技术与工程在科学课堂的教育价值

◇陈文清（福建：仙游县盖尾第二中心小学）

2022 年版《义务教育科学课程标准》提炼了包括“物质的结构与性质”“能的转化与能量守恒”“生物与环境的相互关系”“技术、工程与社会”等在内的13 个学科核心概念，并明确了各自的学习内容。其中，“技术、工程与社会”的学习内容包含三个方面：一是技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造；二是技术与工程改变了人们的生产与生活；三是科学、技术、工程相互影响与促进。与此同时，在作为科学核心素养的“探究实践”中，技术与工程实践能力是一个重要方面。其学习要求包括：了解技术与工程实践的一般过程和方法，针对实际需要明确问题，提出有创意的方案，并根据科学原理或限制条件进行筛选；利用工具和材料进行加工制作；用自制的简单装置及实物模型验证或展示某些原理、现象与假设。理解技术与工程涉及明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等要素，具有初步的技术与工程实践能力。由此可见，技术与工程在小学科学课程中具有十分重要的地位。

一、技术与工程在科学课堂的教育价值

（一）培养学生科学兴趣与态度

科学学习的动力来自学生对科学的好奇心与求知欲，只有学生对科学感兴趣，他们才会乐于学习和探究。正如爱因斯坦所说：兴趣是最好的老师。小学科学课堂中通过技术与工程内容的学习，让学生了解自然物之外的人造物都是科学技术与工程的产物，小到日常学习中的纸笔、日常生活中的家电，大到宇宙飞船、高铁动车等国之大器，都离不开科学技术与工程的运用。通过列举生活中学生了解的技术与工程案例，让学生知道科学技术对人类生产、生活的重要性，对前沿技术与工程中的高新科技产生兴趣与好奇，认识到科学技术对社会的重要作用，从情感态度层面，树立学好科学、用好科学的积极学习态度。

（二）提升学生科学思维与能力

技术与工程是充满智慧和创造性的科学学习、研究与实践，蕴含着高深的科学知识与思维，需要学习与实践者将所学习掌握的科学知识，创造性地解决现实生活中的技术与工程领域的问题。经历“发现问题、提出问题、分析与思考问题、解决问题”的科学思维过程，动脑与动手相结合，设计技术与工程相关模型或者实物，在实验中检验、优化，让技术与工程的实践能切实解决现有问题。在自主、合作与探究的科学技术与工程学习与实践过程中，学生的科学知识得到充分应用与实践，科学思维与方法得到检验与优化，科学探究实践能力得到不断提升。

（三）强化学生科学责任与道德

科学技术与工程实践应用过程，对学生科学责任、伦理道德有着较大的影响。科学技术是一把“双刃剑”，技术与工程既可以服务于生活、生产，造福人类与社会，同时也面临着技术与工程应用实践过程中的科学伦理与道德的问题。小学生处于世界观、人生观与价值观形成的重要阶段，以技术与工程学习为契机，渗透科学社会责任与科学伦理道德，知道技术与工程的运用要服务于生产生活，用到正确合理的用途之上；从小培养崇高、远大的科学理想，致力于加强科学知识学习，为科学技术的发展进步做出自己应有的贡献。这体现了科学课程立德树人的根本任务。

二、技术与工程生活化教学策略

（一）留心观察发现，感受技术与工程作用

一是列举技术与工程在社会生活中的存在。小学生对生活中司空见惯的人造物往往视而不见，不知道这些人造物中所蕴含的科学技术与工程知识。老师通过点拨，引导学生善于留心、发现与思考，关注社会中的科学技术与工程的发展，这有利于小学生科学意识、科学精神的培养。在技术与工程知识学习过程中，老师可以启发式提问来引导学生发现与表达。如在教科版四年级下册《电路》的学习中，老师可以启发提问：“学习了《电与我们的生活》这一节课，请大家说一说我们生活中哪些地方用到了电路？生产活动中哪些地方用到了电路？”学生纷纷发表自己的看法，如家庭中安装有电路，既有总控制电源，又有各个部分的控制器；商场、超市有大型的电路，为其用电提供必要的电力供应；各行各业的生产都离不开电力，都安装有电路，电线杆、高压电线网本身就是一个大型的电路，将电能源源不断地输送到全国各地。学生在列举中会发现，原来技术与工程在日常的生产、生活中无处不在，作为人造物，其与社会生活密不可分。

