小學(xué)技術(shù)和工程教育的本質(zhì)、價值和實(shí)施要義

【摘要】當(dāng)下，社會的進(jìn)步越來越依靠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)和工程內(nèi)容日漸扎根于各國教育的土壤中。技術(shù)與工程教育的核心是“設(shè)計”，靈魂是“創(chuàng)造”。技術(shù)和工程課程可以促進(jìn)學(xué)生對技術(shù)知識的理解，內(nèi)化技術(shù)素養(yǎng)。分清不同類型的技術(shù)課程，把握其區(qū)別，有利于技術(shù)和工程課程實(shí)施水平的提升。

【關(guān)鍵詞】工程技術(shù)教育；本質(zhì)；價值；實(shí)施

【中圖分類號】G623.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）52-0007-03

【作者簡介】王天鋒，江蘇省揚(yáng)州市梅嶺小學(xué)西區(qū)校（江蘇揚(yáng)州，225009），高級教師。

現(xiàn)階段，我國小學(xué)技術(shù)教育主要以勞動技術(shù)教育、信息技術(shù)教育、科學(xué)工程技術(shù)教育等形式分散在不同的課程中的，沒有單設(shè)技術(shù)教育課程。在即將頒布的《全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)（1～6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（修訂稿）》中，科學(xué)教育的目標(biāo)被擴(kuò)展為科學(xué)知識、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)與技術(shù)、社會、環(huán)境四個方面，并首次對“技術(shù)與工程”領(lǐng)域教學(xué)的學(xué)段目標(biāo)和實(shí)踐提出了具體的要求。

那么，究竟什么是技術(shù)工程教育？技術(shù)工程內(nèi)容的教學(xué)與科學(xué)課其他內(nèi)容的教學(xué)又有何聯(lián)系與區(qū)別？本文將結(jié)合科學(xué)教學(xué)課例來闡述對這部分內(nèi)容的理解。

一、認(rèn)識技術(shù)工程的本質(zhì)

科學(xué)教育和技術(shù)教育關(guān)系何在？斯坦福大學(xué)科學(xué)教育學(xué)者郝德教授在1975年就指出，技術(shù)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)該并列成為科學(xué)教育的目標(biāo)。同時世界發(fā)達(dá)國家也形成共識：在科學(xué)教育中滲透技術(shù)教育，有利于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但這并不意味著科學(xué)教育和技術(shù)教育可以混為一談。技術(shù)是為了滿足人類的需求而對自然進(jìn)行改造的各種操作方法和技能；工程是為了滿足人類需求而進(jìn)行產(chǎn)品和工藝等設(shè)計的系統(tǒng)方法。小學(xué)階段的技術(shù)教育與工程教育往往被表述為技術(shù)工程教育，對二者并沒有進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分。技術(shù)與工程都關(guān)乎實(shí)踐，都是為了解決科學(xué)活動中如何做的問題。

技術(shù)工程領(lǐng)域的目標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)生要像工程師一樣了解、學(xué)習(xí)科學(xué)，動手做科學(xué)。與通常意義上的科學(xué)實(shí)驗有所不同的是，科學(xué)課中技術(shù)工程的教學(xué)不僅蘊(yùn)含了科學(xué)本質(zhì)的教育，更注重科學(xué)與工程、社會跨領(lǐng)域的深度融合。技術(shù)和工程教育具有以下特征。

