【课程故事】小菜园自动浇水器诞生记

◆初步设计

对贝贝的提议，不少同伴表现出了兴趣，他们马上积极地讨论起来。教师认为，孩子们从生活中发现问题，思考和探索解决问题的办法，并积极动手实现自己的想法，这非常值得鼓励。于是，教师提议感兴趣的孩子成立一个小菜园浇水器研究小组。朵朵、贝贝等七八个孩子加入了这一研究小组。

研究小组成员七嘴八舌地讨论着如何制作浇水器，教师引导他们聚焦问题：“要制作小菜园浇水器，我们第一步要做什么呢？”朵朵说：“应该先找材料。”贝贝说：“要先画设计图纸，我们每次玩水管游戏之前都是先画图纸的。”教师问：“你们觉得浇水器要做成什么样子的，它怎么浇水？”雨雨说：“我觉得要做成家里洗澡的莲蓬头那样的。”霖霖说：“我奶奶是用大可乐瓶浇花的，钻几个洞就可以喷水了。”瑞瑞说：“我觉得也可以用塑料袋装水，在塑料袋上戳几个洞，也能漏水。”

看来，孩子们都尝试迁移自己在生活中获得的经验来解决问题，以往在幼儿园开展过的寻找生活中的废旧材料“变废为宝”的主题活动也让他们积累了一定的设计、制作经验。于是，教师建议：“那大家先各自画一画设计图吧，看看班上的百宝箱里会不会有你们需要的材料。”

研究小组成员分头画了几种浇水器的设计图（见图1）。瑞瑞的办法是在大塑料袋两侧打洞，让水从洞口漏出来；霖霖想在大可乐瓶底部钻洞，让水流出来；雨雨的设想是在矿泉水瓶瓶盖上钻洞，让水流出来；朵朵想在塑料桶侧面不同高度处钻孔，让水洒出来。从设计图可以看出，每个孩子都有不同的想法。

◆实验验证

有了初步的设计图是不是就能动手制作了？收集到材料后，教师引导孩子们先通过实验验证自己的设计是否合理，有没有需要调整的地方，并把实验中的发现和想法记录下来。

孩子们找来班里的工具箱，有的拿起锥子，有的找出剪刀，有的选择螺丝起子，开始在各种装水容器上钻洞。霖霖发现可乐瓶底部太硬，很难钻洞，但侧面瓶身上比较容易钻洞，于是，她决定在瓶子的一侧钻一排洞并将瓶子横过来。她还找来好几根毛根把它们拧在一起、接长，并缠绕在瓶身上，做成了一个拎手（见图2）。

但是她试用了一下发现，可乐瓶装不了太多水，水一会儿就漏光了。雨雨找了个矿泉水瓶，她想用锥子在瓶盖上钻孔，但发现很困难，于是改为在瓶口周围钻孔，试用后她发现钻的孔太小了，水没法很顺利地流出来，需要用手挤压瓶身才能喷出水来，太麻烦了，而且矿泉水瓶容量也太小，不适合用来为菜园里大面积的植物浇水。瑞瑞的方案是用塑料袋做容器，他发现塑料袋是软的，必须用一个架子悬挂起来才能用，而且塑料袋不够牢固，多装点水就容易破，所以他对实验效果很不满意。瑞瑞看到一旁的朵朵正设法在大号矿泉水桶上钻洞，说：“我觉得还是你找的矿泉水桶比较好，不容易破。我来帮你吧。”这时，朵朵正在用十字形的螺丝起子钻洞，但她发现螺丝起子的头顶住桶身钻洞的时候总是打滑。朵朵便对瑞瑞说：“正好，你和我一起来钻吧，我钻不起来。”两个人合作，试了一会儿后发现还是钻不进去。瑞瑞说：“螺丝起子的头好像不够尖。”这时，朵朵看到雨雨是用锥子在瓶子上钻洞的，于是也去工具箱里找了一把锥子。他们先用力钻一个小洞，再用螺丝起子把小洞捅大。他俩在水桶的侧面上上下下钻了许多洞。装满水后，他们发现不同高度的洞口喷出的水柱射程不一样，上方的洞口喷出的水柱射程近，而下方的洞口喷出的水柱射程远，而且随着水位的下降，上方的洞口没多久就不出水了。朵朵蹲在那儿观察了很久，忽然起身到百宝箱那里重新找了一个同样的矿泉水桶，她指着水桶侧面靠近底部的位置对瑞瑞说：“我们重新做吧。这一次要在这个位置钻一圈洞，这样水能喷得更远。”

当孩子们一起讨论用什么材料来制作时，教师并没有对各种材料是否合适作出评判，而是引导和鼓励孩子们自己去做实验，从中发现问题并作出调整。孩子们的探究聚焦于容器的大小、软硬、用什么工具钻洞、钻洞的位置以及洞的大小等方面，最终指向的目标是使浇水器更结实耐用、使用起来更简便以及浇灌的面积更大。孩子们在解决真实问题的过程中需要不断调动已有经验，作出思考、判断、选择，知识、经验在迁移、应用中得到了巩固。同时，他们对水压这一物理概念及其与水位高低之间的关系有了初步的感性认识，这也为他们今后的学习积累了经验。

