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小学科学“技术与工程”领域课堂教学的实践与探究

范文

利钰仪

【摘要】科学教育的重要目标是培养具有科学素养、适应社会发展的未来公民。小学科学的教学内容除了原有的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学三大领域课程内容外，还增加了“技术与工程”领域。这一领域课程的实施是培养以及全面提高每一位学生的创新、实践能力的最有效途径之一，重在启发学生综合所学知识，实现各学科之间知识的融会贯通。本文以教科版五年级下册《造一艘船》为例，阐述这一领域的课型可以由问题情境、任务驱动——设计——制作——测试——改进——拓展来实施教学。

【关键词】技术与工程;实践与认识

2017年教育部新颁布的《义务教育小学科学课程标准》里，明确了小学科学的教学内容新增“技术与工程”领域，它的教学内容就是国际科学教育中提倡的STEM 教育，通过STEM 教育努力提高学生的科学素养，促使他们的综合能力发展，促进教师专业发展水平，提高对科学知识的跨学科融合能力。构建“技术与工程”这一新增领域的课堂教学模式，寻求高效的教学方法和策略，成了我们课堂教学的研究方向。

一、对小学科学“技术与工程”领域课堂的理解

科学（Science ）是反映自然、社会、思维等的客观规律的知识体系。提出关于自然界的问题，以基于实证的解释方式给出合理普遍的答案。技术（Technology）是用于解决实际问题，在利用自然、改造自然中所创造并使用的工具、方法，以及所积累的经验的总称。工程（Engineering）是为满足人的需求，运用科学原理和技术手段，在一定条件的约束下，创造的人工物、体系等。“技术与工程”领域课程的核心特点是与科学、技术、工程、数学四个学科交叉融合（STEM教育），是在科学教育基础上融入其他课程的教育，大多是以工程E为主线，解决“做什么”和“怎么做”的问题;以科学S为基础，解決“是什么”和“为什么”的问题; 以技术T和数学M等学科为应用的课程。这类课普遍具有六大特点：1.包含S、T、E、M四个要素。2.以工程设计过程为主导。3.关注现实问题，注重在真实情境中学习。4.以学生为中心——主动实践。5. 学生进行合作学习、参与整个STEM课程。6. 结果开放，允许多个正确答案。

在“STEM”的课堂，学生们要像科学家那样思考;像工程师那样工作;像发明家那样创造;像艺术家那样审美。课堂上学生们源于某个情景需要解决问题，对现有物品进行创造或改进，这时要制作一个作品首先要进行设计，根据已有的生活经验打算怎么做，选取什么材料，尺寸多少……这些学生们都要进行充分考虑启动思维;在制作过程中学生们则需要严谨地操作，充分考虑多种因素以达到最好的使用效果，还要考虑如何更加美观。这样的课堂学生们经历了科学前概念的暴露，思维的碰撞和认知的发展，很好地提升学生的科学素养和综合能力。

二、“技术与工程”领域的课堂教学实施策略（以造一艘小船为例）

1.问题情境、任务驱动

第斯多惠说：“教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”构建主义认为：“情境”是重要的媒介，生动直观的形象能激发学生联想。情境教学就是根据情境教学理论、学科特点和学生的认知规律，针对具体的教学目的和内容，综合运用多种教学方法和手段，激发学生的学习兴趣和情感;任务驱动式教学强调以问题解决为主线，以学生为中心，以任务为驱动力的教学方法。有效的教学情境或任务驱动会像磁铁一样紧紧地吸引着学生的注意力，使他们学得更起劲、更有趣、更有效。

在《造一艘小船》这课的一开始，先让学生领略船是人类伟大的发明，了解船的发展历史，然后仔细观察一艘货船说一说它的结构特点。今天我们利用橡皮泥来造一艘船，比一比哪个组造出来的船装载能力最大，一场别开生面的造船比赛拉开了序幕，通过“造船比赛”这个任务驱动，直接导入主题。

2.建构模型

建构模型指学生在明确任务后对要制作的作品进行一个设计规划，需要对科学知识进行积极的调动和应用，一般通过小组讨论的方式，对各种方案进行筛选优化，画出设计图，低年级可以只进行口头表达或用粘贴等简单的形式。这里需要考虑多方面的问题，比如，什么材料最合适、怎样制作最有效、如何设计最美观……每个小组设计好之后通常会进行全班的交流展示，通过师生互动和生生互动，他们也许又会得到更多的灵感，会对原来的方案作修改，对作品有一个详细的规划和充分地考虑，这是学生设计一个解决问题的过程，是一个科学思维的培养过程。

船的形状多种多样，课例中让大家先商量一下准备造一艘什么样的船，画出设计图，画好之后进行展示交流。学生在生活中一定有见过船，而且课前也通过图片对船有一定的了解，设计的环节可以锻炼学生把脑袋里面的构思通话绘图的方式表达出来，对要制作的物品进行初步的规划。