1.核心指向“設(shè)計”。

小學(xué)階段，技術(shù)工程內(nèi)容和科學(xué)探究內(nèi)容雖然是混在一起的，但兩者存在著明顯的區(qū)別。首先是目標(biāo)不同，科學(xué)探究指向的是科學(xué)知識和科學(xué)概念的建構(gòu)，是認(rèn)識世界的一種方式；技術(shù)工程指向的是圍繞人類需要開展某個工程或創(chuàng)造某個產(chǎn)品，解決的是如何做的問題。如果說科學(xué)探究的核心是“觀察與實(shí)驗”；那么，技術(shù)工程的核心是“設(shè)計與制造”。在功能與評價上，技術(shù)工程更關(guān)注使用效果、安全、效率等實(shí)用價值。以建造橋梁的教學(xué)內(nèi)容為例，以科學(xué)探究為關(guān)注點(diǎn)的課重視拱形橋、平板橋、斜拉橋三種橋梁的承受力大小的比較研究，在獲得結(jié)論前非常關(guān)注實(shí)驗對比條件的公平，從而為獲得可信的結(jié)論提供基礎(chǔ)；以技術(shù)工程為重點(diǎn)的課，則關(guān)注如何設(shè)計出更加牢固的橋梁，在不斷修改和調(diào)試中使橋梁的承受力增大。

2.創(chuàng)造成為“靈魂”。

科學(xué)可以認(rèn)識客觀世界，技術(shù)可以改善人類生活，小到刨筆機(jī)、門鈴，大到航空母艦、衛(wèi)星，都是科學(xué)技術(shù)在人類生活中的體現(xiàn)。而這些技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品從設(shè)計到定型，都經(jīng)歷了一些典型的發(fā)展升級階段，貫穿這些階段始終的是改進(jìn)和創(chuàng)新的過程。因此，教學(xué)中學(xué)生要學(xué)習(xí)使用各種工具，學(xué)習(xí)制造各種物品，通過“動手做”創(chuàng)造出屬于自己的“產(chǎn)品”。在加固框架活動中，同樣用2根木棍給正方體框架加固，學(xué)生加固方式各不相同，加固面可在相鄰的側(cè)面，可在對面；位置可以是斜對角，可以垂直加固；方向可以是順向，可以是逆向。這種加固優(yōu)化的過程，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意，同時也體現(xiàn)了技術(shù)工程的創(chuàng)造特征。

二、技術(shù)工程課程的意義與價值

1.促進(jìn)技術(shù)知識的理解。

人類生活在一個充滿技術(shù)的世界里，然而并非人人都能夠感受到技術(shù)和人類的緊密聯(lián)系。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)課程，一個根本的目的就是為了改善自己的生活，而技術(shù)就是悄然改善生活的手段之一。學(xué)習(xí)了杠桿原理，就可以設(shè)計出簡單的撬棍；學(xué)習(xí)了能量知識，就可以制作一輛皮筋動力小車，在此過程中學(xué)生會有對材料的選擇，對科學(xué)原理的運(yùn)用；而對于系統(tǒng)中輸入、控制與轉(zhuǎn)換、輸出的知識，不是講授演示學(xué)生就能理解的，而應(yīng)在實(shí)踐中讓學(xué)生深化理解。

2.體驗技術(shù)系統(tǒng)的實(shí)踐。

對小學(xué)生而言，技術(shù)教育最主要的形式是制作技術(shù)產(chǎn)品，只有在制作活動中獲得獨(dú)特的體驗，學(xué)生才能認(rèn)識和理解技術(shù)。技術(shù)不是簡單的實(shí)驗，學(xué)生需要用系統(tǒng)的思維來認(rèn)識它，這涉及技術(shù)模型、產(chǎn)品、系統(tǒng)開發(fā)、執(zhí)行、評價能力等，這樣的體驗過程是獨(dú)特的。作為學(xué)員，筆者2015年在東南大學(xué)參加了STEM課程——“紙飛機(jī)的設(shè)計與制作”的學(xué)習(xí)，真正感受了技術(shù)的系統(tǒng)性。簡單的紙飛機(jī)制作，需要考慮材料問題、制作工藝問題、飛行阻力的測試、發(fā)射問題、測量問題，一群科學(xué)教師在活動中認(rèn)識了設(shè)計、制作、測量、調(diào)試等過程的意義和趣味，如果學(xué)生參與其中，也一定會獲得解決技術(shù)難題的獨(dú)特感受，從而逐步認(rèn)識技術(shù)的各個流程，美國《新一代國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》就特別強(qiáng)調(diào)用“實(shí)踐”代替“探究”，以強(qiáng)調(diào)技術(shù)與工程的實(shí)踐性。