在实验后，教师引导孩子们围绕实验中发现的问题和实验的结果进行了交流，鼓励孩子们互相学习、借鉴经验。最后，研究小组成员一致认为朵朵的方案在经过调整后效果最好，因为她选择的容器比较大，而且水柱的射程也较远，能浇灌更大面积的菜地。于是，大家决定采用朵朵的方案。

◆搭建支架

浇水器设计出来了，但如何使用呢？孩子们在前面设计时已对这个问题作了初步的思考（见图3）。他们有的参照自己看到的花坛自动浇灌装置的样子，想将自制的浇水器立在菜地中央或半截埋进土里，也有的设想用一个架子把浇水器挂起来。试验后发现，由于无法做到让水像喷泉那样喷出来，所以只能把浇水器挂高，让水从其底部滴漏出来浇到土里。

那么，怎么挂呢？雨雨说：“找几根竹竿把它撑起来吧。”贝贝说：“要去哪里找竹竿呢？”瑞瑞说：“搭架子还不简单？我们用PVC管搭过的。”确实，我园这学期在户外自主游戏中设置了PVC管建构区，孩子们可以随时取用PVC管，搭建成他们需要的样子。瑞瑞他们几个之前就在那里搭过架子之类的物品，贝贝他们前不久也用PVC管搭过足球场上的球门，大家一致认为这个建议可行。

研究小组成员开始讨论支架的制作。需要搭多宽多高的架子呢？孩子们来到小菜园实地考察。他们绕着菜地走了一圈，发现架子的脚正好可以搁在用来间隔每块菜地的砖石小路上，这样架子的宽度按菜地的宽度来做就可以了。贝贝拿来几根短的PVC管，将它们首尾相接一字排开，比了比说：“把三根短管接起来就差不多了。”确定了架子的宽度，大家又开始商量怎样的高度比较合适。璨璨说：“不能太高，不然我们够不到。”贝贝说：“也不能挂得太低，不然边上这几棵菜都浇不到了。”瑞瑞提议：“像浴室莲蓬头的高度就差不多了。”

尺寸确定好了，搭建架子根本难不倒孩子们（见图4）。他们几个人合作，将一筐PVC管抬到菜园边上的空地，然后分工，有的搭横梁，有的搭支撑架，不一会儿就组合成了一个门框一样的架子。教师问：“这个高度合适吗？”贝贝把架子立起来，跟自己的身高比了比，说：“跟我一样高，我们前天搭的球门就这么高。”一旁的雨雨看了看说：“不行，架子跟你一样高，浇水器挂上去就很低了，要再挂得高一些才行。”大家都觉得他说得有道理，便立刻动手分别在两边加装了一根短的PVC管，再把架子立起来比了比，这下大家都觉得差不多了。

在搭建架子的脚时，孩子们借鉴了之前搭球门的方法，在每个支撑杆底部安装了一个三通接口，然后接了两根最短的管子。支架果然可以立起来了。他们相互配合，把浇水器挂到横梁上，又把整个浇水装置抬到菜地里合适的位置。看到浇水器安装成功，大家都兴奋得不得了。

支架的搭建、安装涉及测量、建构等方面的经验和能力。孩子们迁移了平时在教学和游戏中获得的测量经验，通过目测、与参照物比较等方式，确定支架的宽度和高度，并将游戏中积累的建构经验运用到实用物品的搭建中。

◆引入水源

浇水器安装好了，孩子们迫不及待地想来检验使用效果。雨雨将浇水器拿到水龙头下，接了满满一桶水，可还没等挂上去，桶里的水就流掉了一大半。况且，装了水的桶很重，孩子们根本无法把它挂到架子上去。他们只好向教师求助，教师帮助他们把桶挂了上去。

没过多久，桶里的水就流光了。孩子们愣住了。教师问：“桶里的水一下子就漏光了，怎么办？”孩子们面面相觑，显然，再重新接一次水太麻烦了。如果要一次次来回接水，接了水又要教师帮忙挂上去，那么用这个浇水器浇水就没什么意义了，因为它并没有带来多大的方便。瑞瑞说：“这个桶还是不够大。”霖霖说：“可是，桶再换大一点，我们更拎不动了呀！”贝贝感叹道：“要是水可以自动灌到桶里就好了。”贝贝的话给了大家启发。想要实现这一想法，水源哪里有呢？贝贝说：“保安室旁边的水池离这里太远了。”忽然，朵朵有了新发现，她指着小菜园边上台阶下的水龙头说：“这里有水！”大家望去，果然有个水龙头隐藏在绿化带底下，平时不注意的话还真发现不了。这应该是离小菜园最近的水源了。贝贝说：“如果有一根管子把水接过来就好了。”朵朵说：“我看到过花工爷爷用皮管给小树浇水的。”大家一下子兴奋起来，跑去向花工爷爷借来长长的水管，将水管的一头接在水龙头上（见图5），另一头直接从矿泉水桶的口子里插进去并固定住。水龙头一打开，水便源源不断地灌入桶中（见图6）。孩子们一齐欢呼：“成功啦，成功啦！”

