技術與工程實踐活動的設計與實施

〔摘" "要〕" 科學與技術、工程融合，對青少年科學素養和創新能力的培養具有重要作用。作為學生學習科學知識的起始階段，在小學科學教學中開展技術與工程實踐活動以激發學生的探究興趣、培養其創新思維和實踐能力，符合科學教育理念。本文對開展技術與工程實踐活動的背景、問題、意義、原則和策略進行了探討。

〔關鍵詞〕" 小學科學；技術與工程；實踐活動

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 007-009

隨著現代科技的迅猛發展，小學科學教學及學生科學素養質量受到各方關注。技術與工程領域與人們的生活和生產有著密切的聯系，學生在學習相關內容時，要扎實開展實踐活動，深刻體會技術與工程的重要價值。

一、開展技術與工程實踐活動的背景

技術與工程實踐活動是讓學生親身參與工程實踐，將理論知識與實踐技能相結合，培養學生的實踐能力、問題解決能力和創新意識。

（一）科學教育的新要求

在教育“雙減”中做好科學教育加法的政策，激發了青少年的好奇心、想象力、探求欲，對培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體，產生了積極意義。

（二）課程標準的新解釋

新課標對“探究實踐”的解釋為，在了解和探索自然、獲得科學知識、解決科學問題以及在技術與工程實踐過程中，形成的科學探究能力、技術與工程實踐能力和自主學習能力。這說明，新課標重視培養學生的實踐能力。

（三）STEM教育的新發展

STEM教育倡導將科學、技術、工程和數學等學科有機地融為一體，技術與工程實踐活動的實施也是STEM教育理念的具體體現。

（四）教學形式的新轉變

隨著科學課動手實踐活動的增加，科學教師的教學形式也在發生變化，以便更好地組織學生開展技術與工程實踐活動。

二、開展技術與工程實踐活動存在的問題

技術與工程領域目前還存在較多不足，包括課程內容與教學方法單一化、缺乏跨學科整合、實踐資源不足以及師資力量薄弱等。

（一）受重視程度不夠

雖然科學教育已經把技術與工程教育定為必需的教學內容，但在教學實踐中還是重視不足，科學教材也沒有單獨設置技術與工程板塊，只是將其零星地安排在其他領域里面。

（二）不同學校差異大

一些學校開展技術與工程實踐活動已經成為常態。但是，更多的學校基本很少開展，沒有真正落實實踐活動的各項要求。

（三）存在其他現實問題

技術與工程實踐活動的開展仍存在其他現實問題，如教師的專業能力、學校的資源配置、學生的參與度以及家長的支持等。

科學教師要重視教學現狀，有效落實新課程標準，深入開展實踐活動，推動技術與工程領域教學的良性發展。

三、開展技術與工程實踐活動的意義

技術與工程實踐活動的實施意義重點在于培養學生的實踐能力和問題解決能力。通過有效的實踐活動，學生不僅可加深對科學原理的理解，還能提升工程設計能力。

（一）落實新課標理念及要求

新課程標準對實施技術與工程實踐的要求很明確，也突出了其重要性。在實踐活動的實施、教學內容、教學策略、實踐能力提高等方面都提出了具體的建議與要求。

（二）培養學生的工程實踐能力

學生通過參與技術與工程實踐活動，能學會觀察問題、提出假設、動手實踐和制作成品。

（三）促進學生對知識的應用

學生學習了技術與工程的知識后，能夠在實際生活中應用。比如，學習完“運動與摩擦力”之后，學生可通過制作簡單的防滑鞋以理解摩擦力和運動的關系。這樣的實踐活動，可使學生應用所學知識，增強實踐能力。

四、開展技術與工程實踐活動的原則

設計技術與工程實踐活動，旨在培養學生的實踐能力、創新思維、問題解決能力以及團隊合作精神。設計原則主要包括以下幾點。

（一）激發學生興趣

活動設計要基于現實問題才能吸引學生參與。例如，可讓學生設計并制作香煙煙霧智能收集器，這種用于解決日常生活問題的小發明，能極大地激發學生的興趣。

（二）具備實踐性

技術與工程實踐活動必須注重實踐操作，讓學生通過相關聯的知識培養動手能力和實踐能力。例如，可設計實踐活動“紙飛機的飛行學問”，讓學生在課堂上學習有關氣流、升力等知識，通過動手制作和測試紙飛機，體驗其中的科學原理和飛行學問。

（三）貼近生活實際

活動設計要讓學生在日常生活中感受到技術與工程的應用和意義。例如，可設計“家庭環保小衛士”實踐活動，讓學生了解家庭垃圾分類、節水等環保知識，鼓勵他們在家中開展環保實踐活動。

（四）體現合作性

教師應鼓勵學生進行團隊合作。例如，可設計“小小工程師團隊挑戰”活動，指導學生分小組設計、制作模型，比如紙板橋、紙杯塔等，讓他們通過合作交流解決問題，培養其合作意識和協作能力。

