■天津職業(yè)技術師范大學附屬珠江道小學 程 鵬

教育部2017版《義務教育小學科學課程標準》里，小學科學教學內(nèi)容除了原有的物質(zhì)科學領域、生命科學領域、地球與宇宙科學領域的課程內(nèi)容外，還增加了技術與工程領域。這一領域的學習重在啟發(fā)學生綜合所學知識，實現(xiàn)各學科之間知識的融會貫通，對發(fā)現(xiàn)的問題尋求解決途徑，進行實踐操作，通過親自動手做來解決問題。工程的關鍵是設計，設計是工程活動的前提和靈魂，具有目標性、制約性、復雜性及不確定性等特點。學生在根據(jù)具體任務進行設計時，不僅要綜合運用到前面所學的知識，而且要綜合考慮可利用的條件和制約的因素。所做的設計要用口述、畫圖等方法表達出來，并能夠?qū)⒆约汉唵蔚膭?chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨铮诓粩嗤晟频倪^程中，完成相關任務。因此，工程設計對于小學階段的學生而言具有一定的挑戰(zhàn)性，需要長時間、循序漸進地學習與練習才能掌握其中的原理與方法。在這樣的過程中，綜合運用所學知識的能力、思維能力、創(chuàng)新能力、實踐能力才會得到提升與發(fā)展。這一領域的課程對于絕大部分一線的科學教師同樣是比較新的領域，需要教師不斷深入研究，靈活運用多種教學策略幫助學生掌握工程設計的步驟與方法，不斷提高學生的工程設計能力。

一、創(chuàng)設真實情景，明確設計主題

所謂真實情景，是指創(chuàng)設的情景要基于學生的身心特征和已有經(jīng)驗，注重聯(lián)系生活，結(jié)合科學學科的特點，形象生動地提出情景，以使學生積極主動地參與其中，將已有的知識經(jīng)驗進行遷移，解決當下遇到的難題。有價值的真實情景一定是含有真實生活、真實情感的問題情景，能夠有效地激發(fā)學生的思考，情境中的問題更應結(jié)合我們的教學目標進行設定，合理控制難易程度，并且針對低年級的年齡特點還應注重問題描述的新穎性和生動性。

“工程與技術”領域的課堂，是需要學生基于遇到的問題進行有目的的設計，而并非天馬行空，只是為了設計而設計。例如：在沒有明確設計主題的情況下，學生在設計時可能會更加注重自己的喜好，如是否美觀漂亮等，更多的是產(chǎn)品外觀的與眾不同，而忽略產(chǎn)品的功能需求。因此，在進行工程設計類課程領域的教學時，教師要創(chuàng)設真實情景，幫助學生明確設計的主題，把握設計的方向。

二、夯實相關概念，奠定設計基礎

思維是人腦對客觀世界中的事物進行的間接反應，它必須建立在自己已有知識經(jīng)驗基礎上，缺少知識經(jīng)驗這一基礎，工程設計同樣無法進行。改版的科學課教材以大單元的組織形式呈現(xiàn)，體現(xiàn)了科學概念的連貫性和綜合性，不斷挖掘科學探究中的思維和認知發(fā)展過程。技術與工程領域的教學內(nèi)容是以一定的科學概念為基點，通過技術設計、技術制作從而在教學活動中進一步發(fā)展學生綜合運用科學概念為目標的教學活動。新科學課教材“工程與技術”領域中設計類課程大多編排在單元學習的最后一課。此類課旨在通過對已學習內(nèi)容的融會貫通，設置情景鼓勵學生小組合作、動手制作，并且能夠根據(jù)科學原理的設計制作，形成一定的“產(chǎn)品”。設計類課程要避免上成只動手不動腦的手工課，如何體現(xiàn)工程設計思維，學生首先要知道設計的原理，有目的地進行設計，而不是單純地模仿制作。這就要求教師應站在大單元視角下進行備課，全局把握單元教學目標，夯實必備相關科學概念，這樣才能為學生搭建思維腳手架，奠定設計的基礎。

三、優(yōu)化制作材料，提供設計保障

1.豐富制作材料，激發(fā)設計創(chuàng)意。技術與工程內(nèi)容的教學，材料是一個關鍵因素。教師要根據(jù)教學內(nèi)容為學生準備熟悉的、易于加工制作、成本低的豐富材料，并以“自助餐”的形式設置材料自選區(qū)。這樣既給予學生按需選擇的余地，又激發(fā)了思維的靈活性。

