基于設計思維理念的小學科學“技術與工程”的教學實踐研究

陸侃

[摘 ?要：隨著新《小學科學課程標準》頒布，對現階段的小學科學教學提出了更高要求。以往容易被忽視的技術與工程領域內容，更是被單獨歸為一個板塊，更加受到科學老師的重視。如何才能把技術與工程領域的內容價值發揮到最大，探究有效的教學形式呢？筆者通過引入設計思維模式，在技術與工程領域的部分課程內容中進行全新的教學探索，嘗試探究更實效的教學方法，更好地培養學生的科學素養，促進學生的全面發展。

關鍵詞：設計思維;“技術與工程”]

一、研究緣起

六年級《用紙造一座橋》的課堂上，老師講解著實驗要求，學生討論了各自小組的實驗計劃，開始實驗的時候離下課只剩20分鐘了。下課前有的小組只用了5分鐘就制作完成了一座橋，但造出來的橋不是千篇一律就是不堪入目，承重效果也“弱爆了”;還有的小組都沒有完成，下課鈴就響起了。

類似上述的課堂現狀在科學課的教學中常有出現，特別在“技術與工程”類課堂的教學中，由于教學內容比較開放，材料準備沒有限制，學生的主觀能動性在課堂上有更多的發揮空間，會出現課堂動手時間不夠、學生作品差距大、教學效果不佳等問題。

（一）評價偏向結果，影響學生探究創新

在之前的有關技術與工程領域教學中，特別是一些制作類的課堂中，評價形式主要以教師主觀打分、學生互評、作品展示等形式。由于教學過程形式的限制，評價多集中在學生的作品，對學生的制作過程缺乏了必要的過程性評價，致使學生的學習興趣不高，課后的繼續學習動力不足。

（二）內容脫離生活，阻礙綜合能力培養

現有的教材中有關技術與工程領域的課堂內容，特別是一些制作內容的教學與實際生活的聯系不夠密切，很多內容、作品都沒有實際運用的價值，對學生的終身學習和生活能力培養沒有太多幫助，且對學生學習興趣的延續性沒有幫助。所以，如何在教學中更好地結合生活實際、讓學習不終止于課堂、鍛煉學生的多方面能力，成為了一個有待解決的大問題。

二、研究價值

設計思維（Dsign Thinking）是一種思維方式，用于為尋求未來改進結果的問題或事件提供實用和富有創造性的解決方案。小學科學課堂教學中的設計思維教學模式以設計思維原有的方法步驟為依托，結合小學科學新課程標準中的“技術與工程”領域內容的要求，主張結合學生的親身體驗和實踐，從目標和想要達成的成果入手，通過學生的不斷嘗試，達到創新的目的，從而達到差異化和鍛煉綜合能力的效果。

（一）改善現狀，尋求創新的科學課堂

設計思維學習模式的每個環節都是同等重要的，改變了以往科學教學中“重動手、輕思考”的習慣。將動手之前的明確、分析任務要求和設想創作置于和動手制作同等的高度，特別是“頭腦風暴”的引入，不否定學生的任何奇思妙想，而且還要鼓勵他們去將自己的想法變成實際的作品，鼓勵他們不斷去嘗試，以便在這樣的學習模式中種下創新的“種子”。

（二）突破限制，改進評價激發探究欲

設計思維模式在小學科學“技術與工程”領域教學中的運用可以有效地改善以往教學中“提出問題——給出任務——動手制作——展示總結”教學模式與長時探究精神的矛盾之處。將“展示總結”的時間分配到整個動手制作的過程中，把總結性評價改為過程性評價，鼓勵學生嘗試多種方法改進作品。通過這種模式的學習，激發學生對自己作品的不斷改進，將科學探究精神帶入生活。

（三）綜合運用，培養學生的綜合素養

設計思維模式恰好能把學生所學的各方面知識綜合運用到問題的解決中，而且對學生的觀察、溝通、交流、動手等各方面的能力都能起到鍛煉作用。技術與工程領域中的制作類實踐活動課程可以使學生體會到“做”的成功和樂趣，并養成通過“動手做”解決問題的習慣。

三、操作實踐

（一）“設計思維”優化教學內容

針對目前使用的教科版小學科學教材中的“技術與工程”領域的內容，根據年段進行梳理、歸類，選擇可以從目標或者要達成的成果（作品）入手來開展探索性學習的，適合進行設計思維學習模式的內容，加以改進和優化。

