“小小工程師”單元搭建埃菲爾鐵塔模型實踐性作業(yè)設計

〔摘" "要〕" 本文是教科版科學六年級下冊“小小工程師”單元實踐性作業(yè)設計案例，以搭建埃菲爾鐵塔模型為作業(yè)任務。闡述了作業(yè)設計背景及理念，旨在培養(yǎng)學生實踐能力與工程思維。作業(yè)設計流程貫穿于單元教學，含搜集資料、設計模型、制作模型、評估改進四個板塊。設置三項分層作業(yè)，培養(yǎng)學生信息搜集整理、工程設計、實踐動手能力，并制定相應評價標準。實踐表明，該作業(yè)設計符合學生身心發(fā)展規(guī)律，提升了學生學習效果與綜合能力，滿足不同學生需求，契合新課程標準思維進階要求。

〔關鍵詞〕" 小學科學；實踐性作業(yè)；模型搭建；設計；評價

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0079-03

一、單元實踐性作業(yè)設計背景

教科版科學六年級下冊“小小工程師”單元教學對應于《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）“工程設計與物化”內容要求。工程活動的本質是創(chuàng)造人工實體，設計和物化是其中的重要環(huán)節(jié)。在工程實踐中，首先需要明確問題的定義和范圍，確定需要滿足的標準和限制條件，以此為基礎，形成多種可能的解決方案。在這個過程中，我們要基于證據進行優(yōu)化并確定最終方案。物化環(huán)節(jié)是選擇合適的工具和材料，按照設計方案實施，并初步制作出產品或實物模型。在實踐過程中，我們會對結果進行評估，找出存在的問題，并基于證據進行改進。對于一些比較復雜的產品或實物模型，可能需要多次迭代改進。

這個單元特別突出了技術與工程的育人作用，注重工程思維和工程方法的培養(yǎng)，這對于培養(yǎng)學生的探究實踐素養(yǎng)起著關鍵的支撐作用。我們設計的實踐性作業(yè)，旨在提高學生的實踐能力和工程思維，培養(yǎng)他們對技術的熱愛和興趣。

二、單元實踐性作業(yè)設計流程

本單元實踐性作業(yè)設計貫穿于整個單元教學過程，共分為四個板塊。一是搜集資料。讓學生搜集國內外人類偉大工程的圖片以及文字資料，旨在讓學生從更寬廣的角度認識工程，多方面理解工程意義和實施過程，從而更深刻地認識到科學技術與工程的相互作用。通過課上分享交流各大工程的特點，除培養(yǎng)學生信息提取和合作交流能力外，還重在有意識地引導學生關注與教材中塔臺有相似結構的著名建筑——埃菲爾鐵塔，為后續(xù)的作業(yè)布置奠定基礎。二是設計埃菲爾鐵塔模型。將抽象的設計思想轉化為形象的圖畫、標識，發(fā)現并解決設計中出現的問題，最終整合出合理的設計，感悟到工程設計的復雜性，培養(yǎng)學生的反思意識。三是制作埃菲爾鐵塔模型，通過制作模型讓學生感受工程設計環(huán)節(jié)的嚴謹性，鼓勵學生進行科學探究，提高學生實踐動手能力，培養(yǎng)科學學科素養(yǎng)。四是評估改進。工程要反復評估改進，不斷完善，才能實現最終的工程要求。通過評估改進，著重培養(yǎng)學生的證據意識，尊重證據的科學態(tài)度，體會工程師的工作過程，感受工程的科學與魅力。

（一）整體教學安排（如表1）

（二）實踐性作業(yè)具體內容

法國巴黎的埃菲爾鐵塔是一座建成于1889年的鏤空結構鐵塔，總高324米。上小下大、上輕下重以及大量的三角形框架結構使其屹立百年不倒。鐵塔設計新穎獨特，是世界建筑史上的技術杰作，因而成為法國巴黎的一個標志性建筑。

《課程標準》中處處體現著進階設計，于是我們在設計本單元實踐性作業(yè)時，把學生課堂上的“塔臺”建造活動延伸至課后，并拓展為搭建“埃菲爾鐵塔”模型活動。在條件允許的情況下，“作業(yè)一”是必做題，提倡獨立完成，“作業(yè)二”和“作業(yè)三”是選做題，學生根據自身情況選擇完成其一或者全部完成。具體作業(yè)設計如下。

1.作業(yè)內容及設計意圖

作業(yè)一：收集國內外人類偉大工程的相關資料及圖片。

利用學校圖書館、網絡等資源，并結合工程與科技的關系，從多角度獨立思考這些工程的設計與結構特點；梳理工程建設過程的相似步驟，以資料卡片或者手抄報形式展現。

設計意圖：讓學生從直觀角度認識工程的各個要素，感知工程建造樣式與建造規(guī)范，滲透工程思維，強化學生良好的信息收集與整理篩選習慣，同時為后續(xù)的埃菲爾鐵塔模型設計打下基礎。