二是讨论技术与工程对社会生活的重要性。技术与工程通过运用科学知识来发展技术与工程，提高生产力和生活便利，技术与工程对社会生活的影响巨大，正所谓“科学技术是第一生产力”，科学技术推动着社会的发展。技术与工程对人们社会生活的影响是巨大的、重要的。老师同样可以通过启发式提问驱动学生认知体会技术与工程对人类社会生活的重要性。如在六年级上册《观察身边微小的物体》一课的教学中，老师借助问题驱动学生思考：“身边微小的物体，小到用肉眼无法发现和观察，如果没有放大镜、显微镜，将会对科学研究工作造成什么样的影响？”又如，在学习《紧密联系的工具和技术》时，老师设问：“日常生活中，人们会用到哪些工具（机械工具、交通工具、通信工具、测量工具等等）？缺少这些工具会对我们的生活造成怎样的影响？”通过类似的逆向思维培养，让学生更好地认识到技术与工程对生活、生产的重要作用。

（二）聚焦生活问题，提出技术与工程任务

在小学科学课程中，技术与工程板块的学习，要着重培养小学生的问题意识，培养他们善于发现、善于思考、善于探究的科学学习品质。基于生活应用的小学科学技术与工程学习，要以问题为驱动，围绕学生普遍关心、关注的生活问题提出技术与工程的问题，引发学生自主合作与探究。

学生是科学学习的主体，同时也是生活的直接体验者。老师要充分发挥学生学习的主体性、积极性，引导他们结合生活实际中的技术与工程相关问题，提出有价值的探究学习任务，进行科学思维培养和探究实践。老师可以着重引导小学生发现生活中常见用品，如笔、书本、杯子、雨伞等日常生活用品设计制作的缺陷与不足，结合所学、所掌握的科学知识与应用技能，提出改进的意见，构建技术与工程的探究学习任务。

老师给学生布置科学小发明、小创造的实践任务：你们在平常使用物品过程中是否有不好的使用体验？或者感觉这些物品的设计不太科学、实用性欠佳？试着结合自身的生活实践发现一种有待改良的物品，并初步提出自己的改进建议。

善于观察生活、善于运用知识是重要的科学学习品质，老师的任务驱动能引发学生关注生活科学的意识与习惯。如有学生提出：生活中常用的水杯要么容易摔碎，要么容易滑动、洒出来，造成极大的不便。如果说改用不易碎的材料制作杯子可以解决摔破的问题，那么如何解决杯子稳定性差、水容易洒出来的问题？这样的问题很贴近生活，也很有科学技术与工程的探究价值。老师要鼓励学生善于发现、大胆想象、敢于提出科学问题，以培养其良好的科学思维与探究品质。

（三）运用科学知识，设计技术与工程作品

运用科学知识进行科学探究实践，制作简单的科学实物、模型是3～6 年级学生应具备的科学素养。老师既要做好学生的科学课老师，又要充当他们的科学指导员，针对学生发现、提出的科学技术与工程生活应用的研究主题，开展作品的设计操作实践，在动手制作中实现理论指导实践、教学做合一。

在科学技术与工程实践、制作过程中，要把握四方面的基本原则：首先，要实现安全性、可操作性、科学性与趣味性的结合。即技术与工程科学作品的设计制作要保证学生的安全，不做危险性实验探究活动；既要有设计的意义和价值，又要具备充分的实施条件，确保大部分学生在努力基础上能完成作品；既要体现科学特点，蕴含科学知识，又要具有趣味性，能吸引学生参与。其次，要突出创意。即所设计制作的技术与工程作品不能抄袭、模仿，而是充满学生自己的创新创造。再次，与科学课堂知识密切相关，难度适中。即开展的技术与工程设计活动与小学科学课程的教学内容密切相关，遵循小学生的认知经验与行为能力。最后，工具材料应简单易得。即技术与工程作品设计所需的材料是日常生活中常见、易得的普通材料。如土电话、听诊器的制作，简易指南针的制作，地球的自转与公转模型制作，磁悬浮笔架的制作，小秤杆的制作等等。这些技术与工程类科学小发明、小制作，都与科学课程教学内容密切相关，是对相应科学知识的创新应用，对小学生动手能力、科学思维、科学精神的培养大有裨益。

老师在指导学生完成生活应用性的技术与工程作品的设计与制作之后，要组织学习展示与交流活动，展示学生个人或小组创作的技术与工程作品成果。学生相互欣赏、相互学习、相互评价、共同提高，学习的成就感与获得感得到提升。

三、结语

科学、技术、工程与社会是有机统一的整体，科学是技术与工程的基础，技术与工程是科学知识原理的运用，对社会的发展、对人们的生产和生活产生了不可或缺的重要作用。小学科学技术与工程学习，关键在于让小学生认识科学、技术与工程的关系，了解社会生活中技术与工程的表现，知道科技进步对技术与工程发展的重要作用；具备初步的科学探究实践意识与能力，在老师的指导下创造性地设计和制作科技小发明、小制作，能制作简单的技术与工程模型与实物，探究与论证其在实际社会生活中的应用价值，以提高小学生的科学思维、科学品质，激发他们对科学学习的兴趣，从小学热爱科学、学好科学、用好科学，具备良好的科学素养。