论文部分内容阅读
新版《义务教育小学科学课程标准》指出，“技术与工程”领域的学习可以使学生有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对个人生活和社会发展的影响，体会到“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。在培养学生创造力方面，“技术与工程”所发挥的作用是其他任何科目无法替代的，正如人们常说的，“科学是用脑和手认识自然世界，技术是用脑和手改造世界”。现在使用的《科学》教材中既安排了常用工具、简单机械等教学内容，又专门设置了设计和制作的内容，如制作笔筒、指南针，设计制作太阳能热水器、保温杯，造纸，建桥梁等，旨在培养学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力。下面结合具体的教学活动，对“技术与工程”领域教学中的问题进行分析，探讨如何开展“技术与工程”领域的教学。
“技术与工程”领域教学中的问题
在“技术与工程”领域的教学中，许多老师习惯于对教学目标紧抓不放，忽视动手实践项目，以为这些内容进不了作业本，上不了考试卷，是可教可不教的“软任务”。
1.目标模糊，认识不够
设计是人类社会最基本的一种生产实践活动，工程可以利用自然界的物质和能源的特性，通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和最少的人力、物力，做出高效、可靠且对人类有用的东西。“技术与工程”作为一个新领域，很多老师对此缺乏目标意识，把动手实践的教学内容当成是知识教学的附带品，大大削弱了“技术与工程”教育的初衷。
2.过程单一，指导不够
“技术与工程”类课看似简单，实际上对学生综合运用知识的能力提出了很高的要求，而且要求将知识转化为作品，其难度可想而知。但在实际教学中，许多教师或将这些内容轻易合并压缩，或以讲代做，“蜻蜓点水”式一带而过，对设计和制作的操作难点缺乏有针对性的指导。
3.评价缺失，激励不够
由于应试教育的强势影响，许多学校过于重视知识考核，轻视对实践作品的评价，对需要课内外支持联动的科学制作活动未能建立健全的评价激励机制，即使学生凭兴趣自主参与了制作，也得不到应有的激励性评价，影响了他们参与的热情。
以上问题反映了当前科学教师对“技术与工程”领域的教学价值、教学方法和课内外资源整合等缺乏足够的认识，对学生参与这一领域学习的难度估计不足，跟进缺失，导致课程目标难以落实。
要体现典型的工程实践过程
“技术与工程”领域的内容是从现实问题或产品出发，需要对多种知识进行获取、加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递，主要指向书本知识的运用和工程技术实践。例如，“引导学生做一个太阳能热水器”是一节典型的技术与工程课，这类课应突出工程实践的典型过程。
1.凸显工程实践的关键要素
教学时，可以把“做一个太阳能热水器”和“评价太阳能热水器”两项内容合在一起，目的是串联起一个完整的工程设计实践过程。从“任务驱动”的视角看，学生在“制作太阳能热水器”的活动中，大致经历了“认识任务—分析任务—完成任务—交流任务完成情况”等环节。这是一个典型的工程实践过程，学生的兴趣与动力是浓厚且持续的。在活动过程中，学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更重要的是主动建构自己的知识经验，即通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识，提高自身的能力。在教学这类课时，要注意以下两点。
一是重视设计性思维的培养。工程技术的关键是设计，教师要重视引导学生利用文字、绘图、实物等形式表达自己的创意和构想。教学时要由扶到放，由浅入深，引导学生不断习得设计方法。
二是落实工程性思维的培养。工程的核心是建造，教师要重视引导学生，使他们不仅能将自己的创意转化为模型或实物，还会考虑可以利用的条件和制约因素，不断改进和完善制造的“产品”。
2.以多样化材料支持学生实践
在学生自主准备了部分制作材料的基础上，教师备足多样化材料，可以为学生设计时做好材料补给，确保多样化的设计能在作品中顺利落实，如铝箔纸、保鲜膜、棉花、反光镜、黑纸等材料可以丰富学生的设计样式。产品检测环节，用高功率浴霸灯代替阳光照射，可以解决天气的影响和光照强度不够的问题，缩短了光照时间，提高了课堂检测实效。精确显示到0.1摄氏度的数显温度计让升温效果更加精确地显示出来，增强了不同设计间的热能效对比。万向懒人支架的运用，让原始光线照射角度基本保持一致，更加体现了检测的公平性。将以上检测配件整合起来，可以在有限的课堂时间里实现高效精确测量，让学生实时了解自制太阳能热水器的热能效，提高课堂检测实效。
