小學(xué)科學(xué)“技術(shù)與工程”領(lǐng)域課程的實(shí)施路徑

李國卿

新版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》增加了“技術(shù)與工程”領(lǐng)域，這部分內(nèi)容綜合應(yīng)用性較強(qiáng)，理論與實(shí)踐的聯(lián)系非常密切，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)和制作能力、運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師應(yīng)科學(xué)地進(jìn)行課程定位，重視學(xué)生工程思維的培養(yǎng)，探索“技術(shù)與工程”領(lǐng)域教學(xué)的新路徑，實(shí)現(xiàn)其課程價(jià)值。

一、準(zhǔn)確把握“技術(shù)與工程”的課程定位

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的目標(biāo)和內(nèi)容做出了界定，但在實(shí)際實(shí)施過程中，教師還存在許多模糊認(rèn)識(shí)。因此，有必要準(zhǔn)確把握其課程定位。

1.“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的課程價(jià)值

小學(xué)科學(xué)課程傳統(tǒng)的三大領(lǐng)域是物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)，教學(xué)內(nèi)容的概念性和知識(shí)性較為突出，其探究活動(dòng)一般圍繞某種事物或規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、某種原理的闡釋進(jìn)行。而“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的宗旨是讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，特別強(qiáng)調(diào)操作性和實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)為學(xué)生積極地適應(yīng)社會(huì)需要奠定基礎(chǔ)。因此，課程的實(shí)施更突出學(xué)以致用，教學(xué)活動(dòng)以“設(shè)計(jì)、制作”為主線，以體現(xiàn)科學(xué)教育源于生活、為生活服務(wù)的理念。

2.“技術(shù)與工程”領(lǐng)域與創(chuàng)客等課程的關(guān)系

當(dāng)前，對“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的課程實(shí)施存在誤區(qū)，有些學(xué)校認(rèn)為手工制作類、創(chuàng)客類的校本課程就是“技術(shù)與工程”課程。其實(shí)，手工制作類課程主要是運(yùn)用設(shè)計(jì)創(chuàng)造美，用以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力和審美情趣;創(chuàng)客類課程偏重于應(yīng)用和創(chuàng)新層面，從學(xué)生興趣出發(fā)，并不強(qiáng)調(diào)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，一般面向部分學(xué)生，具有一定的局限性?！凹夹g(shù)與工程”領(lǐng)域課程則關(guān)注科學(xué)原理的運(yùn)用、科技對生活的改變，引導(dǎo)學(xué)生感悟技術(shù)的巨大魅力，與STEM教育的理念更為一致。因而，課程的執(zhí)行者必須清楚地認(rèn)識(shí)到“技術(shù)與工程”領(lǐng)域課程的出發(fā)點(diǎn)是科學(xué)與技術(shù)，落腳點(diǎn)是工程建造，手工與創(chuàng)客類校本課程的實(shí)施不能替代“技術(shù)與工程”領(lǐng)域課程的教學(xué)，但“技術(shù)與工程”領(lǐng)域課程卻可以成為手工制作類與創(chuàng)客類校本課程的基礎(chǔ)。

二、高度重視對學(xué)生工程思維的培養(yǎng)

工程思維是在工程的設(shè)計(jì)和研究中形成的一種籌劃性的思維，是運(yùn)用各種知識(shí)解決工程實(shí)際問題的核心思維。工程思維有別于科學(xué)思維，它需要對各種資源進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧、合理權(quán)衡，探求解決問題的最佳方案;需要追求經(jīng)濟(jì)實(shí)用;需要合理融合社會(huì)價(jià)值、倫理價(jià)值等多元價(jià)值。

1.追求工程設(shè)計(jì)的最佳方案

方案設(shè)計(jì)可能涉及人力、物力、財(cái)力和環(huán)境等多種因素，教師需要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合分析、統(tǒng)籌考慮，在保證科學(xué)性和安全性的基礎(chǔ)上，追求簡便、實(shí)用、高效和快捷的最佳方案。且在方案的分析、評(píng)價(jià)和改進(jìn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生自然地產(chǎn)生遞進(jìn)性的建議，使學(xué)生的大腦處于活躍狀態(tài)，能產(chǎn)生許多奇思妙想，并能不斷完善或修正設(shè)計(jì)方案，體會(huì)權(quán)衡取舍的過程和設(shè)計(jì)成功的快樂，增強(qiáng)全面統(tǒng)籌思考問題的能力，在此過程中形成和發(fā)展工程思維。

2.兼顧工程的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

工程的首要目的是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，要追求經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到技術(shù)與效益的統(tǒng)一。為了引領(lǐng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需要，形成珍惜和節(jié)約資源的意識(shí)，在方案設(shè)計(jì)和制作過程中，需要指導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注以下方面：一要盡量減少原材料的使用;二要盡量提高作品的實(shí)用功能;三要培養(yǎng)權(quán)衡經(jīng)濟(jì)成本與功能價(jià)值最佳結(jié)合的意識(shí);四要理解經(jīng)濟(jì)效益是產(chǎn)品存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。