3.內(nèi)化技術(shù)素養(yǎng)的思想。

科學(xué)教育側(cè)重理解人類與環(huán)境之間的聯(lián)系，技術(shù)教育則側(cè)重于讓人掌握控制和改變環(huán)境的本領(lǐng)。在關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的背景下，我們更需要關(guān)注其技術(shù)工程素養(yǎng)的提升。技術(shù)知識是技術(shù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，技術(shù)能力是技術(shù)素養(yǎng)的核心，技術(shù)思想和方法是技術(shù)素養(yǎng)的靈魂。在技術(shù)課程中，教師要創(chuàng)設(shè)一種讓學(xué)生主動參與設(shè)計、開發(fā)、創(chuàng)造的氛圍，讓外在的技術(shù)行為逐步轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的心理品質(zhì)。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活用品需要改進(jìn)時，就會有意識地用自己掌握的技術(shù)去優(yōu)化和改進(jìn)。

三、技術(shù)工程類課程的實(shí)施要義

技術(shù)工程類課程與一般的科學(xué)課程有區(qū)別，這要求教師圍繞技術(shù)的本質(zhì)開展教學(xué)活動，讓技術(shù)工程課有“技術(shù)味”。教學(xué)中，教師有以下幾點(diǎn)需要把握。

1.區(qū)分技術(shù)課程的不同類型。

首都師范大學(xué)葉寶生教授將技術(shù)課程分為三種類型：技術(shù)制作課、技術(shù)應(yīng)用課、技術(shù)認(rèn)識課。技術(shù)制作課主要針對技術(shù)產(chǎn)品，注重讓學(xué)生感受技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程，如空氣動力小車的制作等；技術(shù)應(yīng)用課主要讓學(xué)生使用產(chǎn)品，體驗產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，如杠桿、輪軸的使用等；技術(shù)認(rèn)識課的重點(diǎn)是了解技術(shù)產(chǎn)品的運(yùn)用，如航天器的認(rèn)識等。

上述不同類型的課，其教學(xué)的重點(diǎn)和形式也有所不同，科學(xué)教師要準(zhǔn)確解讀其中的要義，探索課堂教學(xué)實(shí)施的途徑，體現(xiàn)技術(shù)課的特征。從修訂版的課標(biāo)來看，它只是將科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)綜合在一起表述，并未將各種技術(shù)類課程單獨(dú)設(shè)置，這就需要教師進(jìn)行創(chuàng)造性的教學(xué)。如：在教學(xué)玩具小飛機(jī)的活動中，學(xué)生要學(xué)會按照圖紙組裝小飛機(jī)，比較產(chǎn)品和圖紙之間的差異，感受說明書的重要性，這就對應(yīng)了上述的技術(shù)使用課而非技術(shù)制作課。再如：認(rèn)識航天器的歷史就需要教師準(zhǔn)確把握課程的類型特點(diǎn)，比較不同飛行器的功能與作用，從而讓學(xué)生理解技術(shù)對人類生產(chǎn)和生活的幫助。

2.把握技術(shù)課程的要求。

技術(shù)課程的目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，技術(shù)素養(yǎng)包含技術(shù)知識的理解、技術(shù)能力的獲得、技術(shù)思考和行為方式的形成，通俗地說，就是讓學(xué)生在技術(shù)方面形成一定的文化價值觀。學(xué)生模仿工程師體驗技術(shù)最重要的方式就是進(jìn)行真刀真槍的實(shí)踐活動，但如果僅僅停留在實(shí)踐層面，技術(shù)素養(yǎng)還是得不到落實(shí)。從人類對技術(shù)的認(rèn)識和掌握過程來看，培養(yǎng)技術(shù)價值觀的實(shí)踐活動應(yīng)該是不斷螺旋進(jìn)步的。遠(yuǎn)古人類無意中發(fā)現(xiàn)了雷電生火的技術(shù)，他們吃到了熟食，感到了溫暖，于是不斷保存偶然得到的火種，進(jìn)而探尋“生火”的技術(shù)，鉆木取火，燧石相擊生火，人類技術(shù)文明程度不斷提升。

