以科學創(chuàng)造營為媒介加強學生技術與工程實踐能力

〔摘" "要〕" 在新時代背景下，科技的迅猛進步與社會結構的高速轉型，使掌握先進技術與工程實踐技能成為21世紀創(chuàng)新型人才的關鍵指標。這些技能不僅對個人的職業(yè)生涯及創(chuàng)意思維發(fā)展至關重要，也對國家科技前沿探索與經(jīng)濟繁榮產(chǎn)生深遠的推動效應。為了主動適應這一時代需求，本研究提出以科學創(chuàng)造營為媒介，深入探索這一創(chuàng)新教學模式在增強學生技術與工程實踐能力方面的具體實踐操作路徑，以此來調動學生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其動手、解決問題等能力。

〔關鍵詞〕" 小學生；技術與工程實踐能力；科學創(chuàng)造營

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 022-024

《義務教育科學課程標準（2022年版）》中第12個核心概念“技術、工程與社會”和第13個核心概念“工程設計與物化”，從實踐、方法和探究這三個角度對技術與工程領域的內(nèi)容進行設計安排，引導學生通過具體的實踐活動認識技術與工程的特點及其對社會的影響。可見，技術與工程是科學教育中的一個重要領域，具有豐富獨特的育人價值。為應對這一挑戰(zhàn)，“科學創(chuàng)造營”應運而生。該模式以STEM教育理念為基礎，采用項目式學習方式，引導小學生在實踐中探索和理解科學原理，進而有效提升其技術與工程實踐能力。

一、科學創(chuàng)造營的意義

科學創(chuàng)造營是基于現(xiàn)有教科版小學科學教材工程與技術相關內(nèi)容，深度挖掘課程資源，融入技術與工程學習理念，在教學中引導學生經(jīng)歷“像工程師那樣做工程”的過程，包含問題、設計、制作、改進、展示等過程。科學創(chuàng)造營作為一種專為小學生設計的創(chuàng)新教育模式，旨在通過一系列富有創(chuàng)造性和實踐性的活動，有效提升小學生的技術與工程實踐能力。這一模式不僅符合當前教育改革的方向，也符合社會對人才需求的趨勢。

（一）點燃學生科學熱情

科學創(chuàng)造營精心策劃了豐富多彩的科學實踐，包括科學實驗、學術演講與科學展，有效地激發(fā)了學生對科學的熱忱與探究欲望。這些活動，不僅點燃了學生探索未知的熱情，還培育了學生的科學思維，為其將來投身科研工作打下了穩(wěn)固根基。

（二）鍛造學生創(chuàng)新頭腦

在科學創(chuàng)造營的實踐項目中，我們激勵學生運用已掌握的知識去應對實際難題，這一經(jīng)歷有效地挑戰(zhàn)并錘煉了他們的創(chuàng)新能力與批判性思維。學生通過持續(xù)的實驗、調整和優(yōu)化方案，逐步形成了獨立思考和勇于創(chuàng)新的品質，為培養(yǎng)具備創(chuàng)新意識的專業(yè)人才奠定了牢固的基礎。

（三）強化學生實踐技能

科學創(chuàng)造營的關鍵價值之一，在于它對學生實踐能力的增強和塑造。相較于傳統(tǒng)教育主要聚焦于理論知識的灌輸，科學創(chuàng)造營則側重于實操體驗，通過一系列構思巧妙的動手實踐環(huán)節(jié)，包括親自動手制作、實驗操作以及程序調試等，促進學生將理論知識轉化為實際應用。這一從概念到操作的轉變，不僅深化了學生對科學原理和技術信息的認知，而且極大地鍛煉和提升了學生解決實際問題的能力。

（四）拓寬學生知識視野

科學創(chuàng)造營的活動不僅囊括了基本科學范疇，還深入探索了未來科技的尖端領域。通過參與各類實踐項目，學生能親睹最前沿的科研成就與行業(yè)走向，從而極大地豐富了知識結構，提升了對科技動態(tài)的洞察力與認知深度。這種橫跨多個學科的學習經(jīng)歷，拓寬了學生的知識視野，有助于學生構建起全面而深入的知識網(wǎng)絡，為日后的學習與科研工作做好鋪墊。

二、科學創(chuàng)造營的組織

（一）情境創(chuàng)設，引發(fā)技術與工程需求

情境創(chuàng)設是科學創(chuàng)造營活動開展的開端。科學探索營的實踐往往圍繞現(xiàn)實生活中的難題或挑戰(zhàn)展開，涉及環(huán)境保護、能源利用、健康生活方式等議題，促使學生在應對具體問題時，掌握并運用科學知識。這種方式下的學習，能顯著激發(fā)學生的積極性，推動其更加投入地參與項目實踐活動，進而提升學習效率。