引水的设想源自孩子们对探索过程中所遇到问题的积极思考。虽然一开始他们有些不知所措，但并没有放弃。在教师的引导和鼓励下，他们互相启发，终于找到了办法。朵朵能够顺利地找到水源并联想到可以向花工爷爷借水管，源于她对周围环境的熟悉以及细心观察。我园创设的这种开放的户外环境给了孩子很大的支持。我们给予孩子充分的时间与空间对户外环境进行探索，无论是在自主游戏、小组活动中，还是在散步活动、种植活动中，孩子都可以根据自己的兴趣开展各种探究活动。这种环境和氛围极大地调动了孩子们探索、发现、创造的积极性，孩子们也在这一过程中积累了很多经验。

◆继续调整与改良

正当孩子们沉浸在成功的喜悦中时，贝贝说：“这个支架太不稳了，要一直扶着才行，如果可以再稳点就好了。”大家一看，原来贝贝和霖霖两个人一直在两边扶着支架。教师引导孩子们思考：为什么我们的支架总会倒？孩子们说，支架刚搭好时好像挺稳的，并没有问题，但挂了装水的桶以后就不稳了。大家意识到，可能是因为水桶太重了，挂上去之后整个装置就变得头重脚轻了，所以才容易倒。

为了解决这个问题，研究小组决定对支架进行改造。霖霖认为，支架会倒是因为这些PVC管太细了，她决定用粗一点的PVC管重新搭一个支架。前一次的支架是以男孩们为主搭建的，而这一次霖霖和涵涵两个女孩打算挑战一下自己（见图7）。她们借鉴了前一次的经验，并加以改进。涵涵提出，在支架中部加一些横杠会使支架更加牢固。果然，升级版的支架相当稳固，不需要人扶着了。

过了几天，朵朵和霖霖在观察浇水器浇水的过程中发现，位于菜地边缘的那几棵菜还是浇不到水，她们思考，能不能将浇水器也进行升级，让浇灌面积再扩大一点呢？一开始，她们提出加一个桶，但问题是两个桶要配两根水管才行。忽然，霖霖想到了一个办法：“把两个水桶接起来试试。”她的设想是，将两个桶横过来放置，口对口连通，在瓶身的侧面钻洞，这样就能增加容器的长度、扩大浇灌面积了；两个桶连通后，可以共用一处水源（见图8）。

如何将两个水桶口对口接在一起并固定，这是个难题。朵朵说：“用双面胶行不行？”霖霖说：“肯定粘不住的。”朵朵又提议：“那胶枪呢？”霖霖说：“试试吧。”朵朵利用胶枪在一个口子上涂了一圈热熔胶，霖霖迅速把另一个口子对上去，结果，刚一松手，连接处就断开了。她俩又用同样的方法试了一次，这次总算固定住了。可是这下没有口子可以进水了。朵朵看了看，指着其中一个桶的侧上方说：“我们在这里挖个洞吧。”在教师的帮助下，她们终于将水管的一头插入了升级版的浇水器中。然后，她俩用绳子把整个浇水器固定到支架上。

可是，没想到水刚刚注入桶中没多久，接口就断开了。朵朵失望地说：“水太重了，用胶枪也粘不住。”教师鼓励她们再一起想想办法。霖霖找来一卷宽胶带说：“用这个裹起来试试，快递都用这个来包装的。”于是，她们又蹲下改造起来，第一次，宽胶带缠得不够多，很快就脱开、漏水了；第二次，她们耐心地裹了好几圈。

望着她俩蹲在地上忙碌而专注的身影，回顾孩子们这10天来的探究，我惊叹于孩子们在活动中迸发出的灵感与潜力。孩子们制作的浇水装置尽管稚拙，还有很多问题有待改进，但这是他们面对生活中遇到的真实问题积极动脑动手的结果，他们在活动过程中所萌发的对科学探究的兴趣将延续到今后的游戏、生活和学习中。

这是大班下学期一个项目活动的案例。几个孩子因为共同感兴趣的话题组成了研究小组，教师为他们创造了机会与条件，支持他们探索与创造，引发了他们的深度学习。在这一过程中，他们积极交流各自的想法，提升了自信心与自我效能感，并在空间思维、语言表达、社会交往等方面获得了良好的发展机会。小菜园浇水器的诞生让孩子亲身体验到发明创造给人们生活带来的改变，更加激发了孩子通过动手动脑解决生活中真实问题的积极性。