技術與工程教育大單元教學探索

〔摘" "要〕" 自新課標提出在中小學探索大單元教學以來，廣大一線教師都在探索大單元教學的模式和教學實踐。小學科學技術與工程教育在探索大單元教學的過程中，進行了很多實踐。技術與工程素養(yǎng)的落實如何？在小學階段技術與工程教育和科學教育可否在大單元教學中有效融合？什么樣的大單元教學模式能夠更好地促進技術與工程素養(yǎng)的落實？基于此，筆者將青島版四下第六單元“電的本領”與第七單元“設計制作小臺燈”統(tǒng)整為大單元教學，探索大單元教學中技術與工程教育實踐效果。

〔關鍵詞〕" 小學科學；大單元教學；技術與工程教育

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 05" " 022-024

當今社會，知識爆炸，科學技術更新迭代速度非常快，國家對人才的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。現(xiàn)在中小學都在圍繞提高學生核心素養(yǎng)探索各種各樣的教學方法。2022年版新課程方案提出，中小學要探索大單元教學。這不僅僅是落實“雙減”政策的一種重要方式，還是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效途徑。技術與工程教育是小學科學中的重要組成部分，起著啟蒙作用，但是當下的小學科學技術與工程教育中還存在幾個問題需要解決。第一，在小學科學教學中，教師有時候會把科學素養(yǎng)和技術與工程素養(yǎng)混為一談。而事實上，技術與工程教育和科學教育學習方法不同，對應的學科素養(yǎng)不一樣，教學目標不相同，設計的教學活動也有不同的側(cè)重點。第二，小學技術與工程教育中設計的教學活動多種多樣，也不乏優(yōu)秀的學生作品，但技術與工程教育和科學教育之間的關聯(lián)度不夠，所以有的學生解釋不清技術與工程背后的科學原理。第三，目前大單元教學的模式是多種多樣的，雖然大體相似，但哪種適用于小學技術與工程教育，需要不斷探索。本文以青島版四下第六單元“電的本領”與第七單元“設計制作小臺燈”為教學素材，設計一個大單元的技術與工程教育案例，嘗試解決以上問題。

一、小學科學課堂學生的技術與工程素養(yǎng)

在小學科學課程標準中，核心素養(yǎng)主要是指學生在學習科學的過程中，逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，是科學課程育人價值的集中體現(xiàn)，包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任等方面。

課標中，核心素養(yǎng)這四個維度中包含著技術與工程素養(yǎng)的內(nèi)容，課標都冠以科學觀念與科學思維，但進行技術與工程教育時需要明確其中的技術與工程觀念、思維、探究實踐與態(tài)度責任。若不明確這些核心素養(yǎng)，在教學過程中，側(cè)重點就會有所偏離，導致技術與工程教育雖然實施了，但沒有完成技術與工程素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。表1為梳理出的小學階段技術與工程素養(yǎng)，主要是技術與工程素養(yǎng)獨有的，有些思想方法和科學素養(yǎng)重合，不在此贅述。

二、小學科學課題技術與工程教育和科學教育的關系

從以上的小學科學中技術與工程素養(yǎng)的梳理中，我們可以看到技術與工程教育和科學教育的關系：技術與工程觀念要求學生知道技術產(chǎn)品和工程中包含科學觀念與原理；技術與工程思維需要對比分析、重組思維、發(fā)散思維、創(chuàng)新思維等這些在科學教育中必不可少的思維方法；技術與工程教育和科學教育同樣強調(diào)保護環(huán)境和節(jié)約能源的態(tài)度責任。可能只有在技術與工程實踐能力上有明顯不同，但是在研究技術與工程的過程中，需要用到必要的科學觀念與原理。學生在學習相關的科學觀念與原理的過程中，就需要具有相應的科學探究實踐能力。綜上可以看出，從培養(yǎng)技術與工程素養(yǎng)的角度出發(fā)，必然具備需要的科學素養(yǎng)，所以在進行技術與工程教育時，需要進行與之相關的科學教育。

