模型建構在技術與工程領域中的教學策略

〔摘" "要〕" 當前的小學科學教育正朝著更具實踐性和綜合性的方向發展。模型建構作為其核心教學策略，逐漸被廣泛應用于課堂教學中。小學科學教師可以利用模型建構為學生提供一個綜合運用所學知識的有效途徑。基于此，本文深入分析了模型建構在小學科學技術與工程領域中的育人價值，并提出了創設問題情境、跨學科融合、模型評價等策略，旨在發揮模型建構的積極作用，為課堂教學模式創新提供有力的實踐支持。

〔關鍵詞〕" 小學科學；模型建構；教學策略

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 040-042

模型建構是一種在小學科學教育中廣泛應用的教學策略，要求教師結合設計、制作、驗證模型等過程，幫助學生在真實的操作體驗中理解科學原理。同時，在模型建構活動中，教師應以科學問題為導向，引導學生運用多學科知識，設計、搭建并測試自己的模型作品。借助模型建構，能加深學生對知識的理解，還能培養學生的跨學科能力。

一、模型建構在小學科學課技術與工程領域中的教學價值

（一）有助于提升學生的動手能力

在小學階段，學生的動手能力是學科學習的重要基礎。借助模型建構，學生能夠通過親身實踐掌握各種操作技能，提升實際應用能力。在這些動手操作的過程中，學生可以逐步建立起對技術和工程的基本認知，并能夠將抽象的科學原理轉化為具體的操作行為。在模型制作的過程中，教師可以讓學生反復地嘗試，既能鍛煉學生的動手技能，又能提升學生解決問題的能力。通過親手制作模型，學生能夠將理論知識具象化，形成更深刻的記憶。這種動手操作和知識理解的結合，能夠有效促進學生的全面發展，提高學生的動手能力，為發展學生的綜合素養奠定基礎。除此之外，憑借對模型的拆解重建，學生能夠更好地理解物體的構造、各組件的作用以及彼此之間的關系，提升科學探究能力。在制作模型的過程中，教師應引導學生在反復嘗試與調整中積累經驗，逐漸領悟科學原理背后的邏輯，形成一種基于證據進行判斷的習慣。動手操作和知識理解的緊密結合，不僅可以促進學生的全面發展，還能為其后續學習中的科學、技術和工程素養奠定堅實的基礎。

（二）有助于培養學生的科學思維

模型建構作為一種跨學科的學習形式，能夠有效培養學生的科學思維。科學思維不僅僅是對知識的理解，它更強調在問題解決過程中使用的邏輯推理、分析和批判性思維。學生在進行模型制作的過程中，常常需要面對多個變量，這要求學生必須具備較強的思維能力，能夠系統地思考問題，并運用合適的策略來解決問題。在模型建構時，教師要求學生對設計方案深思熟慮，明確目標，并合理規劃每一個步驟。借助這樣的操作，學生能夠更加明確地理解科學實驗的基本步驟與規律，進而形成更為精準的思考框架。此外，模型建構還能夠促使學生利用實驗驗證假設。這種基于實踐的學習方式，可以讓學生在不斷地實驗中形成對科學原理的更深層次的理解。科學思維的核心在于質疑和驗證，模型建構的實踐活動，能培養學生的質疑精神，學會如何借助觀察、測試和分析來尋找答案。

二、模型建構在小學科學課技術與工程領域中的教學策略

（一）創設問題情境，激發學生探索興趣

教師在課堂上創設問題情境，能夠有效激發學生的學習興趣。通過恰當的情境的創設，學生能夠從日常生活中找到與所學知識的關聯，增強學習的動力。這種情境化的學習能夠培養學生的創新精神，使學生不再只是被動地接受知識，而是主動地探索知識。

例如，在教學蘇教版科學三年級上冊《地下水》一課時，教師可以先展示一個實際的水井視頻，讓學生直觀了解水井的工作原理。在視頻中，教師可以讓學生直觀地了解水井如何汲取地下水，以及地下水的流動和儲存方式。這些視聽材料，能夠幫助學生更好地理解地下水的概念，同時激發起學生的好奇心。接著，教師向學生提出問題：“如果要模擬地下水的流動過程，應該如何設計一個水井模型？”這一問題，不僅能吸引學生的注意，還能讓學生開始思考如何將抽象的地下水概念具體化。

在此基礎上，教師可以給學生分組，讓他們制作一個簡易水井模型。教師需為學生提前準備好一些基本材料，如塑料瓶、海綿、沙土和水等。首先，教師帶領學生觀察塑料瓶的結構。接著，學生根據所提供的材料，自主選擇合適的材料進行設計，思考模型的結構和材料如何有效地模擬地下水的流動路徑。在學生制作過程中，教師可以提供一些操作建議，例如如何在瓶底部和側面打孔，如何使用海綿模擬地下水儲存等，讓學生自主思考。教師應鼓勵學生大膽嘗試用不同的方法進行設計。教師觀察到學生在制作過程中出現的問題時，可以引導學生思考：“如果水流過沙土層變得很慢，可能是什么原因？如何改進？”這些問題能夠促使學生深入思考，理解地下水流動的實際情況，并在操作過程中不斷優化模型結構。

（二）組織實踐活動，深化學生理解效果

開展實踐活動，不僅能加深學生對科學原理的理解，還能幫助學生從抽象的知識中提取具體的信息。借助親手設計模型，學生能夠將理論知識轉化為實際操作，在實踐中加深對概念的理解。

