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摘 要 “技术与工程”是当前小学科学新课程的新领域，是现阶段科学教学关注的重点。《小学科学课程标准》指出，技术与工程实践活动可以使学生体会到“做”的成功与乐趣，通过“动手做”培养学生参与科学探究的兴趣，提高解决问题的能力。本文以《做个太阳能热水器》例，通过“教学设计的针对性、教学活动的目的性、教学活动的思维性、实践活动的操作性、课堂活动的拓展性”教学策略，指导学生参与设计和制作，提高学生运用技术并用以解决生活中的实际问题能力，从而提升其科学素养。
关键词 科学素养 技术与工程 小学教育
小学科学课程倡导探究式学习，强调从学生熟悉的日常生活出发，通过学生亲身经历动手动脑等实践活动，了解科学探究的具体方法和技能，理解基本的科学知识，发现和提出生活实际中的简单科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予以解决。这就要求我们教师把科学课堂的焦点置于让学生主动参与，通过亲身经历，逐步培养学生学会收集和处理信息的能力，学会分析和解决问题的能力，从而提升学生科学素养。本文结合教学实践，以《做一个太阳能热水器》为例，谈谈如何在技术与工程课中设计培养学生科学素养的有效策略。
1 了解学生原有认知，使教学设计更具针对性
1.1 课前收集资料
虽然很多学生家里有安装太阳能热水器，但是，学生并不了解太阳能热水器的构造、工作原理和材料。因此，学生需要关注和了解太阳能热水器，为设计、制作太阳能热水器做铺垫。所以，第一步让学生提前去收集有关太阳能热水器的相关信息，这样能够有效帮助学生在脑海中初步建立原始模型。
1.2 全班交流信息
学生把收集到的资料，进行全班交流：“我发现家里热水器，没有太阳的时候水不热的”；“我只看到别人家的太阳能热水器是斜着放的”；“我发现，阴天的时候，太阳能热水器里也能放出热水，我猜想里面肯定有个保温的东西吧，是不是这样的”……课堂上同学们畅所欲言，气氛活跃。在课前调查了学生的前概念，可以更好地了解学生的真实想法。这样的设计，使教学更有针对性。
调查发现，虽然太阳能热水器是生活中常用的物品，但是学生对它并不了解，其缘由：一是学生平时的的确确没有去关心过太阳能热水器，二是太阳能热水器通常是安装在屋顶上的，学生平时不太见得到。通过这样一个课前调查活动，可以培养学生主动获取信息的能力。科学的核心是发现，有了发现，才会有进一步的思考。当学生在交流过程，发现阴天时，有太阳能热水器是热水，推测保温效果，也有太阳能热水器是冷水，可能是其他原因。通过收集信息与交流，学生之间思维进行了碰撞。
2 引导学生分析原理，使教学活动更具目的性
在有关技术与工程这一类型课的教学中，我们通常会在提出问题后，让学生小组讨论，然后将设计思路画下来，这样的教学方法是非常有效的教学手段。虽然课前学生收集相关信息，但是学生对于太阳能热水器的构造和原理还是一知半解的，这就很容易导致在制作太阳能热水器时，没有过多的思考，便盲目操作。前面学生在交流汇报时，说到保温措施的猜测与发现。这说明学生开始带着问题来讨论。思维是问题的开始，有了需要解决的问题，才能促进学生积极思考。
活动一：认识太阳能热水器的结构原理。
教师出示多媒体课件，展示太阳能热水器主要构造：集热器、贮水箱、支架。集热器是太阳能的核心部件，将光能转化为热能。贮水箱是太阳能储存热量的地方，集热器产生的热水在水箱里保存。支架，负责支撑固定水箱和集热器的。
活动二：了解太阳能热水器的保温措施。
介绍太阳能热水器的结构：集热管，保温箱，支架。它的工作原理是吸收太阳能，然后将光能转化成热能。本课教学内容的核心概念是要有效引导学生了解太阳能热水器的结构和工作原理。因此，通过图文并茂的教学方式，能够帮助学生了解太阳能热水器的构造、原理。从而引导学生设计自制太阳能热水器时，主要从升温与保温这两个方面进行思考，为学生的活动指导明确的方向。带着这样的目的来进行教学，能够有效培养学生获取新知识的能力，并且将新知识运用于设计方案中，运用于制作过程并贯穿整个活动。
3 指导学生设计方案，使探究活动更具思维性
