工程啟蒙教育的多元化實施途徑

黃申友

〔摘? ? 要〕? 在新時代背景下，科技的迅猛發展使中小學工程啟蒙教育備受矚目。本文立足于教育部等18個部委、浙江省教育廳等14個部門聯合印發的《關于加強新時代中小學科學教育工作的實施意見》的核心精神，深入探討了小學工程啟蒙教育的多元化實施路徑，包括科學課與技術的融合、科學課與信息技術的融合、勞動課程的實踐體驗、綜合實踐活動的拓展延伸以及家校社資源的整合等策略。本文通過具體案例闡述了這些路徑的實踐價值，強調了跨學科融合、創新教學方法的應用、學生主體參與、教師專業發展以及社會合作的重要性，旨在為工程啟蒙教育的改革提供理論支撐和實踐指導。

〔關鍵詞〕? 小學科學；工程啟蒙教育；多元化實施途徑

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 15? ? 010-012

隨著生成式人工智能技術的迅猛發展，如GPT-3.5和GPT-5.0的相繼問世，現代社會對人才的需求發生了深刻變化。具備科學素養和創新能力的人才成為新時代的核心競爭力。在這一背景下，小學科學教育，尤其是工程啟蒙教育，面臨著前所未有的挑戰與機遇。為了迎接新時代的挑戰，教育部等十八部委、浙江省等十四部門聯合發布了《關于加強新時代中小學科學教育工作的實施意見》。該意見強調在科學、技術、勞動及綜合實踐活動中有機融入工程啟蒙教育，注重數學建模、科學探究、創新設計等技術與工程實踐內容的教授，為工程啟蒙教育的改革與創新指明了方向。同時，鼓勵學校積極為學生提供實踐機會，幫助學生通過親身實踐深化對科學原理的理解和應用。這樣的教育改革將有助于培養更多適應未來社會、具備創新能力的杰出人才。

在這一背景下，本文旨在深入探討新時代背景下中小學工程啟蒙教育的多元化實施路徑。通過分析科學與技術課程的融合、勞動課程的實踐體驗、綜合實踐活動的拓展延伸、師資力量的培訓與提升以及家校合作與社區資源的整合等多個方面的措施，筆者期望為工程啟蒙教育的改革與創新提供理論支撐和實踐指導。通過這一研究，期望能夠推動中小學工程啟蒙教育的不斷發展，為我國科技創新和社會進步提供有力的人才保障。

一、科學課與技術的深度融合

在新時代的教育背景下，更加重視培養學生的綜合素質和創新能力。為此，在中小學工程啟蒙教育中，積極推進科學與技術課程的深度融合，旨在打破傳統學科界限，讓學生在探究科學原理的同時，也能掌握如何運用這些原理解決實際工程問題的方法。

（一）跨學科知識的整合

注重整合跨學科知識，將科學原理與工程技術有機結合。通過設計一系列具有挑戰性的跨學科項目，引導學生主動探究、合作學習，培養他們的跨學科思維能力和解決實際問題的能力。以“橋梁設計挑戰”為例，這是一個成功的跨學科項目。在這個項目中，小學5～6年級的學生需要運用所學的力學知識，結合創意思維，使用限定的材料制作一個能夠承受一定重量的橋梁模型。這一活動不僅檢驗了他們的理論知識，還鍛煉了他們的動手能力和工程思維能力。學生在團隊合作中互相學習、互相啟發，最終呈現出一個個既美觀又實用的橋梁模型。

（二）創新教學方法的應用

為了更有效地實施科學與技術課程的融合，采用了多種創新教學方法。項目式學習鼓勵學生以小組為單位，自主選擇課題、設計方案并實施項目，全程參與問題的解決過程。翻轉課堂則將傳統的課堂講解與課后練習翻轉過來，讓學生在課前通過觀看視頻等資料，自主學習新知識，課堂上則主要進行討論、答疑和實踐操作。這些教學方法不僅提升了學生的自主學習能力和團隊合作精神，還使他們在實踐中深化了對理論知識的理解。

二、科學課與信息技術的融合

在新時代背景下，科學與信息技術的融合為中小學工程啟蒙教育提供了更加廣闊的空間和多元化的實施路徑。通過整合科學知識與信息技術手段，我們可以創新教學方式，豐富教學資源，提升學生的學習效果和實踐能力。

（一）信息技術與科學教學的有機結合

利用信息技術手段，可以將科學知識以更直觀、更生動的方式呈現給學生。例如，通過虛擬現實技術，學生可以身臨其境地觀察微觀世界或宏觀宇宙，增強對科學現象的理解和感知。同時，利用數據分析工具和傳感器，學生可以實時監測和記錄實驗數據，培養科學探究能力和數據分析思維。

（二）創新教學模式的實踐探索

在科學與信息技術的融合下，我們可以嘗試更多創新的教學模式。例如，基于項目式學習，可以鼓勵學生以小組為單位，利用信息技術手段解決實際工程問題。學生可以通過網絡搜索資料、使用軟件進行設計和模擬實驗等步驟，全面深入地了解工程問題的解決過程和方法。

同時，翻轉課堂也可以得到進一步拓展。在翻轉課堂上，教師可以利用信息技術制作微課視頻或動畫等教學資源，讓學生在課前自主學習。課堂上，教師主要進行答疑解惑和實踐指導，幫助學生更好地掌握科學知識和工程技能。

科學與信息技術的融合為中小學工程啟蒙教育帶來了更多的機遇和挑戰。我們需要不斷探索和實踐，創新教學方式和手段，培養學生的綜合素質和創新能力，為未來的工程領域培養更多優秀的人才。

