技術(shù)與工程在科學(xué)課堂的教育價值

◇陳文清（福建：仙游縣蓋尾第二中心小學(xué)）

2022 年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》提煉了包括“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”“能的轉(zhuǎn)化與能量守恒”“生物與環(huán)境的相互關(guān)系”“技術(shù)、工程與社會”等在內(nèi)的13 個學(xué)科核心概念，并明確了各自的學(xué)習(xí)內(nèi)容。其中，“技術(shù)、工程與社會”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三個方面：一是技術(shù)與工程創(chuàng)造了人造物，技術(shù)的核心是發(fā)明，工程的核心是建造；二是技術(shù)與工程改變了人們的生產(chǎn)與生活；三是科學(xué)、技術(shù)、工程相互影響與促進。與此同時，在作為科學(xué)核心素養(yǎng)的“探究實踐”中，技術(shù)與工程實踐能力是一個重要方面。其學(xué)習(xí)要求包括：了解技術(shù)與工程實踐的一般過程和方法，針對實際需要明確問題，提出有創(chuàng)意的方案，并根據(jù)科學(xué)原理或限制條件進行篩選；利用工具和材料進行加工制作；用自制的簡單裝置及實物模型驗證或展示某些原理、現(xiàn)象與假設(shè)。理解技術(shù)與工程涉及明確問題、設(shè)計方案、實施計劃、檢驗作品、改進完善、發(fā)布成果等要素，具有初步的技術(shù)與工程實踐能力。由此可見，技術(shù)與工程在小學(xué)科學(xué)課程中具有十分重要的地位。

一、技術(shù)與工程在科學(xué)課堂的教育價值

（一）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣與態(tài)度

科學(xué)學(xué)習(xí)的動力來自學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲，只有學(xué)生對科學(xué)感興趣，他們才會樂于學(xué)習(xí)和探究。正如愛因斯坦所說：興趣是最好的老師。小學(xué)科學(xué)課堂中通過技術(shù)與工程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解自然物之外的人造物都是科學(xué)技術(shù)與工程的產(chǎn)物，小到日常學(xué)習(xí)中的紙筆、日常生活中的家電，大到宇宙飛船、高鐵動車等國之大器，都離不開科學(xué)技術(shù)與工程的運用。通過列舉生活中學(xué)生了解的技術(shù)與工程案例，讓學(xué)生知道科學(xué)技術(shù)對人類生產(chǎn)、生活的重要性，對前沿技術(shù)與工程中的高新科技產(chǎn)生興趣與好奇，認識到科學(xué)技術(shù)對社會的重要作用，從情感態(tài)度層面，樹立學(xué)好科學(xué)、用好科學(xué)的積極學(xué)習(xí)態(tài)度。

（二）提升學(xué)生科學(xué)思維與能力

技術(shù)與工程是充滿智慧和創(chuàng)造性的科學(xué)學(xué)習(xí)、研究與實踐，蘊含著高深的科學(xué)知識與思維，需要學(xué)習(xí)與實踐者將所學(xué)習(xí)掌握的科學(xué)知識，創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實生活中的技術(shù)與工程領(lǐng)域的問題。經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析與思考問題、解決問題”的科學(xué)思維過程，動腦與動手相結(jié)合，設(shè)計技術(shù)與工程相關(guān)模型或者實物，在實驗中檢驗、優(yōu)化，讓技術(shù)與工程的實踐能切實解決現(xiàn)有問題。在自主、合作與探究的科學(xué)技術(shù)與工程學(xué)習(xí)與實踐過程中，學(xué)生的科學(xué)知識得到充分應(yīng)用與實踐，科學(xué)思維與方法得到檢驗與優(yōu)化，科學(xué)探究實踐能力得到不斷提升。

（三）強化學(xué)生科學(xué)責(zé)任與道德

科學(xué)技術(shù)與工程實踐應(yīng)用過程，對學(xué)生科學(xué)責(zé)任、倫理道德有著較大的影響?？茖W(xué)技術(shù)是一把“雙刃劍”，技術(shù)與工程既可以服務(wù)于生活、生產(chǎn)，造福人類與社會，同時也面臨著技術(shù)與工程應(yīng)用實踐過程中的科學(xué)倫理與道德的問題。小學(xué)生處于世界觀、人生觀與價值觀形成的重要階段，以技術(shù)與工程學(xué)習(xí)為契機，滲透科學(xué)社會責(zé)任與科學(xué)倫理道德，知道技術(shù)與工程的運用要服務(wù)于生產(chǎn)生活，用到正確合理的用途之上；從小培養(yǎng)崇高、遠大的科學(xué)理想，致力于加強科學(xué)知識學(xué)習(xí)，為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步做出自己應(yīng)有的貢獻。這體現(xiàn)了科學(xué)課程立德樹人的根本任務(wù)。