3.深刻理解工程的多元價(jià)值

工程不是一個(gè)結(jié)果，而是一個(gè)展開的過程，永遠(yuǎn)面向未來，具有特定的社會(huì)價(jià)值和倫理價(jià)值。在工程實(shí)踐中，要引領(lǐng)學(xué)生在設(shè)計(jì)、制作、評(píng)價(jià)和反思階段，從不同角度、不同層面進(jìn)行綜合性的觀察、分析和研究，感悟其中蘊(yùn)含的科學(xué)原理、經(jīng)濟(jì)效益、藝術(shù)審美和社會(huì)傳統(tǒng)價(jià)值等內(nèi)涵，體驗(yàn)個(gè)人、社會(huì)和自然的內(nèi)在關(guān)系，體會(huì)工程與價(jià)值的內(nèi)在整合，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)精神、社會(huì)服務(wù)精神的形成，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。

三、深入探索“技術(shù)與工程”領(lǐng)域教學(xué)的新路徑

很多工程實(shí)踐內(nèi)容的教學(xué)停留在單純的技能或知識(shí)學(xué)習(xí)層面，在培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題方面還存在明顯缺陷。近年來，為促進(jìn)科學(xué)與“技術(shù)與工程”教育的深度結(jié)合和深度發(fā)展，學(xué)校教師經(jīng)過深入探索，形成了一種相互支撐、相互補(bǔ)充和共同發(fā)展的“科學(xué)探究+工程實(shí)踐”的“技術(shù)與工程”教學(xué)新路徑。

“科學(xué)探究+工程實(shí)踐”以科學(xué)探究為基礎(chǔ)，合理融入工程實(shí)踐，以具體的工程實(shí)踐項(xiàng)目促進(jìn)科學(xué)教育目標(biāo)的全面落實(shí)。一是幫助學(xué)生初步了解科學(xué)研究和工程實(shí)踐的關(guān)系，促進(jìn)課程之間的融合;二是發(fā)展學(xué)生運(yùn)用科學(xué)原理創(chuàng)造性解決問題的實(shí)踐能力，培養(yǎng)其創(chuàng)造興趣以及對工程職業(yè)的向往;三是在課堂教學(xué)中提供更加真實(shí)的有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)踐場景，幫助學(xué)生從不同角度思考問題，形成綜合思維能力，學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用多種知識(shí)創(chuàng)造性地解決各種各樣的問題。在此，以“蠟燭”一課為例，對“科學(xué)探究+工程實(shí)踐”的教學(xué)模式加以說明。

1.指導(dǎo)“科學(xué)探究”活動(dòng)

教師帶領(lǐng)學(xué)生研究蠟燭為什么能燃燒、為什么容易被點(diǎn)燃，認(rèn)識(shí)石蠟和棉芯的作用。

2.指導(dǎo)“工程實(shí)踐”活動(dòng)

在理解科學(xué)原理的基礎(chǔ)上，學(xué)生開始制作蠟燭，教師提供必要的指導(dǎo)。學(xué)生要自主完成設(shè)計(jì)制作方案，通過評(píng)價(jià)和反復(fù)修改形成最佳方案。整個(gè)過程包括以下內(nèi)容。一是制作蠟燭芯。將棉芯浸泡于熔化的蠟液中，冷卻后取出裁剪成合適的長度。二是制作模具。利用薄金屬片（可選），做成自己心儀的幾何模型，表達(dá)自己的個(gè)性和想象。三是灌制蠟燭。將裁剪好的蠟燭芯上下貫通置于模具中心，保持燭芯垂直居中并固定，再將調(diào)好的蠟液慢慢灌入模具。學(xué)生在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，如果一次性灌滿，內(nèi)部會(huì)有氣泡，表面也不光滑，所以改為耐心地多次灌入。冷卻后打開模具，將得到蠟燭的初胎。四是裝飾美化。修剪蠟燭芯，修整初胎表面的小瑕疵、脫模痕跡，通過刻字、刻畫、貼字或貼畫進(jìn)行裝飾美化，設(shè)計(jì)制作標(biāo)簽并貼于蠟燭表面，得到一個(gè)完整的蠟燭作品。

3.開展評(píng)價(jià)反思與交流共享活動(dòng)

在這一階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并分享自己所經(jīng)歷的“探究、設(shè)計(jì)和制作”過程的價(jià)值，感悟工程實(shí)踐的樂趣。

實(shí)踐證明，采用“科學(xué)探究+工程實(shí)踐”模式開展教學(xué)，有利于學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)開展更深層次的探究與實(shí)踐，并在這一過程中形成工程思維，在評(píng)價(jià)中獲得審美和文化熏陶，從而獲得科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、美術(shù)和文化等多方面的知識(shí)與技能，體現(xiàn)出“技術(shù)與工程”領(lǐng)域課程的鮮活價(jià)值。

（責(zé)任編輯? ?郭向和）