小學科學課程中工程思想的研究

苗瑩瑩

2017年《小學科學課程標準》修訂并印發，將科學內容劃分為：物質科學、生命科學、地球與宇宙、技術與工程四個領域。新課標中增加了“技術與工程”領域。在這之前教材中“技術與工程”的內容隸屬于物質。首師大葉寶生教授曾在課標解讀時說到，小學科學課程中技術與工程內容分析，首先要闡釋科學，然后在與科學的對應中理解技術和工程，最后將三者的區別和聯系進行辨析，理解科學、技術和工程的關系。下面對科學、技術、工程、科學與技術工程體系進行文獻分析。

關于科學

關于科學，不同領域有不同的定義。葉寶生教授在《科學課》雜志2018年3-4月一期中，發表了《小學科學課程中技術與工程的內容分析》這篇文章，文章中對科學做了這樣的定義：從本體論看，科學是人類對自然世界的認識成果;從認識論看，科學是人類對自然世界的探索過程;從方法論上看，科學是人類應用理性思維建構的客觀世界的認識。關于技術

在技術的發展過程中，產生了很多對技術的定義，最常見的定義有以下幾種：《新華字典》對技術的定義是“進行生產活動或其他活動的知識技能和操作技巧”;《辭海》定義技術為“人類在征服自然力量，爭取控制自然力量的斗爭中，所積累的全部知識和經驗”：王伯魯先生在《技術究竟是什么——廣義技術世界的理論闡釋》一書中對技術的定義是“圍繞‘如何有效的實現目的現實課題，主體后天不斷創造和應用目的性活動序列或方式”：葉寶生教授在《小學科學課程中的技術教育因素及其策略》一文中認為“技術是指人們在變革自然、實現物質文化需要的過程中所創造、控制、應用和改進人工自然系統的目的性活動序列或方式。成果表現形式為人工自然物或說技術產品和工程設施”。

關于工程

“工程”一詞最早是指人類有計劃、有步驟地改造自然地活動。現在，所有人類有計劃、有步驟、有系統的各種活動都可以在前面冠以“工程”一詞。在《工程哲學》對工程的定義是：所謂工程，是指人類創造和構建人工實在的一種有組織的社會實踐活動和結果。工程問題是造物定向的，具有明確的目的性，當時當地性，其答案不具有唯一性，其目的是滿足主體的需求。

關于科學與技術、工程的關系

《小學科學課標》中提出：人類觀察自然、研究各種現象產生和變化的原因，而產生科學，科學的核心是發現;對科學加以巧妙地運用以適應環境、改善生活而產生技術，技術的核心是發明;人類為實現自己的需要，對已有的物質材料和生活環境加以系統的開發、生產、加工、建造等，這便是工程，工程的核心是建造。

《工程哲學》：技術是工程的基本要素，若干技術的系統集成便構成了工程的基本形態。工程是技術的優化集成。科學家的科學思維是“反應性思維”“發現性思維”，體現著理論理性的認識。工程師的工程思維是“構建性思維”“設計性思維”和“實踐性思維”，體現著實踐理性的認識。

在《理論思維與工程思維―兩種思維方式的僭越與劃界》（修訂本）一書中，徐長福提出：探求道理，意在將一種本然的法則揭示出來，供人們去遵循，是所謂的理論學科;繪制藍圖，意在刻畫一種意想之中的應然狀態，讓人們去實施，是所謂的工程學科。理論思維和工程思維是兩種不同的思維方式，很多人常常把科學思維和工程思維混為一談，經常出現二者在地位和作用上的錯位和僭越，導致嚴重的不良后果.

綜述：課標提到的，科學發現、技術發明、工程建造所指的是科學、技術、工程三種不同類型的社會實踐活動的結果。而從內容上看，科學的內容是客觀世界，解決“是什么”和“為什么”的問題，技術與工程的內容是實踐的行動規則，解決“如何做”的問題。從獲得結果的過程與方法來看，科學的認識方法是探究，技術與工程的方法是設計和籌劃。在教學中廣大教師既要知道科學、技術、工程的內容又要通過正確的方法與過程獲得其結果。其中徐長福《理論思維與工程思維——兩種思維方式的僭越與劃界》提出的觀點我們可以理解為，用科學思維解決科學問題，用工程思維為出發點考慮工程問題，這與《工程哲學》中對于科學家思維、工程師思維的描述也是相吻合的。另外，《理論思維與工程思維》中還提到了兩種思維相互僭越會產生不良后果，例如，柏拉圖的《理想國》是一個典型的理論思維僭越工程思維，最終沒有獲得結果的例子。柏拉圖是理論思維的建立者，《理想國》是運用理論思維探索社會生活原理、設計人文社會工程的最初典范。柏拉圖充分顯示了理論思維程序和“柏拉圖牌”的強大邏輯力量，將國家工程的宏觀框架按推理進行設計，形成“理想國”的圖紙，但“理想國”最終也僅僅以一張圖紙的形式存在，不會實現。

同樣，在教學中也存在理論思維僭越工程思維的現象：2017年以前新課標沒有出版，教材中涉及技術與工程的課程隸屬于物質科學領域，教師們大多也只是按照科學內容來對待，主要表現為，凡是科學教材中涉及的內容都企圖用探究地方法獲得發現，用理論思維解決工程問題普遍存在。這樣做，廣大教師在對“技術與工程”領域教學中出現了用“探究”方法解決“如何做”的問題，最終難以獲得結果，而學生的“籌劃”思想的做事能力不能得到提高。

（作者單位：北京市通州區宋莊鎮中心小學）