學生親自動手操作的教學方式，啟發(fā)學生以個人和小組為單位，充分發(fā)揮想象力，以“造物”的形式，完成一件個性化的創(chuàng)意作品。該課程的推進強調(diào)真實的情境創(chuàng)設，鼓勵學生拿起各種工具，親自動手，學以致用。此過程中，學生邊做邊學，知識的學習與問題的解決同步進行。本文以中華中學附屬小學綜合實踐活動校本課程“航模”中的《無人機，飛起來！》為例，闡釋相關做法。

一、親手觸摸，初步感知

小學生正處在形象思維向邏輯思維過渡的階段，這一階段的學習特別需要直觀形象的支撐。因而，借助直觀體驗開展教學是非常重要的手段。為學生提供可以看一看、摸一摸的環(huán)境，把視覺、聽覺、觸覺調(diào)動起來，有助于他們更好地認識、理解新事物。

在之前的課上，學生已經(jīng)通過3D打印熟悉了無人機的外殼，但對無人機的芯片、電機卻比較陌生，是第一次接觸。讓學生直觀地認識這些部件的外觀及作用，是接下來正確組裝的基礎。由此，筆者與學生展開如下對話——

師無人機飛行需要哪些條件？用什么硬件來實現(xiàn)？我們先來觸摸感知一下無人機的部件。

（學生觀察觸摸。）

師組合好的機架和蓋板可以飛起來嗎？

生不能。

師為什么？你認為還需要什么？

生還需要電子芯片，那樣就可以遙控它了。

生還要有機翼，沒有升力無人機飛不起來的。

生還需要動力。

……

師大家想得很周到！那接下來我們一起到材料盒里找一找，看看有哪些零部件能幫助無人機飛起來。大家大膽猜一猜它的用處，并把你的猜想告訴老師，我們一起驗證你的猜想。提醒一下大家，無人機的很多部件都屬于電子元器件，比較精密，接觸的時候要輕拿輕放，同時還要避免靜電的損傷，所以觸摸時請戴上橡膠手套。

（學生小組活動，認識飛控、電池、電機、槳葉等零部件。）

生這塊板子上有很多電路，我猜是控制無人機的。

師對。這塊板子的名字叫飛行控制器，也簡稱“飛控”。仔細觀察飛控，它上面除了電路還有很多小模塊，上面有英文的縮寫，比如GPS，你們知道它的意思嗎？它具備什么功能？

生我知道，GPS是導航的，是讓無人機在飛行的時候告訴我們它在哪里。

師推測很合理。

生老師，這里寫著3.8 V，這個是電池，提供動力用的，沒電肯定飛不了。

師你觀察得真仔細，這么快就找到正確答案了。

上述教學，教師以核心問題“無人機飛行需要哪些條件？用什么硬件來實現(xiàn)？”引導學生通過觀察觸摸、主動思考感知無人機各部件的作用，然后啟發(fā)他們通過合理推測認識無人機飛行控制器上的相關文字，更充分地認識其作用。在此過程中，學生的思維得到了螺旋式提升。而且，教師提醒學生接觸電子元器件時戴上手套，也讓學生初步樹立了規(guī)范操作的意識。

二、分步操作，明確思路

缺乏明確操作思路的動手操作，會讓教學進入凌亂、無序的低效狀態(tài)。規(guī)避這一問題的有效方法是：分步操作。

《無人機，飛起來！》一課，有計劃、有步驟地組裝無人機相當重要，這是試飛的前提。此環(huán)節(jié)，為了讓學生明確組裝思路，筆者先讓小組內(nèi)商議組裝流程，然后由組長向全班闡述，由大家判斷是否合理——

師現(xiàn)在大家手頭有這么多器材，我們要開始組裝了，小組內(nèi)討論一下你們的組裝流程。

生我們小組認為應該從飛控那里開始組裝，然后裝電池，最后裝螺旋槳。

師能不能介紹得再詳細一點，按步驟說。

生第一步，安裝飛控;第二步，安裝電池和電機;第三步，安裝槳葉;第四步，安裝蓋板。

師有不同意見嗎？沒有的話，同學們就照這個流程試試看。第一步，安裝飛控。注意，飛控上的指示燈除了有標志電源的作用，還能告訴我們無人機前進的方向。第二步，安裝電池和電機，要注意動作輕且準確。第三步，安裝槳葉。第四步，安裝蓋板。