從這個角度來說，技術(shù)課程要滿足人類不斷增長的人工制造物品的需求，需要大膽想象，不斷實(shí)踐，勇于創(chuàng)新。科學(xué)課堂上的技術(shù)教育也要經(jīng)歷人類歷史上的兩個發(fā)展階段：一是動作技能階段，其以技巧為核心；二是智能技術(shù)階段，其以設(shè)計為核心。技術(shù)教育要體現(xiàn)心智技能和動作技能相互結(jié)合的技術(shù)物的制作過程，從而體現(xiàn)“設(shè)計”為核心的技術(shù)教育理念。以蘇教版《科學(xué)》六下《尋找生物的家園》一課為例，教師在選擇用樹枝和樹丫模擬搭建鳥窩的過程中，產(chǎn)生了兩種不同的意見，一種認(rèn)為技術(shù)教學(xué)要圍繞動手實(shí)踐來讓學(xué)生體驗搭建的過程；一種認(rèn)為要讓學(xué)生討論如何讓樹枝穩(wěn)當(dāng)?shù)赝Ａ粼跇溲旧稀：笳呶磸?qiáng)調(diào)熟練程度，而是對如何穩(wěn)固樹枝的問題展開深入討論，看起來只是一個環(huán)節(jié)的討論和研究，甚至下課了學(xué)生也未必能搭建成功，但后者會讓學(xué)生對如何讓樹枝搭建穩(wěn)固的技術(shù)流程有更多的認(rèn)識。此中要求學(xué)生體驗的討論流程，是對技術(shù)的深度認(rèn)識。技術(shù)不僅蘊(yùn)含于產(chǎn)品制作中，還蘊(yùn)含于技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)過程中。用這樣的視野來認(rèn)識技術(shù)，就可以根據(jù)不同的課程內(nèi)容設(shè)計不同的技術(shù)教育目標(biāo)，讓學(xué)生逐步體驗技術(shù)的內(nèi)涵。

3.加強(qiáng)技術(shù)課程的全面評價。

技術(shù)工程教育要凸顯技術(shù)主旨，并通過評價優(yōu)化教師的教學(xué)行為，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。技術(shù)工程類課程內(nèi)容的評價主要包含一般性評價和個性評價兩大方面，一般性評價是指科學(xué)課堂上涉及的評價，主要包含交流溝通的評價，證據(jù)意識的評價等，其主要是讓課堂成為一個技術(shù)交流的空間，成為一個實(shí)事求是的平臺。個性評價主要是針對技術(shù)本身的評價，包含技術(shù)的知識、技術(shù)的能力、技術(shù)的情感三個維度的評價。其中技術(shù)知識評價主要涉及對概念和原理在實(shí)踐中理解程度的評價；技術(shù)能力評價主要涉及對實(shí)踐中材料的選擇、工具的運(yùn)用、產(chǎn)品的利用和操作、解決問題的能力的評價；技術(shù)情感評價主要針對技術(shù)改變生活的感悟、技術(shù)與人類和環(huán)境之間的關(guān)系評價。以“制作小帆船”活動為例，在技術(shù)知識的評價上主要評價學(xué)生對動力的產(chǎn)生、動力的控制、阻力等對帆船運(yùn)動的影響的理解程度；在技術(shù)能力評價上，主要關(guān)注制作材料的選擇、制作的精致程度、航行的效果等；在技術(shù)情感上主要表現(xiàn)為體悟技術(shù)變化對帆船制造的影響，感受帆船制作技術(shù)的局限性等。