技术的核心是发明，这需要我们动手之前先动脑，动脑是开展探究活动的重要环节，也是提高学生思维能力的有效途径。因此，在指导学生设计方案时，我主要安排两个活动：首先，设计方案，思考影响太阳能热水器升温的因素。其次，在交流研讨中激发学生的认知冲突，引导生生交流中思维火花的碰撞。
3.1 提出问题，做出假设
接下去研究“简易太阳能热水器”，鼓励大家开动脑筋，做一位设计师。教师提出：“我们该怎么样做一个‘简易’的太阳能热水器？”同学们的想法很多：跟家里用的那种不一样，比较简单的；给矿泉水加热，就是了简单的太阳能热水器；准备盒子，棉布，塑料瓶，黑笔等，就可做简易太阳能热水器。
经过交流思考，学生对太阳能热水器的设计有了一定的思路。为了能让学生的思维更开阔，我继续提问：“太阳能热水器是靠什么来使水温升高的？”“怎么样使太阳能热水器不仅热得快，而且升温高呢？”这些问题使得学生有了更多的想法：
·靠太阳光；
·把盒子涂黑，然后放几面小镜子，可以反光，因为物体颜色越深，吸热效果越好；
·多准备一些棉布或者泡沫塑料，可以用来保温；
·还可以用放大镜；放大镜可以把光汇聚，这样升温快一些；
·我们小组打算在玻璃瓶外面包一层黑色的纸，然后周围放点棉布；
·我们觉得还是用金属罐子比较好，因为金属罐子更加容易吸热。比如可乐罐。
·可乐罐，那个口子没有封住，水会漏出来，怎么办？
·我們认为，在同学们说的基础上，可以加上覆盖一层保鲜膜，然后，里面放锡纸，可以反光到塑料瓶上。因为我去那个大棚里摘草莓过，大棚里很热的，所以我们猜想覆盖保鲜膜，可以保温的。还有，塑料瓶要斜着放，与太阳光垂直。 ·我们还想到一个办法，给瓶子再包裹一个暖宝宝，还要给暖宝宝涂黑。
·还得做个支架，把盒子立起来……
在课堂教学中，教师提出主干问题进行研究，给学生大胆想象、假设的空间，挖掘学生的学习潜能。同时，教师为学生展示自我提供了充足的时间和空间，给学生表达自己的想法。
3.2 构思方案，规划具体
当学生通过交流谈论，在思维碰撞中，总结了从颜色、材料、形状、角度等几个方面来设计太阳能热水器后，学生开始着手设计图纸。
选取其中四幅设计图进行交流评价，提出宝贵建议。通过设计图纸，帮助学生建立科学概念和发展思维能力。当学生对概念认识通过设计图来展示时，有利于学生的思维发展。学生间思维的差异，通过生生交流，帮助学生寻找设计图背后的异同，促进学生思维发展。
4 带动学生实践探究，使实践活动更具操作性
4.1 学生活动，分工合作
学生小组分工明确，团结合作，是学生最上心、最热闹的一堂科学课。学生通过亲身经历探究活动，总结出真正属于自己的科学结论。当学生对科学实践探究产生了浓厚的兴趣，并且有毅力去参与，他们就能很好地经历这样的活动。
4.2 学习他人，思维碰撞
二十分钟过去了，有的小组升温比较明显，有的小组升温不太明显。此时如果教师打断学生停下来讲解，容易打断学生的思维。因此，引导学生去其他小组进行学习经验，是个不错的方法。当学生主动参与学习时，迫切想要了解他人成功经验时，学生便会在这样的交流和碰撞中，发现自己思维上的不足，学习同学的更有效的方法。
在这个过程中，教师作为学生的引路人，必须再次强调安全问题。教育学生，小组内使用放大镜需要注意的地方，千万不可将放大镜对准眼睛看太阳。因为，在培养学生科学素养的过程中，学生自主发展，有健康的生活，能够珍爱自己的生命，是最重要的事。学生用自己交流的方法给太阳能热水器加热，虽然出现了很多问题。但是，有时候结论并不是最重要的，在这个探索过程中，学生经历的过程却很有价值。
5 持续探究引领实践，使课堂活动更具拓展性
因为是五年级的学生，已经具备了一定的科学知识，已经形成了初步的探究能力，所以教学过程的设计比较开放。对于材料的选择，水量的多少，角度的调整，全都交给学生去完成。在学生经历的收集太阳能，使自制太阳能热水器升温的过程中，10分钟，20分钟，30分钟后，各小组太阳能热水器水温均有上升。
一节课40分钟，学生在满满的收获中下课了。但是，学生乐此不疲的学习精神持续着。虽然，经历探究的结果与预料的有出入，但是我不会简单地以实验成败定成绩，而是引导学生分析原因，鼓励学生进行再思考改进和二次设计，如何让太阳能热水器升温更快更高。这样的安排既延续了学生的探究热情，培养他们的观察品质，给学生自主探究和反思的空间，培养学生的科学态度。
参考文献
[1] 喻伯军.小学科学教师专业能力必修[M].西南师范大学出版社，2013.