2.分化制作材料，指引設計方向。學生只有對材料的結(jié)構(gòu)、性能了解透徹，才能發(fā)散思維，設計出具有創(chuàng)造性和實用性的產(chǎn)品。因此，教師應根據(jù)學生的知識水平和生活經(jīng)驗分化制作材料，保障設計及制作的順利進行。如一二年級限定材料范圍，給學生提供生活中最常見、特性熟悉、能夠操作的材料和工具，鼓勵學生利用老師準備的材料進行創(chuàng)新設計，這也有利于低年級學生進行獨立思考?；谝阎牧系脑O計，學生也有很大的想象空間，不僅可以最大限度地激發(fā)學生進行創(chuàng)新的探索與嘗試，更能避免學生設計時“天馬行空”，制作時“無從下手”。中、高年級學生隨著科學知識的豐富和生活經(jīng)驗的積累，教師要隨之拓充材料范圍，便于學生根據(jù)自己的設計去材料區(qū)選擇適宜的材料，也可以鼓勵學生自己準備補充制作材料。

四、細化設計圖紙，了解設計流程

將想法變成設計圖紙，引導學生將頭腦中的思維模型通過圖畫模型顯現(xiàn)出來是制作產(chǎn)品很重要和關鍵的一步。對于中年級的學生，教師要指導學生細化設計圖紙，明確設計流程，使學生的設計具有指向性和目的性，提升學生思維的嚴密性。這樣避免學生只關注產(chǎn)品外觀而忽視細節(jié)的構(gòu)思。不僅要求學生畫出最初的產(chǎn)品外觀設計草圖，而且要配上簡單的文字說明，標出每部分選用的制作材料、制作尺寸，最后列出整個制作過程中所需材料單、工具單。

五、拆分設計步驟，降低設計難度

由于低年級學生動手能力較差，思維發(fā)育尚不成熟，科學知識掌握比較少，“技術與工程”活動中如果讓學生進行憑空的設計，直接拋給學生一個抽象的概念，讓他們進行從無到有的設計，這對中低年級的學生來講都是有一定困難的，無法獨立完成從設計到制作整個流程。教師可以拆分設計步驟，降低設計難度，通過一系列有針對性的問題，引領學生在解決問題過程中完善產(chǎn)品，同時了解、體驗設計流程，為今后自主進行工程設計制作奠定基礎。

六、多元評價標準，提升設計品質(zhì)

改進是工程技術中非常重要的環(huán)節(jié)，我們應設計多元化的評價標準，并設計好相應的評價量規(guī)，幫助學生了解自己設計的優(yōu)勢與不足，從而進行更好的改進，提升設計的品質(zhì)。同時在自我展示、相互評價過程中學會辯證地看問題，增強批判性思維能力。

1.在作品展示與交流的過程中，引導學生進行自我反思評價。在產(chǎn)品展示與交流的過程中，我們要求學生：一要介紹作品的科學原理及特色；二要介紹自己在制作過程中遇到哪些困難，如何修改自己的設計；三要介紹自己作品還有哪些需要提高和改進的地方。在有限的課堂時間內(nèi)，學生的作品可能不夠完美，讓學生在交流展示中學會自我反思評價，在反思中促進新的觀念的形成，產(chǎn)生新的靈感，這比作品本身的優(yōu)劣更值得關注，是學習的隱性成果之一。我們既要讓學生反思設計中所運用知識的合理性，又要反思制作中解決問題的辦法是否切實可行，引導學生思考如何著手下一步的解決方案，使產(chǎn)品不斷走向“完美”。

2.將評價標準前置，用評價工具來導航設計。在教學中，需要教師根據(jù)不同的教學內(nèi)容，建立和使用相應的評價工具，這些評價工具將幫助學生更好地驗證設計、評估設計以及修正設計。我們改變以往先有學生作品后出示評價標準的情況，將評價標準前置，用評價工具來導航。評價不僅要關注作品本身，也要關注學習過程中學生的表現(xiàn)。包括：①“分工合作”方面：小組分工是否明確，每個成員是否都能完成自己的任務。②“設計圖”方面：學生是否能畫出清晰的設計示意圖，是否能在示意圖上標出部件和部件高度、尺寸大小，需要的材料等。③“制作過程”方面：學生或小組是否能夠按照設計流程進行制作，在完成原始計劃同時注意細節(jié)。④“小組和分組互評記錄”方面：是否分析準確和評價公平。

3.多樣化評價量規(guī)，調(diào)動學生參與工程設計的主動性。小學生好勝心強，都希望得到教師和同學的肯定，這是他們學習的動力來源。所以，在教學中，我們的評價量規(guī)可從任務要求、設計、材料、制作、習慣等方面列出相應的指標，并為每個指標在不同的測量等級（例如優(yōu)、良、合格）下加上描述性語句，低年級可用相應笑臉或五角星的個數(shù)來表示，以反映出該等級的特征。這些描述性語句或笑臉個數(shù)就構(gòu)成了各個等級的評價量規(guī)。

教學策略可能是比較固定的模式，但課堂教學卻是千變?nèi)f化的。教師要根據(jù)學生的認知水平、工程設計的內(nèi)容、特點以及教學中的實際情況，把握工程設計的原則，靈活運用各種教學策略，給予學生有針對性的指導，有效提高學生的工程設計能力，促進學生科學思維的發(fā)展。