三、勞動課程的實踐體驗

在新時代背景下，勞動課程在小學工程啟蒙教育中扮演著越來越重要的角色。它不再僅僅是簡單的體力勞動或技能訓練，而是成為連接理論與實踐、知識與技能的橋梁。通過勞動課程的實踐體驗，學生可以更加深入地了解工程技術的實際應用和價值，培養吃苦耐勞、勇于創新的精神品質。

（一）實踐項目的精心設計與選擇

注重實踐項目的精心設計與選擇，確保其具有趣味性、實用性和挑戰性。學生通過動手實踐，不僅學習了各種工程技能，還深入了解了工程技術的實際應用和價值。同時，實踐項目的設計也充分考慮了學生的年齡特點和認知水平，確保每個學生都能在實踐中獲得成長和進步。在環保主題的勞動課程中，教師引導學生利用身邊的材料，如沙子、石子、活性炭和棉布等，制作簡易的凈水器。學生通過這一過程不僅了解了凈水的基本原理，還體驗到了工程技術的實際應用。

（二）學生的主體參與

在勞動課程的實踐體驗中，強調學生的主體參與。通過小組合作、分工協作等方式，鼓勵學生積極參與實踐項目的設計、實施和管理過程。這種參與方式不僅提升了學生的動手能力和創新精神，還增強了他們的社會責任感和環保意識。同時，學生在實踐中遇到的問題和困難，也會激發他們的探究欲望和學習動力。在學校的科技節活動中，學生被鼓勵制作各種科技展品。他們結合所學知識，利用廢舊材料制作出如簡易機器人、太陽能風車等展品。這一過程不僅激發了他們的創新思維，還讓他們體驗到了將想法變為現實的成就感。

四、綜合實踐活動的拓展延伸

為了進一步提升學生的創新思維和實踐能力，要注重綜合實踐活動的拓展延伸。這些活動旨在為學生提供更廣闊的學習平臺和展示自我才華的機會。

（一）活動內容與形式的創新

注重活動內容與形式的創新，通過舉辦科技創新大賽、工程挑戰賽、機器人競賽等多樣化的活動，激發學生的創新思維和實踐能力。同時，活動的設計也充分考慮了學生的興趣愛好和特長優勢，確保每個學生都能在活動中找到適合自己的角色和定位。如在學校舉辦的一場工程挑戰賽中，學生被分成若干小組，每組需要利用有限的材料和工具完成一項具有挑戰性的工程任務，如搭建高塔、制作橋梁等。這一活動不僅考驗了學生的團隊合作能力，還鍛煉了他們的工程思維和解決問題的能力。

（二）學生的全面參與與發展

在綜合實踐活動中，鼓勵學生全程參與項目的選題、設計、實施和管理過程。這不僅培養了他們的自主學習能力和終身學習的意識，還為他們提供了展示自我才華的機會。同時，學生在活動中的表現和成果也會得到及時評價和反饋，幫助他們更好地認識自己的優點和不足，明確今后的努力方向。

五、家校合作與社區資源的整合

在小學工程啟蒙教育中，家校合作與社區資源的整合具有不可或缺的重要性。通過加強家校之間的有效溝通和緊密合作，能夠更全面地了解學生的個性化需求和特點，從而為他們提供更加精準和有針對性的教育服務。同時，充分整合和利用社區資源，可以為學生提供更加廣闊和多樣化的實踐平臺和學習機會。

（一）家校合作機制的構建

為了促進家校之間的緊密合作，需要建立完善的家校合作機制。這包括定期舉辦家長會、家長開放日等活動，為家長提供了解學校教育理念、教學目標和成果展示的機會。同時，通過這些活動，學校也能及時收集家長的反饋和建議，進一步完善和優化教育教學工作。此外，鼓勵家長積極參與學生的工程實踐項目，提供必要的支持和協助，如幫助準備材料、提供實踐場地等，能夠增強學生的實踐能力和創新精神，同時促進家校之間的互信和合作。

（二）社區資源的整合與利用策略

充分利用社區資源是豐富學生實踐機會和學習途徑的重要手段。學校可以積極與當地企業、科研機構等建立合作關系，為學生組織參觀學習、實踐體驗等活動。

在新時代背景下，通過探索與實踐多元化實施路徑，中小學工程啟蒙教育的質量和效果得到顯著提升。這些舉措不僅增強了學生對工程技術的興趣和理解，也為他們的全面發展提供了更加堅實的保障。展望未來，中小學工程啟蒙教育面臨挑戰與機遇并存的局面，必須緊跟時代步伐，不斷適應和滿足新時代的需求。教學方式的變革、跨學科的融合以及國際化的發展等趨勢，都將成為持續探索和實踐的方向。只有不斷創新和努力，才能找到更加適合學生發展的多元化實施路徑。

此外，小學工程啟蒙教育不能孤立于學校之內，與社會的緊密合作與共建共享將成為推動其發展的重要力量。積極與企業、科研機構、社區等建立緊密的合作關系，為學生提供更加廣闊的實踐平臺和創新機會，不僅有助于培養學生的綜合素質和能力水平，還能夠促進學校與社會的互動和交流。在新時代的征程中，堅定信念，不斷探索和實踐，共同為中小學工程啟蒙教育的繁榮發展貢獻力量，是每個教育工作者義不容辭的責任。

【本文系2024年度臺州市教育科學規劃研究重點課題“基于培養工程思維能力的小學科學項目化學習研究”的階段性研究成果，課題編號：TZ24097】

參考文獻

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