后知后觉水火箭

作者: 郭影强

水火箭是一个有趣的科技制作,我闻名已久却没有制作过。最近想研究一下,一搜吓一跳,网络上相关视频和文章非常丰富,各种教程非常多,有单级火箭,有多级火箭,有各种推进的创意。各种成品各具创意,样式多姿多彩煞是好看。自己真是太过孤陋寡闻了!

水火箭创意简单却结构完整,制作和发射过程内蕴了概念理解和说明的上佳场景,真是穷师生的良心事物。于是我找了一个简短的制作视频,在课堂上放给学生看,顺便调查一下学生对它的认知度,为最近涉及的技术试验提供探究实例。

物理老师着眼于压强、作用力与反作用力等物理概念,也可以引入量化的数学计算,技术老师却正可以引入通用技术的概念,来对水火箭进行一个本学科侧重的认知重构。在高中通用技术必修模块里,有4个大概念:结构、流程、系统和控制。就结构而言,水火箭制作涉及的材料和形式,是体现结构稳定性和结构强度概念的良好对象。妙的是水火箭的重心的观察和调控,正好是结构稳定性的关键要素之一。水火箭的制作过程用来呈现工艺流程,整个发射的研制过程用来体现工作流程;水火箭的各部件协同作用,用来说明技术系统的机制;而对发射目标的达成是控制的概念和思想的自然体现。虽然五脏俱全的麻雀,不足以呈现生态的丰富性,但水火箭却足以呈现技术微系统对象的完整。

组织学生观看视频之后,让学生拟出一份水火箭技术试验的方案。而之前制订方案的困难之一,在于学生如果对制作对象和过程没有一定的经验认知和概念认知,方案的目标感容易空泛。现在有了效果预览,试验的构思容易多了。在水火箭的探究上,火箭的发射成功具有较好的可观测、可判断的特点。这时候,撰写试验方案的过程正好在于引领学生进入“试验/实验”的技术思想方法的实践中。方案的过程设计部分,对材料准备的估计、试验场景的寻找、观测元素的构思,都具体而详细地引导着学生进入一个真实试验之前的头脑知识准备的状态。项目学习的真实性要素在这里出现了。进一步,可以着眼于学科核心素养的培养。通过与真实的航天火箭发射工程相类比,探究“工程思维”这一技术课程的核心素养,而图样表达、物化能力,都自然地在过程中需要实现,并且实现难度在学生的经验可发展“邻近区”。

从极简教育技术来看,我以为水火箭体现了极简技术系统的对象特征。极简的另一个作用,是可以作为进阶版技术活动的元素和阶梯。在对水火箭的探究和制作过程中,师生可以一直经历火箭的技术对象的描绘表征、相关知识概念的认知,从而进入意义认知的整合阶段。这个还有待后续制作的推进来实现学习的完整。

检索得知,水火箭创意是1993年前后由来自日本的物理老师经过学术交流传入我国的。后来我国一些物理老师对它进行了认真的知识探究和不断的创意改造。创客兴起之后,水火箭实现了从物理学科的教学实验生发到创客活动的领域跨越,多了各种传感观测和更多的实战探究。就领域跨越而言,它已经可以作为STEAM的跨学科整合性案例了。对一个已成经典的案例进行探究,虽是后知后觉也要亡羊补牢来学习,权为自勉。

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