3.以評价量规调控学生的自主活动
评价量规是一个真实性评价工具，它是对学生的作品、成长记录或表现进行评价的一套标准，是连接教学与评价的一个重要桥梁。在长时间的设计制作过程中，如何协助学生更好地完成实践活动一直是比较难权衡的问题。教师说得太多、要求太多，往往给学生的束缚也多，学生的主体地位就难以体现；教师指导不够，学生设计制作过程中可能会出现目标不明确、要求不清晰等问题，导致活动无法高效、顺利地完成。因此，这类课需要精细化设置前置评价量表，对作品制作和团队合作等提出方向性的评价意见。这种前置式的评价量表有利于诊断学生在学习过程中存在的问题，能对他们的学习起到反馈、调节作用。
要体现工程实践与科学探究融合的过程
知识需要在实践中学习，在不断运用中加以深化，探究应当作为学生解决一些科学工程问题的实践手段。我们在五年级开发了一节《压水机》的工程实践课。压水机是一件适合小学五年级学生动手操作、自主探究的科技小制作，五年级学生已经有过关于空气性质的学习经历，能够对压水机进行观察与研究，探索其中的原理。教学设计主要引导学生经历“装置制作和原理解析”的探究过程。
1.设计有挑战性的任务 教学内容的选择和开发，要与教材相关的知识关联，源于教材，高于教材。在“装置制作”环节，引导学生在明确制作任务和观察零件的基础上，自主探索组装的方法，充分激发他们探究的需求。这个过程虽然有一定难度，但也有很大的教学价值。学生在探索过程中，通过小组合作、亲身实践、交流探讨、同伴演示等形式，完成压水机装置的组装和探究。
2.把动手实践和思维发展融合起来
让大部分学生通过小组合作的方式完成工程设计与制作活动，在动手实践和观察研究的基础上渗透科学原理的探究。教学难度要适合学生的认知水平，能让他们综合运用已有的科学概念，解释工程技术中的科学原理。在“原理解析”环节，引导学生对工作原理进行充分猜想、细致观察、充分交流与表达，在互动探讨中解析压水机的工作原理。
3.科学原理的解释建立在共识基础之上
教师在教学中并没有将大气压这个科学概念强加给学生，而是充分鼓励他们作出自己的解释，在互相研讨、争论、质疑中逐渐认识科学原理，允许他们提出接近科学的解释。在课堂上，有位孩子的解释是：拉的时候空气是从外部进来的，占据了多余的空间；推的时候多出的空气会挤压水，让水从管子里流出来。这是儿童原生态的解释，是学生能够理解并接受的解释。
要体现跨学科学习理念
新版《义务教育小学科学课程标准》在学科关联建议中提出：倡导跨学科学习方式。STEM（科学、技术、工程与数学）是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系，只有在交互中才能实现深层次的学习、理解性学习，才能真正培养儿童各個方面的技能和认识。
“设计制作包装盒”也是在教学实践中开发的一个课例，该课通过某糖果公司征集设计方糖包装盒的活动展开，让学生经历“选材—设计—制作—展示”的过程，尽可能使学生获得与科学、技术、工程和数学相关的知识，理解它们之间的交互关系。例如，在选材环节渗透了材料与抗弯曲能力的知识；在设计环节将数学中的计算立方体的体积大小作为最优方案；在制作环节将技术和工程的思想渗透进去。
1.要渗透跨学科学习的理念
我们应当将STEM看作4种彩线，它们只有交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。在教学过程中，教师要提出基于真实情境的任务，让学生主动激活碎片化的知识，在聚焦任务和规划行动中挑战自己，利用文字、绘图、实物等形式表达自己的创意和构想，发展设计思维、计算思维。要引导学生，使他们不仅能将自己的创意转化为模型或实物，还能不断改进和完善制造的“产品”，沉浸在动手探究和结果开放的探索之中。
2.让学生经历项目化研究的过程
把STEM教育理念引入科学课需要抓住两个关键。
一是真项目。将多种知识融合在真实的任务中，充分考虑学情特点和学段要求，把具有现实意义的问题设计成工程实践项目，在任务驱动下激发学生参与的积极性。
二是真探究。将科学问题蕴含在较复杂的真实情境中，让学生用多学科知识解决一项现实任务，让他们在真实的情境中学会学习、学会合作、寻求支持，在挑战中激发学习潜能，体验团队合作的过程和价值。
3.做好课内外的有效衔接