1.方法步驟

以“移情—定義—設想—原型—測試—實施”的設計思維方法步驟為課程教學的中心，每項教學活動都應該遵循以學生親身實踐為主，引導學生不斷探索，不斷改進自己的設計和作品，以到達創新的目的。

2.精選內容

設計思維模型下的技術與工程領域的教學內容應該選擇學生在生活中能接觸體驗的、學生向往的、有興趣的項目內容，重點突出可操作性，重體驗、探究和創新的可能性。根據這樣的原則，就需要對現有的3～6年級的12本小學科學教材進行篩選，挑選可設計的內容來進行改編和改進。

3.整體架構

根據上述內容選擇的原則，筆者從3～6年級的12本教材中選擇了適合運用設計思維模式教學的內容。并對已有的教學內容進行改進、深化，使之與設計思維的方法步驟相匹配，從而進行有效教學。

（二）“設計思維”優化教學方式

1.以生為本定目標

應該從學生日常生活中可以接觸的內容入手，將教學目標定位在學生感興趣、能理解、可操作的層次。通過設計思維模式下技術與工程領域內容的教學，學生應達到以下學習目標：

（1）能操作和使用常見的工具，學會簡單的加工方法，認識生活中常見的簡單機械，并會使用其中常用的器具。

（2）能夠根據需求，設計并制作出多種作品，掌握設計制作的基本過程;意識到作品需要不停地改進、迭代，不斷完善，以滿足需求。

2.操作體驗重過程

在本課程的教學過程中，根據學生的動手能力，以親身操作為主，適當難度的、有提升作用的操作為輔;教師教學過程中也應該關注每個學生。在教學過程中也鼓勵學生多使用不同的工具進行嘗試制作。

3.適時評價促成長

本課程的評價方式是適合不同學段學生特點的，具有趣味性、多樣性和可操作性的形式。應該根據不同層次學生的特點來進行分層評價，以過程性評價為主，避免打分和評級，以鼓勵、激發學生的創造力為目的進行評價。

（三）“設計思維”優化教學策略

1.人人動手，關注個體

我校從辦學之初就一直踐行小班化教學，教學中的硬件和軟件都能盡量做到人均最大化，至少滿足人手一份材料和工具，這也非常適合設計思維模式在技術與工程領域教學的運用。

2.巧借資源，關注整合

我校除了基本的國家課程以外，還有豐富的校本特色課程，例如百余門選修課程，這些課程里有很多都是技術與工程領域的課程，如創意木工、模型制作、未來工程師等等。

3.豐富材料，拓展思維

設計思維模式下的技術與工程類內容的教學中，每個教學內容都會給學生提供多種不同材料和工具，供學生根據自己的設計進行自主選擇。學生也可根據自己的需求自帶材料、工具，盡量減少給學生的限制。

四、研究成效

（一）鍛煉學生綜合能力，培養創新意識

設計思維模式下的技術與工程領域教學在具體實施過程中，可以對學生的合作力、靈活與適應力、獲取和分析信息能力、批判思維和解決問題能力、口頭和書面溝通能力、好奇心和想象力、進取心等各方面的技能進行鍛煉;再加上工具使用、識圖辨別等各方面的能力，經過長期的學習、訓練，可以促進學生多方面的能力培養。這些能力的提升也是學生創新能力發展的基礎，也是學生自身科學素養發展的需求。

（二）優化教學設計，豐富教學內容

利用設計思維模式，可以改變以往教學中單一的學習模式和內容，進而設計開發更適合學生多方面發展需求的、符合創新思維要求的內容;這些學習內容應該是非常生活化的、來自于學生自身需要的、能夠利用多學科知識的、有實際使用價值或意義的。

總之，在設計思維模式下的技術與工程領域課堂教學中，尊重并突出學生的主體地位，面向全體學生，倡導探究式的學習，保護學生的好奇心和創新意識，堅持長時間的自主動手探究，鼓勵學生根據實際需求去不斷改進和完善自己的制作與設計，從而真正地提高學生的多方面科學素養。

參考文獻

[1]小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]周志毅.小學科學課題研究與論文寫作[M].杭州：浙江大學出版社，2008，1.