[2] 小学科学课程标准[M].北京師范大学出版社，2017.
[3] 庞丽娟.新小学科学教育[M].北京师范大学出版社，2006.
关键词 科学素养 技术与工程 小学教育
小学科学课程倡导探究式学习，强调从学生熟悉的日常生活出发，通过学生亲身经历动手动脑等实践活动，了解科学探究的具体方法和技能，理解基本的科学知识，发现和提出生活实际中的简单科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予以解决。这就要求我们教师把科学课堂的焦点置于让学生主动参与，通过亲身经历，逐步培养学生学会收集和处理信息的能力，学会分析和解决问题的能力，从而提升学生科学素养。本文结合教学实践，以《做一个太阳能热水器》为例，谈谈如何在技术与工程课中设计培养学生科学素养的有效策略。
1 了解学生原有认知，使教学设计更具针对性
1.1 课前收集资料
虽然很多学生家里有安装太阳能热水器，但是，学生并不了解太阳能热水器的构造、工作原理和材料。因此，学生需要关注和了解太阳能热水器，为设计、制作太阳能热水器做铺垫。所以，第一步让学生提前去收集有关太阳能热水器的相关信息，这样能够有效帮助学生在脑海中初步建立原始模型。
1.2 全班交流信息
学生把收集到的资料，进行全班交流：“我发现家里热水器，没有太阳的时候水不热的”；“我只看到别人家的太阳能热水器是斜着放的”；“我发现，阴天的时候，太阳能热水器里也能放出热水，我猜想里面肯定有个保温的东西吧，是不是这样的”……课堂上同学们畅所欲言，气氛活跃。在课前调查了学生的前概念，可以更好地了解学生的真实想法。这样的设计，使教学更有针对性。
调查发现，虽然太阳能热水器是生活中常用的物品，但是学生对它并不了解，其缘由：一是学生平时的的确确没有去关心过太阳能热水器，二是太阳能热水器通常是安装在屋顶上的，学生平时不太见得到。通过这样一个课前调查活动，可以培养学生主动获取信息的能力。科学的核心是发现，有了发现，才会有进一步的思考。当学生在交流过程，发现阴天时，有太阳能热水器是热水，推测保温效果，也有太阳能热水器是冷水，可能是其他原因。通过收集信息与交流，学生之间思维进行了碰撞。
2 引导学生分析原理，使教学活动更具目的性
在有关技术与工程这一类型课的教学中，我们通常会在提出问题后，让学生小组讨论，然后将设计思路画下来，这样的教学方法是非常有效的教学手段。虽然课前学生收集相关信息，但是学生对于太阳能热水器的构造和原理还是一知半解的，这就很容易导致在制作太阳能热水器时，没有过多的思考，便盲目操作。前面学生在交流汇报时，说到保温措施的猜测与发现。这说明学生开始带着问题来讨论。思维是问题的开始，有了需要解决的问题，才能促进学生积极思考。
活动一：认识太阳能热水器的结构原理。
教师出示多媒体课件，展示太阳能热水器主要构造：集热器、贮水箱、支架。集热器是太阳能的核心部件，将光能转化为热能。贮水箱是太阳能储存热量的地方，集热器产生的热水在水箱里保存。支架，负责支撑固定水箱和集热器的。
活动二：了解太阳能热水器的保温措施。
介绍太阳能热水器的结构：集热管，保温箱，支架。它的工作原理是吸收太阳能，然后将光能转化成热能。本课教学内容的核心概念是要有效引导学生了解太阳能热水器的结构和工作原理。因此，通过图文并茂的教学方式，能够帮助学生了解太阳能热水器的构造、原理。从而引导学生设计自制太阳能热水器时，主要从升温与保温这两个方面进行思考，为学生的活动指导明确的方向。带着这样的目的来进行教学，能够有效培养学生获取新知识的能力，并且将新知识运用于设计方案中，运用于制作过程并贯穿整个活动。
3 指导学生设计方案，使探究活动更具思维性
技术的核心是发明，这需要我们动手之前先动脑，动脑是开展探究活动的重要环节，也是提高学生思维能力的有效途径。因此，在指导学生设计方案时，我主要安排两个活动：首先，设计方案，思考影响太阳能热水器升温的因素。其次，在交流研讨中激发学生的认知冲突，引导生生交流中思维火花的碰撞。
3.1 提出问题，做出假设