1.借助故事探秘。在項目啟動之初，教師精心策劃一場別開生面的啟動會，旨在通過一系列創(chuàng)意十足的活動，點燃學生對探索校園生態(tài)系統(tǒng)的熱情。在項目活動內(nèi)容中，編織了一個扣人心弦的故事——“揭秘校園中的神秘生物”或“繪制校園生態(tài)的隱秘地圖”，將學生帶入一個充滿未知與驚喜的冒險世界。這些故事不僅充滿了奇幻色彩，更與校園生態(tài)系統(tǒng)緊密相關，讓學生仿佛置身于一場真實的探險之旅，激發(fā)了他們探索未知的好奇心。

2.巧用角色扮演。為了讓學生更加深入地融入角色，我們鼓勵學生根據(jù)自己的興趣和特長，選擇并扮演不同的“角色”，如生物學家、生態(tài)攝影師或數(shù)據(jù)分析師。這些角色不僅代表了不同的專業(yè)領域，也為學生提供了多樣化的探索視角。通過角色扮演，學生能夠更加深入地理解生態(tài)系統(tǒng)的復雜性，同時也能夠在項目活動中發(fā)揮自己的特長，為改善校園生態(tài)貢獻自己的力量。

3.引入真實挑戰(zhàn)。為了進一步激發(fā)學生的潛能，我們設計了一系列實踐性任務，如“記錄五種不同鳥類”“在特定區(qū)域內(nèi)辨識十種植物”等。這些任務不僅考驗了學生的觀察力和識別能力，更激發(fā)了他們的好奇心和探險精神。學生在完成任務的過程中，不僅學會了如何觀察和分析生態(tài)系統(tǒng)，還培養(yǎng)了耐心和細致的品質，這些都是未來科學探索中不可或缺的必備能力。

4.借助虛擬技術。我們充分利用虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術，為學生提供了一個沉浸式的校園生態(tài)系統(tǒng)體驗。在虛擬環(huán)境中，學生能夠近距離接觸那些在現(xiàn)實世界中難以見到的生物，甚至模擬生物在各種環(huán)境下的生存狀態(tài)。這種前所未有的體驗不僅極大地豐富了學生的學習內(nèi)容，還讓其對自然生態(tài)產(chǎn)生了更加深刻的理解和敬畏之心。在虛擬技術的支持下，學生能夠更加直觀地感受生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和多樣性，從而更加珍惜和保護我們賴以生存的地球家園。

（二）提供設計支架，指導技術與工程設計

在工程設計的實踐中，為學生構建一個清晰、系統(tǒng)的設計框架是不可或缺的。

首先，設計圖作為工程設計的起點，能夠將學生的創(chuàng)意與構想具象化，幫助學生厘清思路。通過繪制設計圖，學生能夠直觀地審視和調整設計細節(jié)，為后續(xù)的實踐操作提供明確的方向。繼之，流程框圖的引入，幫助學生將設計構思轉化為有序的操作步驟，確保工程推進的順暢性。而論證會的設置，則鼓勵學生分享設計成果，通過團隊互動激發(fā)創(chuàng)新思維，共同優(yōu)化設計方案。這一系列設計支架的搭建，不僅加深了學生對技術與工程設計原理的理解，還顯著提升了學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。

其次，在科學創(chuàng)造營活動中，協(xié)作學習是促進學生團隊合作和知識共享的重要途徑。以“制作與測試我們的小船”項目為例，學生被劃分成若干小組，共同面對項目挑戰(zhàn)。在明確任務與目標的基礎上，小組成員通過討論共同決定設計方案、材料選擇及制作流程，確保項目的有序進行。同時，小組內(nèi)根據(jù)成員的興趣和專長進行分工，促進資源的有效利用和項目的順利推進。在項目實施過程中，面對問題和挑戰(zhàn)，團隊成員積極溝通、集思廣益，共同尋找解決方案。這一過程不僅增強了學生的團隊合作精神，還提升了解決復雜問題的能力，為未來的學習與工作奠定了堅實的基礎。

