小學科學“技術與工程”領域課程的實施路徑

李國卿

新版《義務教育小學科學課程標準》增加了“技術與工程”領域，這部分內容綜合應用性較強，理論與實踐的聯系非常密切，有利于激發(fā)學生的好奇心，提高學生的設計和制作能力、運用科學知識解決實際問題的能力，提升學生的科學素養(yǎng)。教師應科學地進行課程定位，重視學生工程思維的培養(yǎng)，探索“技術與工程”領域教學的新路徑，實現其課程價值。

一、準確把握“技術與工程”的課程定位

小學科學課程標準對“技術與工程”領域的目標和內容做出了界定，但在實際實施過程中，教師還存在許多模糊認識。因此，有必要準確把握其課程定位。

1.“技術與工程”領域的課程價值

小學科學課程傳統(tǒng)的三大領域是物質科學、生命科學、地球與宇宙科學，教學內容的概念性和知識性較為突出，其探究活動一般圍繞某種事物或規(guī)律的發(fā)現、某種原理的闡釋進行。而“技術與工程”領域的宗旨是讓學生能夠運用所學知識解決實際問題，特別強調操作性和實用性，強調為學生積極地適應社會需要奠定基礎。因此，課程的實施更突出學以致用，教學活動以“設計、制作”為主線，以體現科學教育源于生活、為生活服務的理念。

2.“技術與工程”領域與創(chuàng)客等課程的關系

當前，對“技術與工程”領域的課程實施存在誤區(qū)，有些學校認為手工制作類、創(chuàng)客類的校本課程就是“技術與工程”課程。其實，手工制作類課程主要是運用設計創(chuàng)造美，用以培養(yǎng)學生的創(chuàng)意設計能力和審美情趣;創(chuàng)客類課程偏重于應用和創(chuàng)新層面，從學生興趣出發(fā)，并不強調科學概念的學習，一般面向部分學生，具有一定的局限性。“技術與工程”領域課程則關注科學原理的運用、科技對生活的改變，引導學生感悟技術的巨大魅力，與STEM教育的理念更為一致。因而，課程的執(zhí)行者必須清楚地認識到“技術與工程”領域課程的出發(fā)點是科學與技術，落腳點是工程建造，手工與創(chuàng)客類校本課程的實施不能替代“技術與工程”領域課程的教學，但“技術與工程”領域課程卻可以成為手工制作類與創(chuàng)客類校本課程的基礎。

二、高度重視對學生工程思維的培養(yǎng)

工程思維是在工程的設計和研究中形成的一種籌劃性的思維，是運用各種知識解決工程實際問題的核心思維。工程思維有別于科學思維，它需要對各種資源進行統(tǒng)籌兼顧、合理權衡，探求解決問題的最佳方案;需要追求經濟實用;需要合理融合社會價值、倫理價值等多元價值。

1.追求工程設計的最佳方案

方案設計可能涉及人力、物力、財力和環(huán)境等多種因素，教師需要指導學生進行綜合分析、統(tǒng)籌考慮，在保證科學性和安全性的基礎上，追求簡便、實用、高效和快捷的最佳方案。且在方案的分析、評價和改進過程中，引導學生自然地產生遞進性的建議，使學生的大腦處于活躍狀態(tài)，能產生許多奇思妙想，并能不斷完善或修正設計方案，體會權衡取舍的過程和設計成功的快樂，增強全面統(tǒng)籌思考問題的能力，在此過程中形成和發(fā)展工程思維。

2.兼顧工程的經濟實用性

工程的首要目的是促進經濟和社會的發(fā)展，要追求經濟效益，達到技術與效益的統(tǒng)一。為了引領學生適應社會需要，形成珍惜和節(jié)約資源的意識，在方案設計和制作過程中，需要指導學生重點關注以下方面：一要盡量減少原材料的使用;二要盡量提高作品的實用功能;三要培養(yǎng)權衡經濟成本與功能價值最佳結合的意識;四要理解經濟效益是產品存在和發(fā)展的基礎。

3.深刻理解工程的多元價值

工程不是一個結果，而是一個展開的過程，永遠面向未來，具有特定的社會價值和倫理價值。在工程實踐中，要引領學生在設計、制作、評價和反思階段，從不同角度、不同層面進行綜合性的觀察、分析和研究，感悟其中蘊含的科學原理、經濟效益、藝術審美和社會傳統(tǒng)價值等內涵，體驗個人、社會和自然的內在關系，體會工程與價值的內在整合，從而促進學生科學精神、社會服務精神的形成，引導學生樹立科學的人生觀和價值觀。

三、深入探索“技術與工程”領域教學的新路徑

很多工程實踐內容的教學停留在單純的技能或知識學習層面，在培養(yǎng)學生綜合應用知識解決實際問題方面還存在明顯缺陷。近年來，為促進科學與“技術與工程”教育的深度結合和深度發(fā)展，學校教師經過深入探索，形成了一種相互支撐、相互補充和共同發(fā)展的“科學探究+工程實踐”的“技術與工程”教學新路徑。

“科學探究+工程實踐”以科學探究為基礎，合理融入工程實踐，以具體的工程實踐項目促進科學教育目標的全面落實。一是幫助學生初步了解科學研究和工程實踐的關系，促進課程之間的融合;二是發(fā)展學生運用科學原理創(chuàng)造性解決問題的實踐能力，培養(yǎng)其創(chuàng)造興趣以及對工程職業(yè)的向往;三是在課堂教學中提供更加真實的有現實意義的實踐場景，幫助學生從不同角度思考問題，形成綜合思維能力，學會靈活運用多種知識創(chuàng)造性地解決各種各樣的問題。在此，以“蠟燭”一課為例，對“科學探究+工程實踐”的教學模式加以說明。

1.指導“科學探究”活動

教師帶領學生研究蠟燭為什么能燃燒、為什么容易被點燃，認識石蠟和棉芯的作用。

2.指導“工程實踐”活動

在理解科學原理的基礎上，學生開始制作蠟燭，教師提供必要的指導。學生要自主完成設計制作方案，通過評價和反復修改形成最佳方案。整個過程包括以下內容。一是制作蠟燭芯。將棉芯浸泡于熔化的蠟液中，冷卻后取出裁剪成合適的長度。二是制作模具。利用薄金屬片（可選），做成自己心儀的幾何模型，表達自己的個性和想象。三是灌制蠟燭。將裁剪好的蠟燭芯上下貫通置于模具中心，保持燭芯垂直居中并固定，再將調好的蠟液慢慢灌入模具。學生在實際操作中發(fā)現，如果一次性灌滿，內部會有氣泡，表面也不光滑，所以改為耐心地多次灌入。冷卻后打開模具，將得到蠟燭的初胎。四是裝飾美化。修剪蠟燭芯，修整初胎表面的小瑕疵、脫模痕跡，通過刻字、刻畫、貼字或貼畫進行裝飾美化，設計制作標簽并貼于蠟燭表面，得到一個完整的蠟燭作品。

3.開展評價反思與交流共享活動

在這一階段，教師要引導學生發(fā)現并分享自己所經歷的“探究、設計和制作”過程的價值，感悟工程實踐的樂趣。

實踐證明，采用“科學探究+工程實踐”模式開展教學，有利于學生運用科學知識開展更深層次的探究與實踐，并在這一過程中形成工程思維，在評價中獲得審美和文化熏陶，從而獲得科學、技術、工程、數學、美術和文化等多方面的知識與技能，體現出“技術與工程”領域課程的鮮活價值。

（責任編輯? ?郭向和）