3.制作模型

这是技术与工程类的核心环节，也是学生们最喜欢的动手实践的环节，他们将根据自己建构的模型制作出来，成为成品，学生们往往热情高涨，按照计划分工合作。《造船》一课学生也进行分组制作，对于五年级的学生来说要用橡皮泥捏一艘小船是并不难的，难是难在如何利用同样体积同样品牌的橡皮泥造出来的船装载能力最大。但实际课堂上往往容易出现否定或更改原来的方案，并且容易受其它组的干扰而盲目效仿，比如，《让轮子滚得更远》一课，有些同学看到别的组把轮子做得比较大时就开始动摇，缺乏充分考虑轮子是不是越大就滚得越远，这时老师避免过多的干扰，让他们在后期的测试中发现并改进。

4.测试模型

成品制作出来后通常需要进行测试和展示，看是否达到预期的效果，从中挑选出效果较好的作品进行经验分享，并让大家提出对原作品的修改方案，这是又一次思维的提升过程。测试哪艘船的装载量最大。课前先在黑板列好表格，挑选好测试员、记录员和监督员，由于如何放垫圈也会影响到船装载量，这时可以由两位测试员统一放垫圈（注意放的时候动作要轻，垫圈在船内要均匀分布），其它同学一起数垫圈的数量（最后放进去船下沉的那个不算），测试结果一目了然，这时可以请装载数量较多的组来分享经验。

5.改进模型

《造船》一课中改进船的装载量（改进后做成新的成品并进行测试）。通过展示交流和分享，这时老师可以进行归纳总结改进的方法有：浸入水面的体积要大、橡皮泥的厚薄要均匀、船身高度要一致……学生根据这些改进措施以小组为单位再次进行制作并测试，把测试结果记录在表格上。

由以上数据可见大多数的组别都能比前一次有多进步，同时可以让改进效果较好、装载量较大的小组分享经验，老师借此肯定学生们的改进效果和探究精神。

此时，学生会在比较中学会反思，寻找原因，在反思中促进新的观念的形成。改进模型有的可以重新制作并测试，但每一课的教学内容、教学目标、教学重难点不一样，也应具体问题具体分析，有些作品的改进由于受很多条件的限制只能在方案中改进，例如，青岛版三年级下册《跷跷板》这一课，学生在课堂内制作完一个跷跷板之后面临一个新的问题：一位妈妈和她女儿玩跷跷板时，女儿不能跷起妈妈，她们没有办法轻松地玩，设计一个更多人都可以轻松玩的跷跷板，它可以满足无论体重胖瘦相差很大和胖瘦相差很小都可以轻松地玩。学生针对这一问题对原有的跷跷板进行改进，想到了可以设计跷跷板两边多个座位的、跷跷板的座位是可以移动的、跷跷板的支点是可以改变的……而这些改进只能学生由讨论后得到的思维上的改进措施而在课堂内不能够操作的。

6.拓展延伸

科学课堂里最重要的是习得科学思维和科学方法，将问题拓展到实际生活中去，让学生学以致用，根据需求自主设计、动手制作，树立了学科学、用科学的信心，动手能力和创造能力也得到进一步的发展。我们造船的过程进行设计——制作——测试——改进（再制作和测试），课后利用这个方法使用别的材料再造一艘你最喜欢的船，两周之后进行一场船的展览会。

技术与工程领域的很多课程都结合了具体的科学概念，学生在掌握了科学知识后运用这个知识进行简单的创作，解决生活中的问题，这一类课的作品都蕴含着一个科学原理，如果离开了科学知识那就变成了手工课了，没有科学的味道。《造一艘小船》就是运用了沉浮的概念，相同重量的橡皮泥，浸入水中的體积越大越容易浮，它的装载量也随之增大，孩子们在改进的时候会想到增大浸入水面的体积，这正是运用了这个科学知识。

三、“技术与工程”领域的课堂教学容易出现的误区

作为一个新的教学内容，教师还会容易出现以下几个误区：1.技术与工程一定就是STEM。2.技术与工程的课堂教学一定要指向产品。3.用笔记录下来的才算设计。4.STEM课堂一定要呈现S、T、E、M。5.一定要在课堂上做出一个成功的作品，才能算成功。教无定法，学无定法，在教学中我们始终围绕发展学生的科学思维为核心，避免在课堂教学中出现误区。

纵观国际科学教育，越来越注重视“技术与工程”这一领域，而在当前本地区的小学科学教学中仍是一个新范畴，这个领域的课程具备了跨学科性、趣味性、体验性、设计性、实证性、技术性等特点，我们通过实践与探究获取了初步的探究成果。爱因斯坦说过：“若无某种大胆放肆的猜想，一般不可能有知识的进展的。”学生们在课堂中目标清晰、任务明确，像个小发明家一样进行设计、制作、改进，然后形成新的成品，锻炼了他们设计思考的能力、动手制作的能力、交流表达的能力和发明创新的能力……培养了他们的核心素养，这样的教育模式很可能让学生在生活中遇到问题时，想到要改进一种原产品或发明一种新产品来解决。

参考文献：

[1]教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[OL].https：//baike.so.com/doc/6728196-6942477.html.

[2]刘恩山.《义务教育小学科学课程标准》的变化及其影响[J].人民教育，2017（07）.

[3]张际平，许亚锋.新媒体、新技术体验学习的设计与实践[J].现代远程教育研究，2012（06）.

[4]徐素贞.小学科学教学培养学生创新能力[A].国家教师科研专项基金科研成果（五）[C].2017.

[5]袁俐.技术与工程领域下以学生为主体的科学课堂实践探讨[J].教育与装备研究，2019（04）.

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