后知后覺水火箭

郭影強

水火箭是一個有趣的科技制作，我聞名已久卻沒有制作過。最近想研究一下，一搜嚇一跳，網絡上相關視頻和文章非常豐富，各種教程非常多，有單級火箭，有多級火箭，有各種推進的創意。各種成品各具創意，樣式多姿多彩煞是好看。自己真是太過孤陋寡聞了！

水火箭創意簡單卻結構完整，制作和發射過程內蘊了概念理解和說明的上佳場景，真是窮師生的良心事物。于是我找了一個簡短的制作視頻，在課堂上放給學生看，順便調查一下學生對它的認知度，為最近涉及的技術試驗提供探究實例。

物理老師著眼于壓強、作用力與反作用力等物理概念，也可以引入量化的數學計算，技術老師卻正可以引入通用技術的概念，來對水火箭進行一個本學科側重的認知重構。在高中通用技術必修模塊里，有4個大概念：結構、流程、系統和控制。就結構而言，水火箭制作涉及的材料和形式，是體現結構穩定性和結構強度概念的良好對象。妙的是水火箭的重心的觀察和調控，正好是結構穩定性的關鍵要素之一。水火箭的制作過程用來呈現工藝流程，整個發射的研制過程用來體現工作流程;水火箭的各部件協同作用，用來說明技術系統的機制;而對發射目標的達成是控制的概念和思想的自然體現。雖然五臟俱全的麻雀，不足以呈現生態的豐富性，但水火箭卻足以呈現技術微系統對象的完整。

組織學生觀看視頻之后，讓學生擬出一份水火箭技術試驗的方案。而之前制訂方案的困難之一，在于學生如果對制作對象和過程沒有一定的經驗認知和概念認知，方案的目標感容易空泛。現在有了效果預覽，試驗的構思容易多了。在水火箭的探究上，火箭的發射成功具有較好的可觀測、可判斷的特點。這時候，撰寫試驗方案的過程正好在于引領學生進入“試驗/實驗”的技術思想方法的實踐中。方案的過程設計部分，對材料準備的估計、試驗場景的尋找、觀測元素的構思，都具體而詳細地引導著學生進入一個真實試驗之前的頭腦知識準備的狀態。項目學習的真實性要素在這里出現了。進一步，可以著眼于學科核心素養的培養。通過與真實的航天火箭發射工程相類比，探究“工程思維”這一技術課程的核心素養，而圖樣表達、物化能力，都自然地在過程中需要實現，并且實現難度在學生的經驗可發展“鄰近區”。

從極簡教育技術來看，我以為水火箭體現了極簡技術系統的對象特征。極簡的另一個作用，是可以作為進階版技術活動的元素和階梯。在對水火箭的探究和制作過程中，師生可以一直經歷火箭的技術對象的描繪表征、相關知識概念的認知，從而進入意義認知的整合階段。這個還有待后續制作的推進來實現學習的完整。

檢索得知，水火箭創意是1993年前后由來自日本的物理老師經過學術交流傳入我國的。后來我國一些物理老師對它進行了認真的知識探究和不斷的創意改造。創客興起之后，水火箭實現了從物理學科的教學實驗生發到創客活動的領域跨越，多了各種傳感觀測和更多的實戰探究。就領域跨越而言，它已經可以作為STEAM的跨學科整合性案例了。對一個已成經典的案例進行探究，雖是后知后覺也要亡羊補牢來學習，權為自勉。