角色浸入式：科學高段技術與工程領域的學習策略

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼]A [文章編號] 1007-9068（2025）24-0079-03

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“科學新課標\"）針對技術與工程領域設置了兩個核心概念，分別是“技術、工程與社會\"“工程設計與物化”；同時，對“工程設計與物化\"強調“工程活動的本質是創造人工實體，設計與物化是其中的重要環節”。對此的教學，達到教學目標不難，難的是讓學生身臨其境地去探究。基于此，筆者通過描繪、構圖、建模和驗收這四個環節，將“架構師\"“設計師”\"建造師\"“驗收師\"等角色融入小學科學技術與工程領域教學中，發揮“架構師\"作用，讓學生在真實的情境中實踐探究，激發“設計”興趣、提升“建造\"技能、培養“驗收”思維。

一、描繪：基于“架構師”思維的工程藍圖

在技術與工程領域教學中，教師應在工程設計實施前研讀課標和教材，以“架構師”思維對內容要求進行整合，描繪出項目的工程藍圖。

（一）研讀課標，定位教學目標

1.基于課標，把握兩個核心概念

筆者先研讀科學新課標，找到技術與工程領域的兩個核心概念對應的高段學習內容、內容要求。

2.立足學情，確定四維學業要求

然后針對高段學生的情況，依據素養目標確定四維學業要求（見表1）。

表1技術與工程領域的四維學業要求（高段）

（二）剖析教材，劃分項目類別

在研讀課標的基礎上，筆者剖析教材并參考教師用書，將工程項目分為兩類，即\"生活·環境\"類和“交通·建筑\"類。下面，筆者以\"交通·建筑\"類的五年級下冊“船的研究”單元為例進行論述。

二、構圖：基于“設計師”思維的工程設計

科學新課標指出：“工程的關鍵是設計。”因此，在工程項目實施前，首先要明確需要解決的問題、滿足的標準和受到的限制條件，形成多種可能的設計方案，基于證據優化并確定方案。

（一）真情境：創真實情境，明設計要求

科學新課標指出：“教師要創設真實問題情境，通過學生的體驗、操作和制作，引導學生在解決問題的過程中感受技術與工程的基本特點。\"在本單元教學中，筆者結合學校活動創設情境：“我校科技節即將開幕，咱們五年級的項目是造船，獲獎的小船有機會在校科技節上展示。同學們快來參加吧！”基于上述情境，筆者引導學生挖掘“客戶\"需求，明確設計要點（見圖1）。

圖1“客戶\"需求和設計要點

（二）微支架：依設計資料，繪制效果圖

為了讓“設計師\"更好地進行方案設計，筆者提供各種微支架，如學理支架、樣品支架等，引導學生自主或合作繪制船的效果圖。其中，學理支架包括各種科學知識、科學實驗視頻等，樣品支架包括不同類型船的照片、實物模型等

（三）微亮相：游桌創意會，精修“施工圖”

在方案初步成型后，教師可以召開游桌創意會，讓“設計師”精心設計的方案“登臺亮相”，其他學生給予建議，幫助“設計師\"做好方案的迭代升級。這樣提供展示平臺，能促使“設計師\"取長補短，增強方案的合理性、創新性，讓“施工圖\"變得更加精準。

三、建模：基于“建造師”思維的工程實踐

科學新課標指出“工程的核心是建造”，并提出“利用工具制作簡單的實物模型，根據實際反饋結果進行改進并展示”的內容要求。在本單元教學中，筆者引導學生嘗試制作船舶模型，培養學生的“建造師”思維。

（一）模型初建，提高實踐能力

根據船的設計方案，先進行心理建模，再選擇合適的材料和工具，進行初代模型的搭建。學生沉浸在“建造師”的角色中，積極參與審閱圖紙、選材制材、選擇工具、初建模型等環節。在這個過程中，學生人人都變身“船舶建造師”，體驗模型搭建的整個流程。筆者也適時參與，給予學生技術指導，讓學生制作的船達到比賽要求。

（二）模型檢測，提升反思能力

初代模型建造完成后，學生需要對其進行檢驗測試。筆者提供對照單、細則表等檢測工具，引導學生對模型進行測試，一旦發現與對照單、細則表中的標準不符的地方，就及時記錄下來并反思模型的搭建過程。這樣一一比對，學生做到了對模型建造的真反思，提升了反思能力。

（三）模型選代，培養修正能力

成品模型往往不是一次就能制作完成的。科學新課標指出：“對于比較復雜的產品或實物模型，可能需要多次迭代改進。\"教師可以請專家介入分析學生模型，或讓學生請教其他組的成員，并根據得到的建議和模型的真實情況進行適當的修正。學生選擇合適的工具或材料對模型進行精修，讓模型在達到基礎要求的前提下進行升級。這一發現問題并改進模型的過程，不僅培養了學生的辯證思維，還提升了他們對模型的修正能力。

