王明祥

工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)并解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)。根據(jù)這一理念，筆者在所在區(qū)域小學(xué)科學(xué)自編教學(xué)內(nèi)容案例征集中自編了《高速公路進(jìn)出口的科學(xué)》一課，使學(xué)生體驗(yàn)了學(xué)做“設(shè)計(jì)師”“工程師”“駕駛員”“宣傳員”的樂趣，初步了解了“技術(shù)與工程”緊密聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活、造福人類、促進(jìn)科技進(jìn)步的重要作用。

學(xué)做優(yōu)秀“設(shè)計(jì)師”

師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)高速公路的進(jìn)出口（出示圖1）。這兩個(gè)進(jìn)口、兩個(gè)出口，靠進(jìn)出口一邊方向的路怎樣設(shè)計(jì)？另一邊方向又要怎樣設(shè)計(jì)？我們?cè)鯓舆^去呢？高速公路進(jìn)出口又不允許設(shè)置紅綠燈。

圖1? 設(shè)計(jì)要求圖

生：靠進(jìn)出口一邊方向的可以直接進(jìn)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(jìn)出口方法哪個(gè)更適用呢？你準(zhǔn)備選擇哪種方法設(shè)計(jì)？理由是什么？

圖2? 進(jìn)出口樣例

生：我選右圖，因?yàn)樽髨D這種直角形的進(jìn)出口設(shè)計(jì)是不適用的，彎太急了，非常危險(xiǎn)。右圖這種弧形的進(jìn)出口設(shè)計(jì)是適用的，緩慢拐彎。

師：（帶頭鼓掌）太厲害了，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)前還要注意小細(xì)節(jié)，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(xué)生分組討論并畫出設(shè)計(jì)圖，如圖3。）

師：這是同學(xué)們完成的幾種設(shè)計(jì)圖，你認(rèn)為對(duì)不對(duì)，也就是能不能實(shí)現(xiàn)很順暢地進(jìn)出，同時(shí)不影響別人的進(jìn)出？

生：都是對(duì)的，進(jìn)出很通暢。

師：是的，這幾種設(shè)計(jì)都是對(duì)的，但對(duì)的是不是都是適用的呢？我們從節(jié)約工程經(jīng)費(fèi)的角度思考思考，找一找這些設(shè)計(jì)圖有沒有不適用的。

生：圖3-1架了兩座橋，很浪費(fèi)，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(shè)計(jì)，哪種情況適合采用圖3-3的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)意圖：這部分的教學(xué)設(shè)計(jì)，緊扣“設(shè)計(jì)高速公路進(jìn)出口”這一問題，引領(lǐng)學(xué)生回憶生活中的高速出入口的實(shí)際，激發(fā)他們思考，動(dòng)手設(shè)計(jì)，并初步理解不同地形采用不同設(shè)計(jì)方法的道理，使他們體驗(yàn)了學(xué)做優(yōu)秀“設(shè)計(jì)師”的樂趣。

學(xué)做出色“工程師”

師：設(shè)計(jì)兩條高速公路交叉部分的進(jìn)出口（出示圖4）。兩條高速公路交叉，有幾個(gè)方向？

生：有4個(gè)方向。

師：我們只要把每個(gè)方向與另一條高速公路的右邊和左邊都能連接起來，就應(yīng)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(gè)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(gè)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(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，以同樣的方法連接第二條路呢？直到所有進(jìn)出口全部連接完成。

師：如果這個(gè)思路正確，你能在10分鐘之內(nèi)完成嗎？試試看吧！

（學(xué)生分組討論并畫出設(shè)計(jì)圖。）

師：和工程師設(shè)計(jì)的比一比，看看誰的更合理一些（出示圖5）。

師：這幅設(shè)計(jì)圖像什么？你有什么想法？

生：像美麗的中國(guó)結(jié)，真神奇，工程設(shè)計(jì)既是一門技術(shù)，又是一門藝術(shù)?。?/p>

師：其中一條高速的出口（進(jìn)口），是另一條高速的什么？你能指著自己小組的設(shè)計(jì)圖舉個(gè)例子嗎？

生：（指著設(shè)計(jì)圖）左邊的出口也是下邊的進(jìn)口，中間像花環(huán)形狀的進(jìn)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(jìn)口是互通的。

設(shè)計(jì)意圖：這部分教學(xué)設(shè)計(jì)，是第一部分內(nèi)容的具體運(yùn)用，同時(shí)增加了難度，讓學(xué)生像工程師那樣解決“兩條高速公路交叉處進(jìn)出口的設(shè)計(jì)”問題，需要考慮的因素更多了。學(xué)生的設(shè)計(jì)思路決定著設(shè)計(jì)的成敗，教師要充分發(fā)揮小組合作探究的優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)學(xué)生“摸著石頭過河”，最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)，體驗(yàn)學(xué)做出色“工程師”的快樂。

學(xué)做守法“駕駛員”

師：在第一張?jiān)O(shè)計(jì)圖進(jìn)出口旁邊，用紅水彩筆標(biāo)上地名——句容（如圖6）。在第二張?jiān)O(shè)計(jì)圖上（如圖7），按要求標(biāo)出北京、杭州、南京、上海4個(gè)地名，并畫出指示方向。把兩張?jiān)O(shè)計(jì)圖連接成一張整體圖。

（學(xué)生小組合作完成設(shè)計(jì)，如圖8。）

圖6? 句容高速進(jìn)出口

圖7? 通往多地高速圖

師：小組內(nèi)商量好目的地。在“句容”進(jìn)口處有一輛“小車”（給每組同學(xué)發(fā)放小車模型），小組同學(xué)“開著小車”模擬外出旅游，“旅游”結(jié)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(xué)生分組完成模擬駕駛）

師：（出示圖9）圖中圈內(nèi)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(yuǎn)，準(zhǔn)備下高速的要減速慢行。

師：這樣的提醒只有一次嗎？

生：應(yīng)該有很多次。

師：想一想，為什么要多次提醒？

生：應(yīng)該是怕駕駛員開車超過了，高速上又不能倒車。同時(shí)進(jìn)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(xiǎn)，所以對(duì)高速倒車的處罰也是很重的——吊銷駕駛證，情節(jié)嚴(yán)重的還要判刑。

設(shè)計(jì)意圖：這部分的教學(xué)設(shè)計(jì)，通過學(xué)生模擬駕駛員外出旅游，來檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)是否合理，同時(shí)了解高速安全行車的注意事項(xiàng)。學(xué)生興致盎然，學(xué)有所獲。

學(xué)做安全“宣傳員”

師：請(qǐng)同學(xué)們把今天課上的三種身份（設(shè)計(jì)師、工程師、駕駛員）向家長(zhǎng)展示一下，展示的同時(shí)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(xiàng)，為共同營(yíng)造安全舒適的出行環(huán)境盡自己的一份力。

江蘇省句容市教師發(fā)展中心（212400）？？