摘 要：新課改背景下，技術與工程成為科學教育的重點內容，培養(yǎng)學生的技術與工程素養(yǎng)成為小學科學教育的一項重要目標。在小學科學技術與工程教學實踐中，教師通過設置真實有意義的驅動性任務、加強科學性指導、強化學生工程思維培養(yǎng)、采用表現(xiàn)性評價方式等途徑，可有效提升學生的設計與創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學生的技術與工程素養(yǎng)。

關鍵詞：小學科學；STEM；技術與工程

作者簡介：尤春來（1979—），女，江蘇省無錫市港下實驗小學。

在社會急速發(fā)展的背景下，自主科技創(chuàng)新正發(fā)揮愈加重要的作用。時代呼喚公民科學素養(yǎng)的提升，技術與工程素養(yǎng)作為個人科學素養(yǎng)的組成部分，重要性日益凸顯。2017年版《義務教育小學科學課程標準》中首次增加了技術與工程內容，2022年版《義務教育科學課程標準》在繼承這一部分內容的基礎上，進一步發(fā)展和強調了技術與工程素養(yǎng)。人類在與自然界互動的過程中，出于適應自然和改善生存條件的需要，發(fā)明了各種各樣的技術；而對現(xiàn)有物質和生活環(huán)境進行系統(tǒng)開發(fā)、生產、加工和建設，以滿足需求，則衍生出了工程的概念［1］。在小學科學課程中，技術與工程領域的教學旨在引導學生初步認識技術與工程的發(fā)展，使學生通過綜合運用各學科的知識，解決身邊的問題，感受動手實踐的樂趣，體驗科學技術對社會發(fā)展和個人生活的影響，從而培養(yǎng)科學、技術、工程與社會相互關聯(lián)的整體觀念。

一、小學科學教材中的技術與工程內容

在小學科學教育中，技術與工程內容是一個新增的領域，對于部分一線教師而言，這個領域可能相對陌生。因此，教師需要明確在整套小學科學教材中哪些內容屬于技術與工程范疇，以及在整套小學科學教材中哪些內容應側重于以技術與工程視角進行教學。下面以蘇教版小學科學新教材（2019版）為例做簡要分析，本套教材中涉及技術與工程的內容有主題單元、專項學習、STEM學習、科學閱讀等形式，涵蓋知識教學、技能訓練、情感態(tài)度價值觀等，在各年級的分布如表1。

主題單元引導學生在動手實踐中學習和了解技術與工程的基本知識，掌握基本操作技能。專項學習《像工程師那樣》著眼于工程實踐能力，帶領學生全面學習和了解工程師的工作過程，學習如何從工程角度思考問題、如何設計產品等，是系統(tǒng)化與顯性化進行工程專項能力訓練的板塊。STEM學習是綜合運用科學、技術、工程和數學知識，在項目化過程中解決實際問題的一種教育模式，重在帶領學生親歷完整的問題解決過程?？茖W閱讀帶領學生了解科技發(fā)展歷程，了解科學家、工程師對推動科技發(fā)展所起的巨大作用?？v向來看，每一個板塊內部都按照學習進階的方式在各年級分段分布，形成螺旋上升的整體框架。

蘇教版小學科學教材在技術與工程領域的知識呈現(xiàn)形式多樣，這樣的編排能夠更好地回應核心素養(yǎng)理念。技術與工程素養(yǎng)培養(yǎng)是一個復雜的問題，不可能用單一途徑解決。知識有知識傳授的方法，技能有技能訓練的方式，能力培養(yǎng)則要依托于真實情境和復雜問題，因此，教師在設計教學板塊時要做好分門別類［2］。

二、設置真實而有意義的驅動性任務

技術與工程素養(yǎng)培養(yǎng)依賴實踐活動，旨在讓學生在親身體驗中習得與養(yǎng)成素養(yǎng)。因為技術與工程的初衷是滿足人類生活需求，所以教師應強調其與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，創(chuàng)設真實任務情境，讓學生在任務的推動下展開探究，從而增加學習趣味，激發(fā)學生的學習熱情。

《立體小菜園》課程關注社會現(xiàn)狀：隨著人口的增長，糧食需求上升，但可耕種土地面積有限，因而農業(yè)產業(yè)化發(fā)展追求更高效的種植模式，為了少用地、多生產，立體農場應運而生。同時，城鎮(zhèn)化建設的進一步發(fā)展帶動了生活環(huán)境變革，很多鄉(xiāng)村居民也住進了高層住宅，缺乏種植空間。因此，建設立體小菜園不僅響應了現(xiàn)代生活方式變革，還能滿足人們的蔬菜種植需求。