（學生操作。）

生奇怪，我安裝蓋板時總會碰到已經(jīng)安裝好的槳葉，感覺會影響槳葉的作用發(fā)揮，是不是改一改流程會更好？

生是的。我也覺得要先裝蓋板，否則總被碰到，槳葉會受損的。

生裝的時候要注意保護線路。

師為什么？

生線路受損，無人機肯定飛不起來。

師說得有理！我們設想一下，如果沒有整理好線路，蓋上蓋板之后，擰緊螺絲時如果將連接線壓斷了，那無人機就飛不起來了。好的，最后再安裝槳葉。還有人要補充嗎？

生 沒有。

師好的，那我們按調(diào)整后的流程開始組裝。

（學生組裝無人機。）

分步操作后，學生明確了動手思路，無疑會提升操作質(zhì)量。上述教學中，教師引導學生自主商議操作流程，并啟發(fā)他們根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)分步操作。操作時，教師和學生一起觀照細節(jié)，每完成一個步驟就停下來，及時反饋出現(xiàn)的問題和確定解決問題的辦法。一步步操作下來，組裝無人機的流程便深刻地留在學生大腦中了。而且，在操作過程中，教師還會讓已經(jīng)完成的小組幫助進度較慢的小組，相互檢查是否安裝正確，保證全班的安裝進度一致。一個操作流程下來，每個學生都對操作方法了然于胸。

三、組裝試飛，解決問題

在《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》中，問題解決作為小學階段的具體目標，其重要性顯而易見。善于發(fā)現(xiàn)問題并能自主解決問題，是綜合實踐活動課程實施中不可缺少的重要能力，能激發(fā)學生的動手靈感及創(chuàng)造力。相對于教師直接規(guī)定操作方法和步驟的做法，讓學生通過親自動手操作，在發(fā)現(xiàn)問題甚至出現(xiàn)錯誤的過程中一步步明確操作方法和要領，得到能力的提升，效果明顯更好。

《無人機，飛起來！》一課，無人機槳葉的正確安裝是保證其正常飛行的重要條件之一。教學中，筆者沒有提前講授相關知識點，而是進行直接引導——

師首先要表揚同學們，你們通過自己的努力完成了無人機的組裝。現(xiàn)在，我們一起來看看它們能不能飛起來。分小組到試飛區(qū)試飛。

（組裝好無人機的小組到試飛區(qū)域，由教師引導試飛，記錄試飛情況。初次試飛，沒有一個小組成功。）

師我們滿懷希望來試飛，結果沒有一個小組成功。想一想問題會出在哪里？

（出示表1。）

生我們組的線連錯了，這個線有不同顏色的，有白有藍還有紅。

師那你們再重新嘗試一下線路連接。

生我們組應該是槳葉裝錯了，槳葉有兩種。

師哦，你發(fā)現(xiàn)了！是的，槳葉表面上看起來是一樣的，可是它們是不同的，標識很小很小。還有沒有其他猜測？

生有可能是線沒有整理好，會不會被壓斷了？

師組裝無人機，我們都很關注它能不能飛起來，但老師覺得更重要的是在組裝過程中你們能不能發(fā)現(xiàn)問題以及是怎么解決這個問題的。當遇到問題，能夠自己解決，組裝過程會更有價值。先請槳葉出現(xiàn)問題的小組描述一下你們小組試飛時無人機的狀態(tài)。

生四個槳葉都在轉(zhuǎn)動，但并沒有飛起來，好像升力不夠。

生一側(cè)兩個槳葉轉(zhuǎn)動比較快，另一側(cè)兩個槳葉轉(zhuǎn)動比較慢，有傾斜的現(xiàn)象。

師一般情況下，無人機飛不起來可能主要有四種可能：一是飛控有故障;二是線路故障，比如斷了;三是電池低電;四是槳葉安裝不正確。從剛才的情況來看，我們的槳葉安裝可能出現(xiàn)了失誤。部分同學已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，槳葉上方標有字母，兩個槳葉是A，兩個槳葉是B。安裝的時候，最重要的原則之一就是對角安裝相同的槳葉。大家自己看看自己剛剛安裝的是不是錯了？

生老師，我們小組就是對角安裝相同的槳葉，怎么也飛不起來呢？

師這種情況下，你可以試試將A和B對調(diào)。

（學生嘗試對調(diào)，再次試飛時無人機順利飛行。）

生我知道了，槳葉裝反了之后，它旋轉(zhuǎn)時給無人機帶來的不是升力，而是向下的力。

師你的結論完全正確。所以，在組裝操作過程中，我們首先要做的是觀察，而不是急于操作。接下來，請各小組修正自己的無人機，調(diào)試結束后再次試飛。

（各小組檢查問題，再次試飛，最后都試飛成功。）

上述教學最明顯的特點就是將思考的權利完全下放，讓學生自己通過動手操作，發(fā)現(xiàn)問題，陳述問題，然后一起交流、推測、分析，再次動手操作，最后找到解決問題的辦法。在此過程中，他們的動手能力、表述能力、反思能力等，都得到了協(xié)同發(fā)展。

綜合實踐活動課程推進過程中，教師要積極創(chuàng)設條件，有意識地引導學生進行動手操作，讓他們在動手操作中學會主動思考，在主動思考中形成認知，在形成認知的過程中發(fā)展多種能力，發(fā)展綜合素養(yǎng)。