王新春

在技術(shù)與工程領(lǐng)域，工程的關(guān)鍵是設(shè)計。而設(shè)計圖就是設(shè)計的靈魂，是學(xué)生建模的基礎(chǔ)和依據(jù)。經(jīng)過長期的觀察和實踐，筆者發(fā)現(xiàn)，設(shè)計圖在小學(xué)科學(xué)課堂中的地位十分尷尬，絕大多數(shù)學(xué)生在制作模型的時候?qū)⒃O(shè)計圖作為一種擺設(shè)，不按設(shè)計圖來制作模型。這讓設(shè)計環(huán)節(jié)變成了一種形式，失去了設(shè)計的價值和意義。那么，如何讓學(xué)生有意識地根據(jù)設(shè)計圖來制作模型呢？筆者以《用紙造一座“橋”》一課為例，來談一談自己的認(rèn)識。

優(yōu)化設(shè)計方案，降低按圖制作的難度

設(shè)計是為制作服務(wù)的，好的設(shè)計不但要考慮建筑的牢固程度，還要考慮建造的時間和成本。然而很多學(xué)生在設(shè)計的時候往往只考慮前者，使設(shè)計圖中的設(shè)計難度過大，從而增加了按圖制作的難度。此外，學(xué)生的思維基本停留在平面圖形上，缺乏立體空間的想象能力，這也會導(dǎo)致設(shè)計與制作脫軌。因此，我們需要為學(xué)生搭建一些“腳手架”，降低按圖制作模型的難度。

1.簡化設(shè)計圖，降低按圖制作的難度

學(xué)生在繪制設(shè)計圖時，往往把關(guān)注點放在設(shè)計圖的精美程度、結(jié)構(gòu)的牢固程度上。事實上，他們忽視了一個重點：自己能否在規(guī)定的時間里、在有限的材料下完成這些復(fù)雜的設(shè)計。我們常?？梢钥吹接捎谠O(shè)計圖難度太大，有些小組無法做到按圖制作模型;由于時間有限，有些小組只完成了整體結(jié)構(gòu)的一部分;由于報紙的數(shù)量限制，有些小組最后發(fā)現(xiàn)材料不足，無法繼續(xù)制作。種種現(xiàn)象都在提示我們需要簡化設(shè)計圖。只有降低設(shè)計圖的難度，讓學(xué)生在設(shè)計的時候充分考慮制作的時間和成本，他們才能更好地按圖制作模型。

在設(shè)計之前，先對如何設(shè)計出科學(xué)、合理的設(shè)計圖進(jìn)行頭腦風(fēng)暴。讓學(xué)生初步意識到設(shè)計是為制作服務(wù)的，并不是越復(fù)雜的設(shè)計就越優(yōu)秀。在工程設(shè)計中不但需要考慮工程建造的牢固性，還要考慮工程的時間和成本。有了這樣的思考，學(xué)生在設(shè)計的時候才會有意識地簡化自己的設(shè)計圖，為按圖造橋提供基礎(chǔ)。

2.分解設(shè)計圖，降低按圖制作的難度

制作是由局部到整體的一個過程，設(shè)計圖也需要考慮局部和細(xì)節(jié)的設(shè)計。很多時候，不是學(xué)生不想?yún)⒖荚O(shè)計圖，而是在制作的時候發(fā)現(xiàn)無圖可依。正因為如此，他們不得不邊做邊思考，邊做邊設(shè)計，最終使作品與設(shè)計圖相差甚遠(yuǎn)。這容易導(dǎo)致惡性循環(huán)，久而久之，學(xué)生將不再關(guān)注設(shè)計圖，認(rèn)為設(shè)計圖可有可無。此外，只有整體、沒有局部的設(shè)計圖不利于分工合作，降低了制作的效率。

基于這樣的理解，筆者認(rèn)為將設(shè)計圖進(jìn)行分解和細(xì)化是很有必要的。在可操作的前提下，設(shè)計圖越詳細(xì)，學(xué)生越容易按圖制作模型，越容易分工合作，在降低制作難度的同時提高制作的效率。改進(jìn)后的設(shè)計方案如表1。

新的設(shè)計方案不僅保留了紙橋的整體構(gòu)造設(shè)計，還引導(dǎo)學(xué)生從紙橋的橋面、橋面上部、橋墩三大組成部分來開展設(shè)計。這樣的設(shè)計方案有三個好處：第一，有助于學(xué)生更加全面、更加清晰地梳理自己的設(shè)計思路;第二，分工明確，每一個人都參與到紙橋的制作中來，提高了效率;第三，在設(shè)計方案的引導(dǎo)下，有助于學(xué)生把橋的上部構(gòu)造、橋墩的構(gòu)造融入設(shè)計中，使作品更具美感。