基于以上分析，教師在課堂上可以引導學生思考家庭小菜園的重要性，如人們可以針對自己的個性化需求在家庭小菜園中種植蔬菜，節(jié)約家庭支出，保障家庭飲食健康等。設想有一天我們能在家觀察種子成長，感受自然生活，摘下蔬果，品嘗新鮮滋味，未嘗不是一種有意義的生活方式。接著，教師提出任務要求：在陽臺建一個立體小菜園，至少能讓一家三口每周吃上兩次小菜園供應的湯菜最好能利用廢舊材料建造。

以驅動性任務為出發(fā)點，以問題解決為導向，能使學生保持積極的學習狀態(tài)，而任務的開放性能促使他們尋找多樣化的解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和高階思維。

三、加強科學對技術工程的指導

科學與技術、工程三者相輔相成，密切相關?？茖W對技術與工程有指導作用，違反科學原理的技術發(fā)明或者工程建設是注定失敗的。反過來，技術與工程也會促進科學發(fā)展。比如，精密先進的觀測儀器有助于科學探索，“中國天眼”望遠鏡的建造為科學家發(fā)現(xiàn)更多脈沖星提供了機會。在學生的項目實踐中，科學原理的學習和應用也是不可或缺的，因此，我們需要強化對學生科學探究的引導。

在立體小菜園項目中，層架的建造涉及力學知識，如何增強層架結構的穩(wěn)定性以及承重性能等需要學生進行探究。說到穩(wěn)定性，學生一般會想到三角形結構，但是如果把裝置做成三角形，能夠擺放種植盆的空間會小很多，使種植面積減少。那么為了擴大空間，是否可以在四邊形中增加三角形結構以增強穩(wěn)定性？教師應指導學生選擇合適的材料和加固方式，可以引導學生先利用模型展開探究，再用數據來指導實踐。

蔬菜的種植涉及植物、土壤、光照和環(huán)境等的知識，不同植物的生長特性各異，種植周期不同。因此，如何選擇適合的蔬菜品種、如何合理配置土壤、如何增加光照等問題都需要學生深入學習。小菜園項目是一個持續(xù)時間比較長的活動，從前期調研到裝置建成再到后期種植，跨度數月，在此過程中學生會遇到各種科學問題，所以教師需要帶領學生不斷探索，科學指導學生開展小菜園建設，提高項目成功率。

四、強化技術與工程思維培養(yǎng)

科學、技術和工程是三種不同性質的實踐活動，其思維方式也各異。科學思維以追求真理為導向，是由好奇心和求知欲引發(fā)的探索與發(fā)現(xiàn)，以求真為目的。技術思維是以解決問題為導向的工具性思維，具有明確的目標，是人們在求新、求巧、求精的工具理性驅動下的發(fā)明和革新活動［3］。因此，技術思維的特征是創(chuàng)新。工程思維是以價值為導向的造物思維，追求最高性價比或者效益最大化，工程思維的顯著特征是系統(tǒng)性、集成性、跨學科性、綜合性以及復雜性等。

對于高年級小學生來說，他們喜愛立體小菜園這樣的實踐項目。然而，一些學生在實踐中缺乏思考。若在動手過程中缺少思維的參與，活動可能變得盲目低效，甚至可能半途而廢。為了改變學生“動手有余，思維不足”的情況，在工程實踐的每一個環(huán)節(jié)，教師應用問題來促進學生思考，強化技術與工程思維的引領。

明確任務階段：教師需明確提出任務，如在兩周內建設小菜園，利用廢舊物品作為建材，等等。這樣有助于學生清晰了解任務，引導學生對工程做系統(tǒng)性、經濟性的考量。

前期研究階段：學生需要展開三方面的調研——蔬菜品種選擇、土壤選擇以及立體小菜園的構建。為綜合考慮不同蔬菜的生長周期、適應性等，學生需要了解土壤需求。同時，他們還需要考慮材料選擇和容器的設計，以滿足復雜的工程需求。

設計方案：學生需要綜合考慮自家陽臺的實際情況，確定支架材質、數量、造型和層數，以保證結構穩(wěn)定。項目的可實施性至關重要，也是對學生創(chuàng)新思維的考驗。