在课堂容量有限的情况下，教师要合理安排活动环节，允许出现多个正确答案，让学生明白对失败作品的再设计、再改进是学习过程的重要组成部分。实践活动时，要由扶到放，引导学生学习和掌握技术要领，不断提升实践能力。教师可以在课的前延后伸方面做文章，通过整合相关学科、开发拓展课程等方式，为学生营造一个更开放、更自主的成长空间。
综上所述，在教学中，教师要把握技术与工程实践的课程目标，将工程实践与科学探究紧密结合起来，将跨学科学习理念有机融入教学中，引领学生从科学认识走向科学实践，在学以致用的经历中不断发展自身的科学实践能力。
浙江省海宁市实验小学
（314400）
“技术与工程”领域教学中的问题
在“技术与工程”领域的教学中，许多老师习惯于对教学目标紧抓不放，忽视动手实践项目，以为这些内容进不了作业本，上不了考试卷，是可教可不教的“软任务”。
1.目标模糊，认识不够
设计是人类社会最基本的一种生产实践活动，工程可以利用自然界的物质和能源的特性，通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和最少的人力、物力，做出高效、可靠且对人类有用的东西。“技术与工程”作为一个新领域，很多老师对此缺乏目标意识，把动手实践的教学内容当成是知识教学的附带品，大大削弱了“技术与工程”教育的初衷。
2.过程单一，指导不够
“技术与工程”类课看似简单，实际上对学生综合运用知识的能力提出了很高的要求，而且要求将知识转化为作品，其难度可想而知。但在实际教学中，许多教师或将这些内容轻易合并压缩，或以讲代做，“蜻蜓点水”式一带而过，对设计和制作的操作难点缺乏有针对性的指导。
3.评价缺失，激励不够
由于应试教育的强势影响，许多学校过于重视知识考核，轻视对实践作品的评价，对需要课内外支持联动的科学制作活动未能建立健全的评价激励机制，即使学生凭兴趣自主参与了制作，也得不到应有的激励性评价，影响了他们参与的热情。
以上问题反映了当前科学教师对“技术与工程”领域的教学价值、教学方法和课内外资源整合等缺乏足够的认识，对学生参与这一领域学习的难度估计不足，跟进缺失，导致课程目标难以落实。
要体现典型的工程实践过程
“技术与工程”领域的内容是从现实问题或产品出发，需要对多种知识进行获取、加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递，主要指向书本知识的运用和工程技术实践。例如，“引导学生做一个太阳能热水器”是一节典型的技术与工程课，这类课应突出工程实践的典型过程。
1.凸显工程实践的关键要素
教学时，可以把“做一个太阳能热水器”和“评价太阳能热水器”两项内容合在一起，目的是串联起一个完整的工程设计实践过程。从“任务驱动”的视角看，学生在“制作太阳能热水器”的活动中，大致经历了“认识任务—分析任务—完成任务—交流任务完成情况”等环节。这是一个典型的工程实践过程，学生的兴趣与动力是浓厚且持续的。在活动过程中，学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更重要的是主动建构自己的知识经验，即通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识，提高自身的能力。在教学这类课时，要注意以下两点。
一是重视设计性思维的培养。工程技术的关键是设计，教师要重视引导学生利用文字、绘图、实物等形式表达自己的创意和构想。教学时要由扶到放，由浅入深，引导学生不断习得设计方法。
二是落实工程性思维的培养。工程的核心是建造，教师要重视引导学生，使他们不仅能将自己的创意转化为模型或实物，还会考虑可以利用的条件和制约因素，不断改进和完善制造的“产品”。
2.以多样化材料支持学生实践
在学生自主准备了部分制作材料的基础上，教师备足多样化材料，可以为学生设计时做好材料补给，确保多样化的设计能在作品中顺利落实，如铝箔纸、保鲜膜、棉花、反光镜、黑纸等材料可以丰富学生的设计样式。产品检测环节，用高功率浴霸灯代替阳光照射，可以解决天气的影响和光照强度不够的问题，缩短了光照时间，提高了课堂检测实效。精确显示到0.1摄氏度的数显温度计让升温效果更加精确地显示出来，增强了不同设计间的热能效对比。万向懒人支架的运用，让原始光线照射角度基本保持一致，更加体现了检测的公平性。将以上检测配件整合起来，可以在有限的课堂时间里实现高效精确测量，让学生实时了解自制太阳能热水器的热能效，提高课堂检测实效。
3.以評价量规调控学生的自主活动