接下去研究“简易太阳能热水器”，鼓励大家开动脑筋，做一位设计师。教师提出：“我们该怎么样做一个‘简易’的太阳能热水器？”同学们的想法很多：跟家里用的那种不一样，比较简单的；给矿泉水加热，就是了简单的太阳能热水器；准备盒子，棉布，塑料瓶，黑笔等，就可做简易太阳能热水器。
经过交流思考，学生对太阳能热水器的设计有了一定的思路。为了能让学生的思维更开阔，我继续提问：“太阳能热水器是靠什么来使水温升高的？”“怎么样使太阳能热水器不仅热得快，而且升温高呢？”这些问题使得学生有了更多的想法：
·靠太阳光；
·把盒子涂黑，然后放几面小镜子，可以反光，因为物体颜色越深，吸热效果越好；
·多准备一些棉布或者泡沫塑料，可以用来保温；
·还可以用放大镜；放大镜可以把光汇聚，这样升温快一些；
·我们小组打算在玻璃瓶外面包一层黑色的纸，然后周围放点棉布；
·我们觉得还是用金属罐子比较好，因为金属罐子更加容易吸热。比如可乐罐。
·可乐罐，那个口子没有封住，水会漏出来，怎么办？
·我們认为，在同学们说的基础上，可以加上覆盖一层保鲜膜，然后，里面放锡纸，可以反光到塑料瓶上。因为我去那个大棚里摘草莓过，大棚里很热的，所以我们猜想覆盖保鲜膜，可以保温的。还有，塑料瓶要斜着放，与太阳光垂直。 ·我们还想到一个办法，给瓶子再包裹一个暖宝宝，还要给暖宝宝涂黑。
·还得做个支架，把盒子立起来……
在课堂教学中，教师提出主干问题进行研究，给学生大胆想象、假设的空间，挖掘学生的学习潜能。同时，教师为学生展示自我提供了充足的时间和空间，给学生表达自己的想法。
3.2 构思方案，规划具体
当学生通过交流谈论，在思维碰撞中，总结了从颜色、材料、形状、角度等几个方面来设计太阳能热水器后，学生开始着手设计图纸。
选取其中四幅设计图进行交流评价，提出宝贵建议。通过设计图纸，帮助学生建立科学概念和发展思维能力。当学生对概念认识通过设计图来展示时，有利于学生的思维发展。学生间思维的差异，通过生生交流，帮助学生寻找设计图背后的异同，促进学生思维发展。
4 带动学生实践探究，使实践活动更具操作性
4.1 学生活动，分工合作
学生小组分工明确，团结合作，是学生最上心、最热闹的一堂科学课。学生通过亲身经历探究活动，总结出真正属于自己的科学结论。当学生对科学实践探究产生了浓厚的兴趣，并且有毅力去参与，他们就能很好地经历这样的活动。
4.2 学习他人，思维碰撞
二十分钟过去了，有的小组升温比较明显，有的小组升温不太明显。此时如果教师打断学生停下来讲解，容易打断学生的思维。因此，引导学生去其他小组进行学习经验，是个不错的方法。当学生主动参与学习时，迫切想要了解他人成功经验时，学生便会在这样的交流和碰撞中，发现自己思维上的不足，学习同学的更有效的方法。
在这个过程中，教师作为学生的引路人，必须再次强调安全问题。教育学生，小组内使用放大镜需要注意的地方，千万不可将放大镜对准眼睛看太阳。因为，在培养学生科学素养的过程中，学生自主发展，有健康的生活，能够珍爱自己的生命，是最重要的事。学生用自己交流的方法给太阳能热水器加热，虽然出现了很多问题。但是，有时候结论并不是最重要的，在这个探索过程中，学生经历的过程却很有价值。
5 持续探究引领实践，使课堂活动更具拓展性
因为是五年级的学生，已经具备了一定的科学知识，已经形成了初步的探究能力，所以教学过程的设计比较开放。对于材料的选择，水量的多少，角度的调整，全都交给学生去完成。在学生经历的收集太阳能，使自制太阳能热水器升温的过程中，10分钟，20分钟，30分钟后，各小组太阳能热水器水温均有上升。
一节课40分钟，学生在满满的收获中下课了。但是，学生乐此不疲的学习精神持续着。虽然，经历探究的结果与预料的有出入，但是我不会简单地以实验成败定成绩，而是引导学生分析原因，鼓励学生进行再思考改进和二次设计，如何让太阳能热水器升温更快更高。这样的安排既延续了学生的探究热情，培养他们的观察品质，给学生自主探究和反思的空间，培养学生的科学态度。
参考文献
[1] 喻伯军.小学科学教师专业能力必修[M].西南师范大学出版社，2013.
[2] 小学科学课程标准[M].北京師范大学出版社，2017.
[3] 庞丽娟.新小学科学教育[M].北京师范大学出版社，2006.