制作改進：本項目具有一定復雜性，僅憑學生自己可能難以完成，所以教師要和家長積極溝通，取得家庭方面的支持，幫助學生落實方案。在搭建活動中，學生的困難主要來自兩方面——一是支架材料準備，二是工具操作。家長可以重點協(xié)助學生這兩方面的活動，引導學生關注細節(jié)、聚焦結構、優(yōu)化設計圖。在實際操作中可能會遇到各種困難，學生應在對標項目要求的前提下，著眼系統(tǒng)，統(tǒng)籌兼顧。

評價反思：在學生完成家庭小菜園建設后，教師可以組織一次討論評價會，采用觀看視頻或圖文的方式來考查學生的項目成果，讓學生談談項目體驗，總結反思。評價可以圍繞技術與工程思維的幾個要點展開，對學生的創(chuàng)新思維、系統(tǒng)思維、統(tǒng)籌思維等進行評估。

五、采用表現(xiàn)性評價方式

STEM學習旨在培養(yǎng)學生運用多學科知識解決實際問題的能力，注重項目化研究，以發(fā)展綜合能力為目標。在此過程中，教師不應當僅僅關注研究結果或書面測試，還需注重過程評價。表現(xiàn)性評價模式強調在真實情境下，根據評分規(guī)則對學生完成復雜任務的過程表現(xiàn)或結果進行評價［4］。表現(xiàn)性評價關注真實情境、復雜任務和過程評價，與STEM教育內涵高度契合，因此，基于任務的表現(xiàn)性評價有望提升STEM教學效果，促進學生發(fā)展。

發(fā)揮表現(xiàn)性評價的引領作用。作為教學過程的組織者、指導者和引導者，教師在設計教學時需考慮評價問題，確定課堂教學“教什么”“怎么教”，要指導學生“學什么”“怎么學”，最后通過評價知曉學生“會什么”［5］。因此，學習活動開始時，應告知學生評價的內容、標準和時間，以使他們提前做好準備。這樣，整個項目過程和結果都將成為評價的對象，從而增強學生的自律性和主動性，激發(fā)學生學習動力，使他們在整個任務過程中保持高效性。

設定表現(xiàn)性評價目標。在立體小菜園項目中，表現(xiàn)性評價的目標主要是考查學生的相關操作技能，以及他們設計、建設小菜園并進行種植的情況。因此，可以設定目標如下：引導學生綜合運用數學、科學、工程等多學科知識，動手建設立體小菜園，并種植蔬菜，每周為家庭提供兩次湯菜所需的原材料。這樣的評價目標能夠準確反映項目的實際要求，引導學生全面參與、深入思考和實踐。

制訂表現(xiàn)性評價量規(guī)。本項目中，表現(xiàn)性評價量規(guī)可以從設計、制作、種植三方面展開，在每個項目中落實具體觀測點，對學生在項目中表現(xiàn)出的行為與最終成果進行評價，同時評價主體要多元化，可以從學生自評、同學互評、教師評價三方面展開。評價表如表2所示。

工程項目的學習不會有單一的標準答案，科學教學重在引導學生充分參與、充分體驗和實踐制作，因此，評價活動也不應以追求答案為目的，而應具有針對性，教師需要善于發(fā)掘評價的要點。例如，如果學生學習了某項技術或工具操作，評價可關注他們對技術的掌握程度以及在使用工具完成指定任務時的表現(xiàn)，以評估他們的實際達成情況；如果涉及設計活動，則可以檢視其中是否蘊含創(chuàng)新或巧思；在STEM類項目學習中，評價可以根據各個環(huán)節(jié)對學生的要求，觀察他們的完成程度；等等。若設置的評價點能夠引導學生積極向上地學習，便能有效促進他們技術與工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。

［參考文獻］

中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

馮毅.新編蘇教版《科學》教材“技術與工程領域”內容編寫特點［J］.湖北教育（科學課），2020（4）：23-26.

李瓊，周哲民，萬秋紅.職業(yè)教育語境下技術思維內涵特征及其研究價值［J］.職教論壇，2022，38（7）：23-28.

張文蘭，劉照陽.信息技術賦能項目式學習的有效路徑［J］.中小學數字化教學，2023（2）：5-8.

鐘以平，吳白濤.取向大單元視域，設計混合式教學［J］.四川教育，2022（12）：19-20.