作業(yè)二：對埃菲爾鐵塔的結構交流研討并畫出模型設計圖。

在設計圖紙上標注出必要的文字說明、模型長寬高數據、材料成本統(tǒng)計，以及不同視角的具體結構圖等；反思自己的設計，不斷改進。

設計意圖：由易入難，循序漸進，讓學生經歷多維度的思考與權衡，將抽象的設計思想轉化為形象的圖畫、標識，發(fā)現并解決設計中出現的問題，最終整合出合理的設計，感悟到工程設計的復雜性，培養(yǎng)學生反思意識。

作業(yè)三：依據設計圖制作埃菲爾鐵塔模型。

制作要求：模型主體可選用一次性筷子、吸管或卷成筒狀的紙等材料，主體框架連接則根據所選材料，選用熱熔膠、透明膠帶或固體膠等固定。

設計意圖：制作過程是對設計的執(zhí)行、檢驗和完善，是工程設計中的重要環(huán)節(jié)，使學生意識到科學知識和技能對制作優(yōu)質模型的重要性，感受工程設計環(huán)節(jié)的嚴謹性；鼓勵學生進行科學探究，提高學生實踐動手能力，培養(yǎng)科學學科素養(yǎng)。

2.作業(yè)評價標準

每項作業(yè)分別評出A，B，C三個等級?！白鳂I(yè)一”和“作業(yè)二”由教師根據學生完成情況分別打分?！白鳂I(yè)三”則由教師從科學小組中抽選6或8名學生組成評審團隊，依據評價標準對每小組的制作模型分別進行抗風、抗震等項目測試，衡量設計是否達到評價方案要求，公平評估打分。對于尚未完工或者存在設計缺陷的模型，鼓勵其利用課余時間繼續(xù)完成或改進，爭取達到最終的工程要求。

三、實踐性作業(yè)質量效果評估

根據“雙減”政策與《課程標準》的要求，我們在教科版科學六年級下冊第一單元“小小工程師”作業(yè)設計中，依據學生的基礎水平差異，設置了以搭建埃菲爾鐵塔模型為任務目標的三個不同難度的作業(yè)。

“作業(yè)一”是基于培養(yǎng)學生信息搜集與整理篩選能力的課外實踐活動，也是難度相對較低的作業(yè)。為了跨學科融合，拓展學生的知識面，本項作業(yè)設置相對開放，學生完成度高達98%以上。

“作業(yè)二”是在完成“作業(yè)一”的基礎上，跳過教材上的“競標”環(huán)節(jié)，把前期獲得的信息轉化為集文字、圖形、數字等標注于一體的工程設計圖。學生的學習視角也從對工程的整體認知轉到工程設計這一核心內容，難度相對有所提升。部分學生的設計圖文字說明較為混亂、缺乏條理，或者缺少一些關鍵要素。本項作業(yè)學生綜合完成度達75%。

“作業(yè)三”是將設計圖紙呈現為具象的實物，也是對學生科學設計和動手能力的較大挑戰(zhàn)。我們提倡合作完成，但在實際操作過程中，由于居住分散，大多數學生只能獨立完成。部分學生常常會因為習慣待養(yǎng)成、技能跟不上等問題，出現圖紙與模型不符的情況，甚至有不少學生在規(guī)定時間內未能完工。本項任務學生綜合完成度約45%。

總體來說，本次實踐性作業(yè)設計以其鮮明的特色引領著學生向核心素養(yǎng)進發(fā)，深入挖掘學科本質，作業(yè)任務貫穿于整個單元，適應不同程度學生的需求，與學生的身心發(fā)展規(guī)律相吻合。它面向全體六年級學生，為他們提供了一個自由選擇合適難度的機會，從而激發(fā)了他們的學習積極性，鼓勵他們向更高層次挑戰(zhàn)，實現自我突破。這種大單元設計的作業(yè)方式，不僅有助于學生理解和掌握知識體系，形成一個整體的學習體驗，而且符合《課程標準》提出的思維進階要求，有助于激發(fā)學生的探索欲望，實現“跳一跳，摘桃子”的預期效果。通過本次實踐性作業(yè)設計的成功實施，學生的學習效果和綜合能力得到了顯著提升，他們將在探索中成長，在實踐中進步。

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[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]王悅.小學科學《小小工程師》（單元作業(yè)設計）[J].教育實踐與研究（B），2023（9）：73-77