當(dāng)學(xué)生擁有完整、細(xì)致的設(shè)計圖可以參考時，設(shè)計圖將變成工程建造的“詳細(xì)說明書”，而不會是一個擺設(shè)。

3.物化設(shè)計圖，降低按圖制作的難度

傳統(tǒng)的設(shè)計圖以平面設(shè)計為主，而紙橋模型是立體的，這就導(dǎo)致設(shè)計圖不能全方位地體現(xiàn)出模型的構(gòu)造。再加上學(xué)生的空間想象能力有限，使得按圖建模的難度大大增加。這個時候，我們可以靈活地改進(jìn)設(shè)計圖的模式，比如用實物模型設(shè)計代替圖紙設(shè)計。

學(xué)生可以用意面和超輕黏土來進(jìn)行設(shè)計（如圖1），也可以用吸管、膠槍和膠棒來開展設(shè)計（如圖2）。相對于傳統(tǒng)的紙上平面設(shè)計，實物模型設(shè)計更具趣味性、立體性和直觀性。值得一提的是，實物模型設(shè)計所需的時間并不比圖紙設(shè)計多很多，具有很好的可行性。用實物模型設(shè)計代替圖紙設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知特點，有利于降低按圖制作模型的難度。

巧借榜樣力量，激發(fā)按圖制作的意識

設(shè)計圖成為擺設(shè)的內(nèi)在原因在于學(xué)生對按圖建造的重要性不甚了解。學(xué)生不了解工程師是如何工作的，不了解設(shè)計圖在工程師心中的重要地位，更不了解脫離設(shè)計圖的建造會帶來哪些后果。因此，我們需要讓學(xué)生了解這些，讓他們從內(nèi)心深處去認(rèn)可按圖建造的必要性。要達(dá)成這一目標(biāo)，可以借助工程師的“示范”作用。

師：工程師們在建造的時候會注意些什么呢？我們來聽一聽工程師們的建議。

（工程師：同學(xué)們，我們在建造的時候都會遵守一個非常重要的規(guī)定，那就是嚴(yán)格按照設(shè)計圖的設(shè)計來建造，不能隨意更改設(shè)計圖哦。隨意更改設(shè)計圖，會使建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有崩塌的危險哦。）

師：工程師給了我們什么建議？

生：要嚴(yán)格按照設(shè)計圖的設(shè)計來建造。

生：更改設(shè)計圖會有危險。

師：如果隨意更改設(shè)計圖，會給整個工程帶來什么后果？

生：會浪費時間，因為他們會邊造邊想。

生：有可能會增加成本。

生：有可能會不安全，設(shè)計圖中畫的結(jié)構(gòu)很堅固，而邊做邊畫設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)會改變，安全系數(shù)可能會降低。

師：是的，每個工程師必須按設(shè)計圖中的設(shè)計來建造。

一個小小的情境，讓學(xué)生初步了解到工程師是如何對待設(shè)計圖的，意識到不按圖建造是有危害的，是不負(fù)責(zé)任的。學(xué)生只有從內(nèi)心深處去認(rèn)可按圖制作模型的必要性，才能對設(shè)計圖更加重視，才能更好地發(fā)揮設(shè)計圖的作用。

完善評價量表，保障按圖制作的成效

有效的評價是學(xué)生建模的保障。筆者認(rèn)為，在比較紙橋承重能力的同時，還可以從成本、分工合作、作品與設(shè)計圖的相似度等方面進(jìn)行評價，用具體的、可操作的評價量規(guī)來敦促學(xué)生更好地調(diào)整設(shè)計圖的難度，更好地按圖制作模型。具體的評價量規(guī)如表2。

在評價量表的引導(dǎo)下，學(xué)生會更加注重制作模型的成本，設(shè)計的時候就不會過于復(fù)雜;會更加重視分工合作，進(jìn)一步提高制作的效率;會更有意識地提醒自己多看看設(shè)計圖，從而更好地利用設(shè)計圖，像工程師一樣按圖建造。當(dāng)工程設(shè)計、工程建造中有了評價量表，學(xué)生才能更好地找準(zhǔn)方向，才能收獲更多成功的喜悅。

通過實踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生開始重視設(shè)計圖、開始使用設(shè)計圖的時候，模型制作的時間會大幅度地減少，模型的質(zhì)量會大幅度地提升。長此以往，按圖制作模型的思想將深深地扎根在每一個學(xué)生的心里。

浙江省寧波市海曙區(qū)古林鎮(zhèn)薛家小學(xué)（315176）