四、驗收：基于“驗收師\"思維的工程評價

完成模型不是任務的終止，“驗收師”還要對成果進行驗收。在項目實施前，筆者已經讓學生明確了設計要點。因此，在驗收環節，學生能參照設計要點進行自我評價，逐步形成自我管理和自我調節的良好習慣。

（一）成果交付節，評圖物一致性

舉辦成果交付節，讓學生將模型設計方案和成果展示給大家，師生共同評價學生的成果。同時，提供線上、線下的展示平臺，讓學生利用平臺上傳和展示產品，讓所有的教師、同學和家長都可以看到并參與評價，確保評價過程公開透明，評價結果一目了然，以培養學生的批判性精神

1.借班級圈，靜態驗收成果

“船舶建造師”將成品模型以照片或視頻的形式上傳班級圈，學生作為“驗收師”，了解船舶模型是否如期完成、完成的質量如何并留言，可以表達看法、提出建議等。通過將自己的成果以照片或者視頻的形式上傳班級圈，學生可以看到同學、老師和家長給自己的建議或者點贊，從而提升科學學習的自信心，養成謙虛的品質。

2.依設計圖，動態驗收模型

“設計師\"發布方案，“建造師”展示模型，“驗收師”則對照設計圖，觀察成品模型與設計方案是否一致，依據標準對模型進行評價，并將其登記為合格品或次品，進行初步篩選。學生將本組的作品和設計方案放在一起，其他學生則根據展示的內容進行觀察評價，看船舶模型與設計方案是否一致，并做好記錄，實現對模型的動態驗收。

（二）性能檢測區，評模型功能性

制作模型只是第一步。達標的模型必須符合基本要求，如成本盡量低、載重至少200克、有自己的動力…筆者提供一個大場地，設置性能檢測區，并將其劃分為幾個不同的區域，如計算成本區、航行測試區、載重區等，要求學生在組內、組間相互檢測和評價模型的功能是否符合要求。在這一過程中，每個小組的測試場地和測試人員都是一樣的，體現了模型功能檢測的公平性，有助于篩選出更為優秀的成品

1.組內自測，核算模型成本

小組成員根據材料清單計算本組模型所需的費用，填寫小船成本核算單，判斷是否超出預算。如果超出預算過多，教師就要引導學生好好反思，培養學生節約成本的意識。參與核算本組船舶模型的成本，能讓學生對造船所需費用做到心中有數，了解選擇怎樣的造船材料才能節約成本，為以后學習技術與工程領域的其他內容作鋪墊

2.組間互測，檢測基本性能

小組成員將本組模型拿到對應的功能區域，“驗收員”對模型進行基本性能的檢測與記錄。每個小組都擔任“驗收員”，給予其他小組建議。組間檢測船舶模型的基本性能，能讓學生了解其他組制作的船舶模型的優缺點，知道本組的船舶模型優勢在哪里、不足在哪里，從而揚長避短，為后續模型的迭代升級奠定基礎。

（三）產品發布會，評模型整體性

最后，舉辦模型競標會，讓學生通過功能演示和走廊漫步，評價船舶模型的整體性，并分享擔任不同角色的心路歷程，體會不同角色的特點和魅力，獲得成功的喜悅。

1.功能演示，呈現個性特色

小組成員以“設計師”“建造師”的身份做述職報告，將整個模型落地的歷程分享給大家，并介紹模型的功能，展示方案的創新點。這個過程能讓學生體會到不同角色的職責，培養學生的創新精神。學生圍坐在一起，看“船舶建造師”展示成果，聽他們介紹模型的優點。最后，師生共同判斷“船舶建造師”的表述是否合理，并讓其他成員進行補充、反駁或提問。

2.走廊漫步，展示成果風采

走廊漫步，是指將所有船舶模型放在一個區域里展示，每組留一位“建造師”進行講解，其他學生作為“驗收師”去參觀，欣賞各組模型的風采，并點贊、提建議。這樣能培養學生的質疑精神、批判能力，增強學生表達自己觀點的勇氣。設置點贊區和建議區是為了讓各小組更好地了解本組模型的優缺點，在接下來的實踐中有針對性地對模型進行迭代升級。這樣引導學生通過漫步的方式，一站一站地去參觀學習，營造了輕松的氛圍，使學生的科學素養在不知不覺中得到提升。

在小學科學高段技術與工程領域教學中運用角色浸人式策略，促使學生深入體驗工程設計的全過程，從“設計師”的創意構思，到“建造師\"的動手實踐，再到“驗收師”的嚴格評價，每個環節學生都沉浸其中，充分發揮了自身的主動性和創造力。這不僅創新了課堂教學方式，還激發了學生的學習興趣，培養了他們的系統工程思維和批判性思維，為其未來的科學學習和工程實踐奠定了堅實的基礎。

[參考文獻]

[1］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2] 傅小歡.談核心素養下小學科學“技術與工程”領域實踐教學策略[J].華夏教師，2020（13）：38.

[3] 梁啟勝.小學科學實驗“角色”意識的培養［J].漢字文化，2019（11）：171-172.

（責編蔡宇璇）