杜瑩

摘要：工程實踐是指按某一特定的目標，遵循一定的規(guī)范進行設計，然后進行生產(chǎn)或建設，直至最后制造出符合預期的產(chǎn)品的一種思維方式。讓學生形成有效的科學思維能力，提高學生自身的綜合素養(yǎng)。

關鍵詞：工程思維;設計制作;實踐能力;創(chuàng)新精神

小學科學教育愈加重視培養(yǎng)學生基于問題解決和工程設計等的科學素養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)學生的工程思維。工程思維是指按某一特定的目標，遵循一定的規(guī)范進行設計，然后進行生產(chǎn)或建設，直至最后制造出符合預期的產(chǎn)品的一種思維方式。結合工程思維的內(nèi)涵，筆者以為，可以按照明確主題、研究討論、設計實施、評價交流這幾個環(huán)節(jié)實施教學，著力培養(yǎng)學生的工程思維。下面，以《造房子》一課為例具體說明。

一、明確主題

確定一個具有研究價值的主題并創(chuàng)設相應的情境，是學生工程思維培養(yǎng)的出發(fā)點。情境的創(chuàng)設，可以聯(lián)系學生的現(xiàn)實生活，在學生鮮活的日常生活環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、挖掘情境資源。這樣，不僅能為學生的學習提供認知?？奎c，又能激發(fā)他們的學習熱情。

《造房子》一課教學，教師首先結合學生的生活和已有認知提出問題：“同學們，我們現(xiàn)在居住的都是高樓大廈，非常舒適安逸。但是，很多貧困山區(qū)的孩子至今仍住在很破舊的房子里，這些房子年久失修、屋頂漏雨，有些房子甚至存在倒塌的風險。如果你是房屋建造師，你愿意為他們建造一座安全舒適的房子嗎？”學生當然都十分愿意參與房子的建造。接著，教師啟發(fā)思考：“那你知道房子的建造流程嗎？”學生進行深入思考，在小組內(nèi)部討論，然后全班交流，從而對房子的建造過程有初步的認知和了解。在此過程中，學生明確了將要研究的問題，為后續(xù)的學習做好充分準備。

二、研究討論

研究主題確定之后，教師可提出環(huán)環(huán)相扣的問題，幫助學生從已有經(jīng)驗中搜集出相關信息和資料，然后研究討論這些信息和資料，建立相關的聯(lián)系紐帶。

在明確“造房子”的主題后，教師布置第一個任務：建造一座安全、舒適的房子要考慮哪些因素？任務拋出后，學生根據(jù)已有知識和經(jīng)驗，從大小、形狀、結構、用途、材料、承受力、穩(wěn)定性等方面進行討論，充分發(fā)表自己的意見。接著，教師布置第二個任務：根據(jù)已經(jīng)學過的《折形狀》和《搭支架》，要建造既省材料又牢固的房子，你們有些怎樣的建議？學生聯(lián)系之前所學，能夠準確說出利用圓柱形結構能增大房子的承受力，而利用三角形結構最省材料。最后，教師布置第三個任務：你們想選擇什么樣的材料？怎樣連接材料？學生在小組內(nèi)進行討論，教師對學生的想法進行評價和總結。

三、設計實施

設計與實施是工程實施中十分關鍵的環(huán)節(jié)，后期的測試完善更是工程的點睛之筆。設計和實施的過程是學生將頭腦中的想法變?yōu)楝F(xiàn)實的過程。在此過程中，教師要讓學生知道，設計及改進是一個循環(huán)往復的過程。在設計與實施的過程中，學生學會反思，在反思中提升自身的科學能力及工程思維。

通過進一步的討論研究，學生對房子的建造又有了更深的認識。在此基礎上，教師分發(fā)圖紙，說明“牢固、寬敞、省料”的優(yōu)秀設計的標準。牢固性主要看建造的房子能否承受一定的壓力;寬敞主要看房子的空間布局是否合理;省料主要看所選材料是否物盡其用，減少不必要的浪費。此時，教師鼓勵學生充分發(fā)揮想象，設計出滿足這些標準又個性十足的房子。

接下來，學生將思路轉(zhuǎn)換為圖紙，小組內(nèi)繪制好初稿后，全班交流討論。之后，教師引導學生將設計精細化：設計圖要有框架結構圖及整體樣式圖，還要寫明使用的材料及尺寸，并且計算出所需的材料。學生完成初稿后進入交流環(huán)節(jié)，依次上臺介紹自己小組的作品，其他小組提出修改建議。各小組對照建議再次修改設計圖，直至得到滿意的設計方案。設計方案完成后，各小組便可以選取材料進行制作。制作的過程中，學生遇到問題，可邊修改邊制作。只有在不斷的嘗試、改善中，房子的制作才能趨向成功。因此，嚴謹性這一不可或缺的工程思維品質(zhì)得到有效鍛煉。

四、評價交流

評價及交流，可以幫助學生了解自身存在的問題及產(chǎn)生問題的原因，更可以幫助教師掌握學生的發(fā)展水平，改進教學，從而更高效、更有針對性地培養(yǎng)學生的工程思維。

各小組房子建造完成后，教師讓學生根據(jù)前面制訂的三個標準對其他小組的作品做出合理的評價。大多數(shù)小組建造的房子都能達到標準。有的作品能承受20本作業(yè)本的重量，其較大的承受力得到許多人的認可;有的作品空間大，內(nèi)部可放置2—3個文具盒;還有的雖然承重力不強，但是所用材料最少，比較經(jīng)濟。接著，學生根據(jù)評分表，對其他小組的作品打分。最后，教師根據(jù)每個小組在整節(jié)課中的表現(xiàn)加以點評。此時，教師可以從圖紙設計、模型建構及小組合作等方面進行評價。結合師生共同的評價，全班評選出最佳小組及最佳作品。同伴評價能給予學生自己對學習過程和結果的掌控權，從而促使學生自主地參與到學習中;教師評價則能為學生提供全面、及時的反饋，幫助他們在之后的學習中進一步彌補自身的不足，優(yōu)化自己的作品。

綜上所述，對學生工程思維的培養(yǎng)是一個循序漸進的過程。工程不是隨意地去做，而是要將相關課程真正落實在“設計后再制作”的學習活動中。學生自己根據(jù)研究主題思考可行性方案，自行設計圖紙，在設計的過程中，分析出自己的不足，不斷完善自己的設計，從而逐步提升自己的工程思維。

參考文獻：

[1]李燕.STEAM教育理念下小學科學教學中的工程思維培養(yǎng)[J].福建教育學院學報，2021，22（10）：109-111.

[2]朱依晴.基于項目化迭代設計的小學科學工程思維培養(yǎng)策略探究[J].科學咨詢（科技·管理），2021（10）：175-176.