二、技術(shù)與工程生活化教學(xué)策略

（一）留心觀察發(fā)現(xiàn)，感受技術(shù)與工程作用

一是列舉技術(shù)與工程在社會生活中的存在。小學(xué)生對生活中司空見慣的人造物往往視而不見，不知道這些人造物中所蘊含的科學(xué)技術(shù)與工程知識。老師通過點撥，引導(dǎo)學(xué)生善于留心、發(fā)現(xiàn)與思考，關(guān)注社會中的科學(xué)技術(shù)與工程的發(fā)展，這有利于小學(xué)生科學(xué)意識、科學(xué)精神的培養(yǎng)。在技術(shù)與工程知識學(xué)習(xí)過程中，老師可以啟發(fā)式提問來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與表達。如在教科版四年級下冊《電路》的學(xué)習(xí)中，老師可以啟發(fā)提問：“學(xué)習(xí)了《電與我們的生活》這一節(jié)課，請大家說一說我們生活中哪些地方用到了電路？生產(chǎn)活動中哪些地方用到了電路？”學(xué)生紛紛發(fā)表自己的看法，如家庭中安裝有電路，既有總控制電源，又有各個部分的控制器；商場、超市有大型的電路，為其用電提供必要的電力供應(yīng)；各行各業(yè)的生產(chǎn)都離不開電力，都安裝有電路，電線桿、高壓電線網(wǎng)本身就是一個大型的電路，將電能源源不斷地輸送到全國各地。學(xué)生在列舉中會發(fā)現(xiàn)，原來技術(shù)與工程在日常的生產(chǎn)、生活中無處不在，作為人造物，其與社會生活密不可分。

二是討論技術(shù)與工程對社會生活的重要性。技術(shù)與工程通過運用科學(xué)知識來發(fā)展技術(shù)與工程，提高生產(chǎn)力和生活便利，技術(shù)與工程對社會生活的影響巨大，正所謂“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，科學(xué)技術(shù)推動著社會的發(fā)展。技術(shù)與工程對人們社會生活的影響是巨大的、重要的。老師同樣可以通過啟發(fā)式提問驅(qū)動學(xué)生認知體會技術(shù)與工程對人類社會生活的重要性。如在六年級上冊《觀察身邊微小的物體》一課的教學(xué)中，老師借助問題驅(qū)動學(xué)生思考：“身邊微小的物體，小到用肉眼無法發(fā)現(xiàn)和觀察，如果沒有放大鏡、顯微鏡，將會對科學(xué)研究工作造成什么樣的影響？”又如，在學(xué)習(xí)《緊密聯(lián)系的工具和技術(shù)》時，老師設(shè)問：“日常生活中，人們會用到哪些工具（機械工具、交通工具、通信工具、測量工具等等）？缺少這些工具會對我們的生活造成怎樣的影響？”通過類似的逆向思維培養(yǎng)，讓學(xué)生更好地認識到技術(shù)與工程對生活、生產(chǎn)的重要作用。

（二）聚焦生活問題，提出技術(shù)與工程任務(wù)

在小學(xué)科學(xué)課程中，技術(shù)與工程板塊的學(xué)習(xí)，要著重培養(yǎng)小學(xué)生的問題意識，培養(yǎng)他們善于發(fā)現(xiàn)、善于思考、善于探究的科學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)?；谏顟?yīng)用的小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程學(xué)習(xí)，要以問題為驅(qū)動，圍繞學(xué)生普遍關(guān)心、關(guān)注的生活問題提出技術(shù)與工程的問題，引發(fā)學(xué)生自主合作與探究。

學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，同時也是生活的直接體驗者。老師要充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、積極性，引導(dǎo)他們結(jié)合生活實際中的技術(shù)與工程相關(guān)問題，提出有價值的探究學(xué)習(xí)任務(wù)，進行科學(xué)思維培養(yǎng)和探究實踐。老師可以著重引導(dǎo)小學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中常見用品，如筆、書本、杯子、雨傘等日常生活用品設(shè)計制作的缺陷與不足，結(jié)合所學(xué)、所掌握的科學(xué)知識與應(yīng)用技能，提出改進的意見，構(gòu)建技術(shù)與工程的探究學(xué)習(xí)任務(wù)。