三、適用于技術與工程教育的大單元教學模式

目前，有研究者認為，小學科學大單元教學是以大概念為線，統(tǒng)整單元目標、學科概念、學習任務、學生活動、教學評價的教學單位。大概念就是小學課標提出的十三個核心概念。大單元教學需要注意設計主題任務，圍繞單元知識創(chuàng)設問題情境。項目式學習塑造真實情境，將大概念融入以解決真實問題的任務中，學生在完成核心任務的過程中，統(tǒng)整所學知識，完成對核心素養(yǎng)的落實。小學科學技術與工程大單元教學設計可以“UbD”模式為導向，構(gòu)建“教學評”一體化的教學體系，設計模式為：確定主題明確核心大概念—確定大單元教學目標—制訂評估標準—設計教學活動。小學科學技術與工程大單元教學中，為了更好地落實技術與工程核心素養(yǎng)，往往需要讓學生掌握技術與工程背后的科學觀念與原理，所以設計的教學活動需要考慮把科學教育更好地融入。有研究者提出了ＥＤＥＩＰＴ模型，將教學過程分為六個步驟，包含共性需求、定義問題、精細加工、方案構(gòu)思、原型制作、測試迭代。其中的精細加工就是解決定義工程問題中產(chǎn)生的概念困惑，如果有相關的科學概念困惑，就為學生補充必要的科學概念教學。

四、大單元教學背景下小學科學技術與工程教育實踐

在青島版小學科學教材中，每冊的最后一個單元均聚焦于技術與工程教育領域的內(nèi)容。如果教學僅僅圍繞這一單元進行，可能會導致，學生雖然能夠制作出作品，卻不會解釋其中的科學原理。因此，我們需要整合技術與工程領域中所涉及的其他相關科學觀念。以四年級下冊第七單元“設計制作小臺燈”為例，在制作過程中，學生需要運用電路的知識。學生在第六單元已經(jīng)介紹了“電的本領”，如果教師能將這兩個單元的知識有效整合，幫助學生形成一個整體的概念，這將提升學生的技術與工程素養(yǎng)，還能增強他們對科學觀念的理解與應用能力，從而提高他們的問題解決能力。

（一）確定主題明確核心大概念

“電的本領”在課標中屬于電磁相互作用，在“物質(zhì)的運動與相互作用”這個大概念中，“設計制作小臺燈”涉及的大概念主要有“技術、工程與社會”和“工程設計與物化”。本次的大單元設計整合以設計制作小臺燈為核心，在制作過程中應用電路相關知識，所以本次大單元制定的主題為“玩轉(zhuǎn)電路體驗館——利用電路知識進行發(fā)明小創(chuàng)作”。

（二）確定大單元教學目標與評估標準

大單元教學目標以核心素養(yǎng)為導向，在倡導“教學評”一體化教學體系中，是設計教學活動和制訂學生學習活動評價標準的重要依據(jù)。大單元教學目標需要參考課標中相關的核心素養(yǎng)，結(jié)合具體的教學內(nèi)容，能夠指導學生學習和教師教學，是具體而明確的。評估標準則需要依據(jù)教學目標，確定可測量、可觀察的觀測點。“玩轉(zhuǎn)電路體驗館”大單元教學目標與評估標準如表2所示。

（三）設計教學活動

技術與工程大單元教學活動要依據(jù)教學目標和評估標準，圍繞大單元主題任務，落實技術與工程核心素養(yǎng)，采用ＥＤＥＩＰＴ模型。設計活動如表3所示。圍繞大單元的核心任務“利用電路知識進行發(fā)明小創(chuàng)作”，發(fā)布四個子任務，每個子任務完成相應的教學活動步驟。

在實施教學活動中，學生圍繞核心任務，不僅僅是學習如何設計制作小臺燈或者其他小發(fā)明，還要掌握電路基本知識。采用ＥＤＥＩＰＴ模型，可以把第六單元“電的本領”與第七單元“設計制作小臺燈”統(tǒng)整起來，很好地把技術與工程教育和科學教育結(jié)合起來，學生技術與工程素養(yǎng)和科學素養(yǎng)得到很好落實。

綜上所述，技術與工程教育的大單元教學需要明確界定技術與工程素養(yǎng)的內(nèi)容，避免教師在設計技術與工程教育大單元教學時，將技術與工程素養(yǎng)與科學素養(yǎng)相混淆，從而導致技術與工程素養(yǎng)的缺失。大單元教學注重的是整合，梳理技術與工程素養(yǎng)的目的并非要將技術與工程教育和科學教育割裂開來，而是要積極探索如何更好地將技術與工程教育和科學教育整合進大單元教學設計和教學模式中。采用EDEIPT教學模型，有助于教師在設計技術與工程教學活動時，融入科學內(nèi)容，從而提升學生的核心素養(yǎng)。

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