（三）明確技術規(guī)范，引導技術與工程實施

確保技術標準清晰并指導工程實踐是增強學生技術與工程實踐技能的核心。為此，制訂周詳?shù)陌踩珳蕜t、品質基準、物料規(guī)定與操作規(guī)程，并運用分階段指導、示例與模仿、團隊協(xié)作、回溯與優(yōu)化以及成果呈現(xiàn)與評估等方法，能有效促進學生在安全、有序的環(huán)境下開展實踐，激發(fā)其創(chuàng)新精神與問題解決技巧。例如，“制作簡易風力發(fā)電機”的實踐項目，讓學生通過制作簡易風力發(fā)電機，掌握基本的電路連接、材料選擇及風能轉換原理。首先，明確技術規(guī)范。如精心規(guī)劃一套詳盡的制作流程，涵蓋風扇葉片的裝配、電路的連接、風力發(fā)電機性能的檢驗等多個環(huán)節(jié)，并為每一工序準備操作指引與關鍵提示，以確保學生能準確執(zhí)行。另外，引導技術與工程的實施是重點。教師先呈現(xiàn)風力發(fā)電機的成品，并將制作流程拆解為一系列細小的任務，比如裝配風扇葉片、串聯(lián)電路等。繼之，教師演示風扇葉片的正確安裝方法及電路連接步驟，并加強課堂間巡視，適時糾正學生的不當操作。然后，將學生組織成團隊，每隊配備一套資源與工具。教師適時向學生提供反饋，指明其操作中的問題以及亟待提升之處，引導學生根據(jù)反饋進行修正與優(yōu)化，如調整電路布局，或改良風扇葉片的構造設計。最后，舉辦一場成果展示活動。在這項活動中，學生將有機會展示親手制作的風力發(fā)電機，并分享制作過程中所獲得的經(jīng)驗與感悟。

（四）展示項目成果，實施技術與工程評估

科學創(chuàng)造營項目中，項目成果展示與技術工程評估是衡量學生學習效果和實踐技能的關鍵步驟。以“智能澆花系統(tǒng)”項目為例，可以有如下展示方式。1.實物呈現(xiàn)：學生展示所制智能澆花系統(tǒng)原型，包含傳感器組件、控制單元、水泵、儲水箱以及遠程監(jiān)控界面，該系統(tǒng)能即時監(jiān)測土壤濕度，并在必要時自動澆水。2.視頻演示：學生攝錄系統(tǒng)運作視頻，全面展現(xiàn)從土壤濕度檢測至水泵自動澆水的過程，同時，展示如何利用手機應用進行遠程監(jiān)控與操控。3.報告與演說：學生制作PPT，深入分析項目背景、設計理念、執(zhí)行流程、遇到的挑戰(zhàn)及其解決策略，在演說中，學生自信地闡述項目創(chuàng)新之處與實用性，贏得了同學的熱烈反響。

項目評估中，可從如下方面入手。1.技術可行性評估：學生巧妙地運用電子傳感、編程及遠程通信技術，成功構建了一套智能澆花系統(tǒng)，其核心功能得到了有效實現(xiàn)。在實際測試中，系統(tǒng)表現(xiàn)出了高度的穩(wěn)定性，能精確感知土壤濕度，并據(jù)此自動啟動澆水過程。2.創(chuàng)新性評估：項目將智能家居的概念融入傳統(tǒng)養(yǎng)花場景，通過自動化手段革新了日常照料方式，展現(xiàn)了一定程度的創(chuàng)新性。學生在設計時特別注重遠程監(jiān)控與操控功能的整合，這不僅提升了系統(tǒng)的實用性，也極大地增強了操作的便捷性。3.實用性評估：智能澆花系統(tǒng)旨在解決家庭養(yǎng)花時面臨的澆水難題，其解決方案具有顯著的實際意義和廣泛的應用前景。4.制作質量評估：在制作過程中，學生展現(xiàn)了嚴謹?shù)膽B(tài)度和精湛的手藝。系統(tǒng)整體布局緊湊，工藝精細，各組件（如傳感器、控制板和水泵）間的連接緊密牢固，確保了設備運行的穩(wěn)定性和可靠性。

三、結語

作為一項創(chuàng)新的科技教育實踐，科學創(chuàng)造營已顯現(xiàn)出對提高小學生的科技與工程實踐能力的突出效果。為了在更大范圍內(nèi)推廣并持續(xù)優(yōu)化這一項目，還需要教育政策的支持、資源的整合、教師能力的提高以及對活動設計的不斷革新。唯有如此，科學創(chuàng)造營方能為我國的基礎教育注入新的生機與活力，為培育未來的科技精英發(fā)揮更重要的作用。

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