五、開展技術與工程實踐活動的策略

設計科學、技術、工程等實踐性活動，要基于學生的知識經驗和認知水平合理進行。在此基礎上，引導學生有目標地開展項目研究，完成作品制作。

（一）創設真實問題情境

技術與工程的學習內容都來源于生活實際，是人們對物質材料和生活環境需要進行開發建造的成果。因此，實踐活動要在具體的真實問題情境中讓學生了解實踐目的，激發其解決問題的興趣和決心。

（二）設計方案并畫出草圖

教師應提醒學生從問題情境出發，思考怎樣設計方案才符合實際。比如要設計觀察敵方活動情況的潛望鏡，需要什么材料？是否需要伸縮？攜帶是否方便？等等。接著畫出草圖，將理論知識轉化為實際操作。學生在繪圖過程中反映具體形狀和主要功能即可，通過草圖既讓人了解制作意圖、作品構造等，又培養了學生的實踐能力和創新意識。

（三）動手實踐制作作品

這是學生將設計方案物化的過程。首先需準備好材料。在制作過程中，教師應積極鼓勵學生發揮創造力和想象力，培養學生的工程實踐能力和解決問題能力。例如制作用于野戰游戲的潛望鏡，可使用常見易得的材料如塑料瓶、泡沫、瓦楞紙片等。教師可讓學生討論制作過程，對其中的重要步驟稍做提示，如如何裁剪材料、如何黏合和組裝等。同時，教師須提醒學生注意安全。

（四）測試檢驗并改進優化

對作品的測試檢驗和改進優化是一個反思和改進的過程，旨在提高學生的思考能力和工程實踐能力。

測試作品：在測試過程中，學生要記錄數據以便后續分析。以潛望鏡為例，學生先檢查外觀和各部分的連接是否牢固，然后測試其在不同高度的使用效果，記錄可視效果、管子的伸縮情況等。

結果分析：分析所收集的數據，找出作品的優點和不足。在測試潛望鏡活動中，學生可能會發現觀測時有偏差、管子松動等問題。

反思與討論：學生反思設計過程，討論改進方案。教師可鼓勵學生提出修改建議，如鏡子是否平行？管子的連接是否牢固？等等。

改進優化：學生基于討論結果對作品進行改進和優化，包括調整設計、更換材料或改變構造，比如調換平面鏡、用膠水加固等。

再次測試：對改進后的作品需重新測試，以驗證改進后的效果。學生再次記錄數據，并與之前的結果進行比較。

通過對作品的測試和改進優化，學生不僅能夠學習到科學、技術與工程的相關知識，還能夠提升工程實踐能力和創新能力。

（五）發布成果分享收獲

學生將自己的作品加以展示，分享學習經驗和收獲。這既可增強學生的自信心，還能促進方法的交流和經驗的傳承。技術與工程實踐活動的成果發布可以采取以下方法。

科技作品展示活動：學校組織學生展示他們的工程設計和技術創新成果。除了實物展示外，還可以通過海報、展示板等向教師、同學和家長展示作品。

媒體平臺：可以在校園網站或社交媒體平臺上發布，例如學生的實踐報告、實踐過程照片、成果作品等，讓更多人了解學生的努力和成就。

參加科技展覽或比賽：組織學生參加科技展覽或比賽，讓學生向更多觀眾展示工程實踐成果，與其他學生進行交流和分享。

（六）總結與評價

評價活動的開展有助于對學生進行反饋，幫助學生改進學習方式。通過總結與評價，使學生的作品得到認可，讓學生有獲得感。

明確評價標準：教師應根據活動目標設定明確的評價標準。這些標準可以是量化型的也可以是具體描述的。

總結成果：學生總結在工程實踐活動中取得的成果，展示實踐活動過程、工程設計的成品、技術創新成果的意義。

自我評價：學生對自己在活動中的表現進行自我評價，總結優點和不足，提出改進建議。例如：評價自己在工程實踐過程中材料的使用是否科學、作品的缺陷是否得到改進等。

他人評價：他人對學生的成果和在活動中的表現進行評價和認可，也可以指出需要改進的地方。例如：教師對學生制作的實物模型進行評價，包括對模型各部分結構的合理性、數據的科學性等提出相應的建議。

學生通過對工程知識和科學原理的應用，提升了在現實中的解決問題能力。技術與工程實踐活動要立足于學生的認知水平，教師需設計趣味性強的學習內容，針對真實情境提出明確的任務，讓學生有目的地進行工程實踐活動。在實踐過程中，教師應提供足夠的時間和材料，讓學生都參與實踐活動，培養學生的工程實踐能力和創新能力，促進學生科學核心素養的養成，更好地適應未來科技和社會的發展。

【基金項目：本文系廣東教育學會“十四五”教育科研課題2023年度一般課題“基于核心素養的小學科學技術與工程實踐活動資源的開發與實施研究”的研究成果，課題編號：GDES14410】

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