老師給學(xué)生布置科學(xué)小發(fā)明、小創(chuàng)造的實踐任務(wù)：你們在平常使用物品過程中是否有不好的使用體驗？或者感覺這些物品的設(shè)計不太科學(xué)、實用性欠佳？試著結(jié)合自身的生活實踐發(fā)現(xiàn)一種有待改良的物品，并初步提出自己的改進建議。

善于觀察生活、善于運用知識是重要的科學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)，老師的任務(wù)驅(qū)動能引發(fā)學(xué)生關(guān)注生活科學(xué)的意識與習(xí)慣。如有學(xué)生提出：生活中常用的水杯要么容易摔碎，要么容易滑動、灑出來，造成極大的不便。如果說改用不易碎的材料制作杯子可以解決摔破的問題，那么如何解決杯子穩(wěn)定性差、水容易灑出來的問題？這樣的問題很貼近生活，也很有科學(xué)技術(shù)與工程的探究價值。老師要鼓勵學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、大膽想象、敢于提出科學(xué)問題，以培養(yǎng)其良好的科學(xué)思維與探究品質(zhì)。

（三）運用科學(xué)知識，設(shè)計技術(shù)與工程作品

運用科學(xué)知識進行科學(xué)探究實踐，制作簡單的科學(xué)實物、模型是3～6 年級學(xué)生應(yīng)具備的科學(xué)素養(yǎng)。老師既要做好學(xué)生的科學(xué)課老師，又要充當(dāng)他們的科學(xué)指導(dǎo)員，針對學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出的科學(xué)技術(shù)與工程生活應(yīng)用的研究主題，開展作品的設(shè)計操作實踐，在動手制作中實現(xiàn)理論指導(dǎo)實踐、教學(xué)做合一。

在科學(xué)技術(shù)與工程實踐、制作過程中，要把握四方面的基本原則：首先，要實現(xiàn)安全性、可操作性、科學(xué)性與趣味性的結(jié)合。即技術(shù)與工程科學(xué)作品的設(shè)計制作要保證學(xué)生的安全，不做危險性實驗探究活動；既要有設(shè)計的意義和價值，又要具備充分的實施條件，確保大部分學(xué)生在努力基礎(chǔ)上能完成作品；既要體現(xiàn)科學(xué)特點，蘊含科學(xué)知識，又要具有趣味性，能吸引學(xué)生參與。其次，要突出創(chuàng)意。即所設(shè)計制作的技術(shù)與工程作品不能抄襲、模仿，而是充滿學(xué)生自己的創(chuàng)新創(chuàng)造。再次，與科學(xué)課堂知識密切相關(guān)，難度適中。即開展的技術(shù)與工程設(shè)計活動與小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，遵循小學(xué)生的認知經(jīng)驗與行為能力。最后，工具材料應(yīng)簡單易得。即技術(shù)與工程作品設(shè)計所需的材料是日常生活中常見、易得的普通材料。如土電話、聽診器的制作，簡易指南針的制作，地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)模型制作，磁懸浮筆架的制作，小秤桿的制作等等。這些技術(shù)與工程類科學(xué)小發(fā)明、小制作，都與科學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，是對相應(yīng)科學(xué)知識的創(chuàng)新應(yīng)用，對小學(xué)生動手能力、科學(xué)思維、科學(xué)精神的培養(yǎng)大有裨益。

老師在指導(dǎo)學(xué)生完成生活應(yīng)用性的技術(shù)與工程作品的設(shè)計與制作之后，要組織學(xué)習(xí)展示與交流活動，展示學(xué)生個人或小組創(chuàng)作的技術(shù)與工程作品成果。學(xué)生相互欣賞、相互學(xué)習(xí)、相互評價、共同提高，學(xué)習(xí)的成就感與獲得感得到提升。

三、結(jié)語

科學(xué)、技術(shù)、工程與社會是有機統(tǒng)一的整體，科學(xué)是技術(shù)與工程的基礎(chǔ)，技術(shù)與工程是科學(xué)知識原理的運用，對社會的發(fā)展、對人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了不可或缺的重要作用。小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于讓小學(xué)生認識科學(xué)、技術(shù)與工程的關(guān)系，了解社會生活中技術(shù)與工程的表現(xiàn)，知道科技進步對技術(shù)與工程發(fā)展的重要作用；具備初步的科學(xué)探究實踐意識與能力，在老師的指導(dǎo)下創(chuàng)造性地設(shè)計和制作科技小發(fā)明、小制作，能制作簡單的技術(shù)與工程模型與實物，探究與論證其在實際社會生活中的應(yīng)用價值，以提高小學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)品質(zhì)，激發(fā)他們對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，從小學(xué)熱愛科學(xué)、學(xué)好科學(xué)、用好科學(xué)，具備良好的科學(xué)素養(yǎng)。