例如，在教學蘇教版科學三年級上冊《熱空氣和冷空氣》一課時，教師可以組織設計熱氣球的制作活動，幫助學生理解空氣受熱膨脹的原理。教師可以先提出問題，引導學生思考熱空氣和冷空氣的不同特性，以及熱空氣為什么會上升，冷空氣為什么會下沉，激發學生的思考，為后續的動手實踐奠定基礎。接著，教師就可以組織學生進行動手實踐。教師需要向學生說明實驗的目標和步驟，并展示熱氣球模型的基本構造；教師還要引導學生思考如何用簡單的材料來模擬熱空氣膨脹的現象，并討論熱氣球的構造如何影響升空效果；同時，教師可以提出設計問題，鼓勵學生根據自己的理解進行模型設計，同時讓學生在小組內討論并決定使用哪些材料。

在設計完成后，教師即可指導學生進入制作階段。學生需要在教師的指導下動手制作熱氣球模型。首先將塑料袋剪裁成適合的尺寸，并使用膠帶固定吸管作為氣球的支撐架。此時，教師應鼓勵學生在制作過程中觀察材料和結構之間的關系，并根據設計調整模型的形狀和大小。通過這一過程，學生能夠學會如何將抽象的設計想法轉化為具體的模型，并體驗到模型制作中所遇到的實際問題。模型制作完成后，教師即帶領學生進入測試階段。每組學生將自己制作的熱氣球模型掛在適當的位置，教師準備一臺小型吹風機，用來加熱氣球。在觀察階段，教師應引導學生記錄觀察到的現象，提醒學生注意氣球上升的過程以及熱空氣如何使氣球膨脹。測試過程中，學生可能會發現不同組的氣球上升高度有所不同，這時教師應鼓勵學生分析不同設計之間的差異，并討論如何改進模型以提高氣球的升空效果。

（三）開展模型評價，增強學生反思能力

借助模型評價，學生能夠檢查自己所制作模型的實際效果，增強自我反思的能力。在這一過程中，教師可以幫助學生從不同的角度審視自己的設計，分析模型是否達到了預期的功能和目標。

在蘇教版科學四年級上冊《電路暗箱》一課的設計活動中，教師可以為學生提供一個評價表來幫助學生進行自我反思。活動開始時，教師向學生提供簡單的電路材料，并要求學生根據指定任務設計并搭建一個電路模型，確保模型能夠收到點亮燈泡的效果。當學生完成電路搭建后，教師安排每組學生展示自己制作的電路暗箱模型。在展示過程中，學生需要操作電路，展示燈泡是否能夠成功點亮，并簡要介紹自己設計的思路。接著，教師為每個學生準備一個評價表，以此來評價“電路是否成功點亮燈泡”“電路是否連接正確”“設計是否創新”等重要的指標。每組展示完成后，教師讓學生根據評價表中的指標，對自己和他人的設計進行評價。之后，教師要引導學生對照表格中列出的標準，評估設計效果，并思考是否符合設計要求。例如，如果電路能夠正常點亮燈泡，學生可以在評價表上打鉤，表明這一項已完成。如果電路出現問題，例如燈泡沒有點亮，學生則需要在評價表的反饋欄寫下可能出現問題的地方，并提出改進建議。借助作品評價，學生能發現不同設計方案的優缺點，激發創新活力。最后，教師可以讓學生根據評價表中的反饋信息對電路設計進行調整，并再次展示改進后的電路。這個循環的評價與改進過程，不僅可以幫助學生加深對電路原理的理解，還能培養學生的批判性思維能力。

（四）跨學科融合，拓寬學生知識視野

跨學科融合，能幫助學生將所學的不同領域知識結合起來，從多個角度全面地分析解決問題。教師借助跨學科融合的教學策略，可以拓寬學生的科學視野，促進學生的創新思維，在模型建構過程中，學生能夠更深入地理解科學原理，增強學習動力。

在蘇教版科學四年級上冊《浮力》的教學活動中，教師可以設計一個綜合性的任務，引導學生在跨學科融合中進行學習。在活動開始時，教師展示一個船只模型，講解船只如何在水中浮起的基本原理，強調物體的體積、密度和浮力之間的關系。接著，教師提出任務：設計并制作一個能夠浮在水上的船模型，并確保船體具有足夠的承載能力。在設計階段，教師鼓勵學生在思考船模型的結構時，運用數學計算知識來確定船體的浮力。借助公式計算，學生可以估算船體的體積及所需的浮力大小，確保船體設計能在水中維持浮力的平衡。在這一階段，教師需要為學生提供浮力的基本公式，并引導學生計算不同設計方案的浮力情況。

在船體設計時，教師還可以建議學生結合藝術設計知識，考慮船的外形。教師可以讓學生自由選擇船的形狀、顏色和裝飾，甚至可以參考不同類型船只的設計，進行外形設計上的創意發揮。在制作過程中，學生將實際操作與理論計算結合起來，調試船體的大小、形狀，確保船只能夠在水中浮起并保持平衡。完成船體制作后，教師組織學生進入測試環節，將船模型放入水中測試其浮力效果。學生需要觀察船只能否穩定地漂浮在水面上，能否承載物品。在測試過程中，教師應鼓勵學生記錄實驗數據，并分析設計中的問題，提出改進意見。

三、結語

綜上所述，模型建構作為一種創新的教學策略，具有提升學生實踐能力和科學思維的重要意義。教師將模型設計與建造過程融入科學教學，不僅能使學生在動手操作中加深對科學原理的理解，還能借助跨學科的整合培養學生的綜合素養。在今后的教學實踐中，教師應不斷創新教學策略，推動模型建構更加廣泛地應用于教學領域，促進學生的全面發展，為培養具備創新能力的未來人才打下堅實的基礎。

參考文獻

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