从几百年前的蒸汽驱动汽车到现在研发的无人驾驶汽车,人类一直有雄心勃勃的“造车梦”。孩子更不例外,许多孩子的童年都有一个无可取代的汽车玩具,更有一个充满无数幻想的汽车梦。有没有这样一门课程,能够让学生将自己的“造车梦”带进课堂,化作一张张设计图纸、一个个车辆零件、一次次创造实践?
寻梦:科技实践的顿悟
为了帮学生实现自己的梦想,河南省郑州市中原区桐淮小区小学开发了一门校本课程“速度与激情”,将小车竞速项目中具体的实践操作与科学课上研究动力小车的知识进一步融合。
课程的目标不仅需要带领学生制作一辆小车,还需要让学生在经历猜想、设计、验证、改进的探究过程中,进一步了解工程设计的基本流程,产生对工程设计及科学知识应用的探究兴趣。
经过多次讨论研究,结合学生的认知特点,„这门课程也从传统循序渐进的呈现方式,逐步转化为以“桐淮车展”为成果的项目驱动式学习,让学生从被动的接受者转为积极的探索者,帮助学生学会讨论、合作,同时感受团队的智慧与力量。课程彻底点燃了学生的热情,就连平时不爱发言的学生也跑来对我说:“老师,我从小有一个赛车梦,我想制作一辆敞篷车。”
课程伊始,首先进行团队建设,每个学生都有自己的分工和任务。学生自己设计队徽、口号,明确团队目标。资料员搜集了大量的汽车发展史、汽车构造等方面的知识,设计师再根据团队的统一意见进行草图的绘制。
“我会先绘制出‘火影号’整体的样子,流线型的车身、两个大轮胎……底盘低一些会更稳定。”设计师条理分明地说着自己的想法。
“画完整体图之后,我们应该把每一部分的具体尺寸标出来,这样在进行切割的时候可以有个参考。”工程师也发表了自己的观点。
“其他人还有意见吗?如果没有就先这样实施。后续如果有什么问题,我们再一起讨论解决。”项目经理在观察了每个人的表情后淡定自若地发话了。在团队建设中,每一个学生的潜能都得到了充分发挥。
筑梦:工匠精神的洗礼
创意物化需要合理的计划。这些小小设计家已经将自己的想法呈现在纸上,但看得出来,一张纸根本不够他们发挥团队的智慧。“我们的设计该如何变成一辆辆独具创意的小车呢?”这个问题激起了学生的热烈讨论。“我们应该先根据设计图在PVC板上画出具体的板块,再进行切割”“我们应该分板块进行裁剪”“裁剪完成后用什么粘起来呢”……学生集思广益,争论不休。这时,一名思考了许久的学生突然说道:“老师,我觉得应该分三步走。先把设计图呈现在板子上,再把板子一块块切割下来,最后把板子粘起来变成我们的小车。”这名学生在平时的科学课堂上沉默寡言,突如其来的“侃侃而谈”让大家对他刮目相看。看来,他们真的想制作一辆“超级赛车”!
试错是工匠成长的必经之路。合理使用工具能够加快制作的脚步,但是看到学生的迫不及待,教师决定放手让他们先做,只有在做的过程中才能发现问题、解决问题。比如,有些小组的PVC板上已经成了一幅“水墨画”;有些小组裁剪员手里的美工刀在PVC板上用力划下,课桌上随即出现了一些划痕……制作一辆小车固然重要,但更重要的是探索与思考的过程,培养不断尝试与改进的意识。发现问题就要及时改进,通过小组讨论、班级分享等环节,每一种工具都明确了恰当的使用方法和用途,抛光条、锉刀、直角尺、垫板这些“偏难怪”工具也纷纷成为学生快速制作的小帮手。
工程设计与科学知识的完美融合让工匠精神在反复磨炼中得以彰显。学生用工具把板材精准划分、完美切割、合作粘贴,像一个个精益求精的“工程师”。有的小组考虑到车身整体的重量,把小车反复掂量后确定电池盒的位置;为了小车运行得更顺畅,车轮车轴的位置也要反复调整;该如何调整车辆结构,才能让两个螺旋桨互不干扰;最初设计的尾翼会加重尾部,设计与制作需要作出哪些修改……如果说细节是工匠精神的体现,那么学生在改进优化的过程中,将工匠精神呈现得淋漓尽致;创新是工匠精神的灵魂,如果不是亲眼见到,很难想象学生会制作出掌心大小且能完美行进的小车。电池盒就是车辆的整体结构,流线型结构会让小车跑得更快,“子弹”型的小车在初次测试中完胜其他“选手”,“荷花号”在最终的优化后体现了力与美的结合……
圆梦:工程创意的碰撞
一辆小小的车,演绎的是奋斗与拼搏。每辆小车身上的创新点都浸润着学生无数的心血,用比赛作为展示和评价的方式,既能激发学生的创造兴趣,又是一种动态、有效的评价方式。
一辆小小的车,传递的是勇气与力量。为了让更多人参与其中,学生通过各种途径向教师、同学、家长宣传。在一次次测试和比拼的过程中,学校也不断对赛道进行改进。“桐淮车展”拉开帷幕,每个小组的讲解员开始讲解车辆——将车辆的外观设计、名称以及功能向大家一一解说。大大小小的赛车映入眼帘:敞篷式的“法拉利”、流线型的“和谐号”、封闭型的四驱车等,都体现了学生无限的创意,让台下观众惊叹不已。
一辆小小的车,链接的是团结与友爱。虽然有的团队比赛成绩不够理想,但他们并未气馁,而是主动向其他小组请教,分享自己的经验。比赛固然重要,但是想要“极致完美”,还需要专注、标准、精准、创新以及不断反思复盘,这些都是“小小赛车手”经过无数次锤炼得出的宝贵经验。
一辆小小的车,表达的是收获与思考。强大的动力、车轮的燃烧、团队的合作,这就是“速度与激情”。比赛后经过一系列反思和思维碰撞,学生又有了一些新想法:如果我们的小车上再装上主板和传感器,结合编程能否实现远程遥控呢?我们能不能利用红外感应装置,测出小车的速度和时间,让比赛更加公平合理呢?这些反思是学生从实践中获得的,也为“造车”技能的上升提供了“支架”。
一辆小小的车,象征的是体验与成长。“速度与激情”课程将梦想物化,实现了学生的“造车梦”,也让学生在发现问题、解决问题、改进问题的团队合作中,感受工程设计的魅力,潜心钻研、践行工匠精神,以科技创新点燃了每个人的“速度引擎”。
(作者单位系河南省郑州市中原区桐淮小区小学)
《中国教师报》2021年09月08日第7版
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