评价量规是一个真实性评价工具，它是对学生的作品、成长记录或表现进行评价的一套标准，是连接教学与评价的一个重要桥梁。在长时间的设计制作过程中，如何协助学生更好地完成实践活动一直是比较难权衡的问题。教师说得太多、要求太多，往往给学生的束缚也多，学生的主体地位就难以体现；教师指导不够，学生设计制作过程中可能会出现目标不明确、要求不清晰等问题，导致活动无法高效、顺利地完成。因此，这类课需要精细化设置前置评价量表，对作品制作和团队合作等提出方向性的评价意见。这种前置式的评价量表有利于诊断学生在学习过程中存在的问题，能对他们的学习起到反馈、调节作用。
要体现工程实践与科学探究融合的过程
知识需要在实践中学习，在不断运用中加以深化，探究应当作为学生解决一些科学工程问题的实践手段。我们在五年级开发了一节《压水机》的工程实践课。压水机是一件适合小学五年级学生动手操作、自主探究的科技小制作，五年级学生已经有过关于空气性质的学习经历，能够对压水机进行观察与研究，探索其中的原理。教学设计主要引导学生经历“装置制作和原理解析”的探究过程。
1.设计有挑战性的任务 教学内容的选择和开发，要与教材相关的知识关联，源于教材，高于教材。在“装置制作”环节，引导学生在明确制作任务和观察零件的基础上，自主探索组装的方法，充分激发他们探究的需求。这个过程虽然有一定难度，但也有很大的教学价值。学生在探索过程中，通过小组合作、亲身实践、交流探讨、同伴演示等形式，完成压水机装置的组装和探究。
2.把动手实践和思维发展融合起来
让大部分学生通过小组合作的方式完成工程设计与制作活动，在动手实践和观察研究的基础上渗透科学原理的探究。教学难度要适合学生的认知水平，能让他们综合运用已有的科学概念，解释工程技术中的科学原理。在“原理解析”环节，引导学生对工作原理进行充分猜想、细致观察、充分交流与表达，在互动探讨中解析压水机的工作原理。
3.科学原理的解释建立在共识基础之上
教师在教学中并没有将大气压这个科学概念强加给学生，而是充分鼓励他们作出自己的解释，在互相研讨、争论、质疑中逐渐认识科学原理，允许他们提出接近科学的解释。在课堂上，有位孩子的解释是：拉的时候空气是从外部进来的，占据了多余的空间；推的时候多出的空气会挤压水，让水从管子里流出来。这是儿童原生态的解释，是学生能够理解并接受的解释。
要体现跨学科学习理念
新版《义务教育小学科学课程标准》在学科关联建议中提出：倡导跨学科学习方式。STEM（科学、技术、工程与数学）是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系，只有在交互中才能实现深层次的学习、理解性学习，才能真正培养儿童各個方面的技能和认识。
“设计制作包装盒”也是在教学实践中开发的一个课例，该课通过某糖果公司征集设计方糖包装盒的活动展开，让学生经历“选材—设计—制作—展示”的过程，尽可能使学生获得与科学、技术、工程和数学相关的知识，理解它们之间的交互关系。例如，在选材环节渗透了材料与抗弯曲能力的知识；在设计环节将数学中的计算立方体的体积大小作为最优方案；在制作环节将技术和工程的思想渗透进去。
1.要渗透跨学科学习的理念
我们应当将STEM看作4种彩线，它们只有交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。在教学过程中，教师要提出基于真实情境的任务，让学生主动激活碎片化的知识，在聚焦任务和规划行动中挑战自己，利用文字、绘图、实物等形式表达自己的创意和构想，发展设计思维、计算思维。要引导学生，使他们不仅能将自己的创意转化为模型或实物，还能不断改进和完善制造的“产品”，沉浸在动手探究和结果开放的探索之中。
2.让学生经历项目化研究的过程
把STEM教育理念引入科学课需要抓住两个关键。
一是真项目。将多种知识融合在真实的任务中，充分考虑学情特点和学段要求，把具有现实意义的问题设计成工程实践项目，在任务驱动下激发学生参与的积极性。
二是真探究。将科学问题蕴含在较复杂的真实情境中，让学生用多学科知识解决一项现实任务，让他们在真实的情境中学会学习、学会合作、寻求支持，在挑战中激发学习潜能，体验团队合作的过程和价值。
3.做好课内外的有效衔接
在课堂容量有限的情况下，教师要合理安排活动环节，允许出现多个正确答案，让学生明白对失败作品的再设计、再改进是学习过程的重要组成部分。实践活动时，要由扶到放，引导学生学习和掌握技术要领，不断提升实践能力。教师可以在课的前延后伸方面做文章，通过整合相关学科、开发拓展课程等方式，为学生营造一个更开放、更自主的成长空间。
综上所述，在教学中，教师要把握技术与工程实践的课程目标，将工程实践与科学探究紧密结合起来，将跨学科学习理念有机融入教学中，引领学生从科学认识走向科学实践，在学以致用的经历中不断发展自身的科学实践能力。
浙江省海宁市实验小学
（314400）