聯系現實生活 落實工程教學目標

王明祥

工程技術的關鍵是設計，工程是運用科學技術進行設計并解決實際問題和制造產品的活動。根據這一理念，筆者在所在區域小學科學自編教學內容案例征集中自編了《高速公路進出口的科學》一課，使學生體驗了學做“設計師”“工程師”“駕駛員”“宣傳員”的樂趣，初步了解了“技術與工程”緊密聯系現實生活、造福人類、促進科技進步的重要作用。

學做優秀“設計師”

師：請同學們設計高速公路的進出口（出示圖1）。這兩個進口、兩個出口，靠進出口一邊方向的路怎樣設計？另一邊方向又要怎樣設計？我們怎樣過去呢？高速公路進出口又不允許設置紅綠燈。

圖1? 設計要求圖

生：靠進出口一邊方向的可以直接進出，另一邊方向只好“飛”過去。

師：怎樣“飛”？

生：架橋，造高架橋。

生：老師，我覺得還可以“鉆”過去。

師：怎樣“鉆”？

生：挖隧道。

師：如果要挖隧道的地方正好比較低洼，上方的高速公路是架橋通過的，還要不要挖隧道？

生：不需要，就從高速公路橋下通過就行了。

師：（出示圖2）這兩種進出口方法哪個更適用呢？你準備選擇哪種方法設計？理由是什么？

圖2? 進出口樣例

生：我選右圖，因為左圖這種直角形的進出口設計是不適用的，彎太急了，非常危險。右圖這種弧形的進出口設計是適用的，緩慢拐彎。

師：（帶頭鼓掌）太厲害了，請同學們在設計前還要注意小細節，用橡皮擦去連接口多余的線條，另外從空中往下看，看不見的部分也要擦去。

（學生分組討論并畫出設計圖，如圖3。）

師：這是同學們完成的幾種設計圖，你認為對不對，也就是能不能實現很順暢地進出，同時不影響別人的進出？

生：都是對的，進出很通暢。

師：是的，這幾種設計都是對的，但對的是不是都是適用的呢？我們從節約工程經費的角度思考思考，找一找這些設計圖有沒有不適用的。

生：圖3-1架了兩座橋，很浪費，不適用。圖3-2從路下穿過，圖3-3從路上穿過，我覺得都是適用的。

師：哪種情況適合采用圖3-2的設計，哪種情況適合采用圖3-3的設計，你們想過沒有？

生：高速公路本身就是橋的，用圖3-2從路下穿過的方法比較好;高速公路在地面的，或者高速公路底下正好有低洼的地方，用圖3-3高架橋的方法穿過比較好。

師：說得太好了！

設計意圖：這部分的教學設計，緊扣“設計高速公路進出口”這一問題，引領學生回憶生活中的高速出入口的實際，激發他們思考，動手設計，并初步理解不同地形采用不同設計方法的道理，使他們體驗了學做優秀“設計師”的樂趣。

學做出色“工程師”

師：設計兩條高速公路交叉部分的進出口（出示圖4）。兩條高速公路交叉，有幾個方向？

生：有4個方向。

師：我們只要把每個方向與另一條高速公路的右邊和左邊都能連接起來，就應該成功了。

生：是的（有些疑惑）。

師：我們是不是分兩步來完成？第一步依次把4個方向與另一條高速公路的右邊連接起來。第二步依次把4個方向與另一條高速公路的左邊連接起來。怎樣“依次”連接呢？自己看圖想辦法。

生：可不可以連接成功第一條路后，把圖順時針或者逆時針轉動90°，以同樣的方法連接第二條路呢？直到所有進出口全部連接完成。

師：如果這個思路正確，你能在10分鐘之內完成嗎？試試看吧！

（學生分組討論并畫出設計圖。）

師：和工程師設計的比一比，看看誰的更合理一些（出示圖5）。

師：這幅設計圖像什么？你有什么想法？

生：像美麗的中國結，真神奇，工程設計既是一門技術，又是一門藝術啊！

師：其中一條高速的出口（進口），是另一條高速的什么？你能指著自己小組的設計圖舉個例子嗎？

生：（指著設計圖）左邊的出口也是下邊的進口，中間像花環形狀的進口也是另一條高速公路的出口。

師：是啊，在有兩條高速公路交叉的地方，出口和進口是互通的。

設計意圖：這部分教學設計，是第一部分內容的具體運用，同時增加了難度，讓學生像工程師那樣解決“兩條高速公路交叉處進出口的設計”問題，需要考慮的因素更多了。學生的設計思路決定著設計的成敗，教師要充分發揮小組合作探究的優勢，引領學生“摸著石頭過河”，最終完成設計任務，體驗學做出色“工程師”的快樂。

學做守法“駕駛員”

師：在第一張設計圖進出口旁邊，用紅水彩筆標上地名——句容（如圖6）。在第二張設計圖上（如圖7），按要求標出北京、杭州、南京、上海4個地名，并畫出指示方向。把兩張設計圖連接成一張整體圖。

（學生小組合作完成設計，如圖8。）

圖6? 句容高速進出口

圖7? 通往多地高速圖

師：小組內商量好目的地。在“句容”進口處有一輛“小車”（給每組同學發放小車模型），小組同學“開著小車”模擬外出旅游，“旅游”結束，把“小車”從“句容”的出口處“開回來”，看看“駕駛員”是否守法、是否合格。

（學生分組完成模擬駕駛）

師：（出示圖9）圖中圈內部分有什么作用？

生：這是提前告訴駕駛員出口的地名，知道還有多遠，準備下高速的要減速慢行。

師：這樣的提醒只有一次嗎？

生：應該有很多次。

師：想一想，為什么要多次提醒？

生：應該是怕駕駛員開車超過了，高速上又不能倒車。同時進出口彎道多，車速快了容易出事故。

師：是啊，在高速上倒車非常危險，所以對高速倒車的處罰也是很重的——吊銷駕駛證，情節嚴重的還要判刑。

設計意圖：這部分的教學設計，通過學生模擬駕駛員外出旅游，來檢驗自己的設計是否合理，同時了解高速安全行車的注意事項。學生興致盎然，學有所獲。

學做安全“宣傳員”

師：請同學們把今天課上的三種身份（設計師、工程師、駕駛員）向家長展示一下，展示的同時你就有了第四種身份——安全宣傳員。向家人宣傳高速公路安全行車的注意事項，為共同營造安全舒適的出行環境盡自己的一份力。

江蘇省句容市教師發展中心（212400）？？