角色浸入式：科學(xué)高段技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)策略

[中圖分類號] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號] 1007-9068（2025）24-0079-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“科學(xué)新課標(biāo)\"）針對技術(shù)與工程領(lǐng)域設(shè)置了兩個(gè)核心概念，分別是“技術(shù)、工程與社會\"“工程設(shè)計(jì)與物化”；同時(shí)，對“工程設(shè)計(jì)與物化\"強(qiáng)調(diào)“工程活動的本質(zhì)是創(chuàng)造人工實(shí)體，設(shè)計(jì)與物化是其中的重要環(huán)節(jié)”。對此的教學(xué)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)不難，難的是讓學(xué)生身臨其境地去探究。基于此，筆者通過描繪、構(gòu)圖、建模和驗(yàn)收這四個(gè)環(huán)節(jié)，將“架構(gòu)師\"“設(shè)計(jì)師”\"建造師\"“驗(yàn)收師\"等角色融入小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)中，發(fā)揮“架構(gòu)師\"作用，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中實(shí)踐探究，激發(fā)“設(shè)計(jì)”興趣、提升“建造\"技能、培養(yǎng)“驗(yàn)收”思維。

一、描繪：基于“架構(gòu)師”思維的工程藍(lán)圖

在技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)中，教師應(yīng)在工程設(shè)計(jì)實(shí)施前研讀課標(biāo)和教材，以“架構(gòu)師”思維對內(nèi)容要求進(jìn)行整合，描繪出項(xiàng)目的工程藍(lán)圖。

（一）研讀課標(biāo)，定位教學(xué)目標(biāo)

1.基于課標(biāo)，把握兩個(gè)核心概念

筆者先研讀科學(xué)新課標(biāo)，找到技術(shù)與工程領(lǐng)域的兩個(gè)核心概念對應(yīng)的高段學(xué)習(xí)內(nèi)容、內(nèi)容要求。

2.立足學(xué)情，確定四維學(xué)業(yè)要求

然后針對高段學(xué)生的情況，依據(jù)素養(yǎng)目標(biāo)確定四維學(xué)業(yè)要求（見表1）。

表1技術(shù)與工程領(lǐng)域的四維學(xué)業(yè)要求（高段）

（二）剖析教材，劃分項(xiàng)目類別

在研讀課標(biāo)的基礎(chǔ)上，筆者剖析教材并參考教師用書，將工程項(xiàng)目分為兩類，即\"生活·環(huán)境\"類和“交通·建筑\"類。下面，筆者以\"交通·建筑\"類的五年級下冊“船的研究”單元為例進(jìn)行論述。

二、構(gòu)圖：基于“設(shè)計(jì)師”思維的工程設(shè)計(jì)

科學(xué)新課標(biāo)指出：“工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。”因此，在工程項(xiàng)目實(shí)施前，首先要明確需要解決的問題、滿足的標(biāo)準(zhǔn)和受到的限制條件，形成多種可能的設(shè)計(jì)方案，基于證據(jù)優(yōu)化并確定方案。

（一）真情境：創(chuàng)真實(shí)情境，明設(shè)計(jì)要求

科學(xué)新課標(biāo)指出：“教師要創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，通過學(xué)生的體驗(yàn)、操作和制作，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中感受技術(shù)與工程的基本特點(diǎn)。\"在本單元教學(xué)中，筆者結(jié)合學(xué)校活動創(chuàng)設(shè)情境：“我校科技節(jié)即將開幕，咱們五年級的項(xiàng)目是造船，獲獎的小船有機(jī)會在校科技節(jié)上展示。同學(xué)們快來參加吧！”基于上述情境，筆者引導(dǎo)學(xué)生挖掘“客戶\"需求，明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)（見圖1）。

圖1“客戶\"需求和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（二）微支架：依設(shè)計(jì)資料，繪制效果圖

為了讓“設(shè)計(jì)師\"更好地進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，筆者提供各種微支架，如學(xué)理支架、樣品支架等，引導(dǎo)學(xué)生自主或合作繪制船的效果圖。其中，學(xué)理支架包括各種科學(xué)知識、科學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻等，樣品支架包括不同類型船的照片、實(shí)物模型等

（三）微亮相：游桌創(chuàng)意會，精修“施工圖”

在方案初步成型后，教師可以召開游桌創(chuàng)意會，讓“設(shè)計(jì)師”精心設(shè)計(jì)的方案“登臺亮相”，其他學(xué)生給予建議，幫助“設(shè)計(jì)師\"做好方案的迭代升級。這樣提供展示平臺，能促使“設(shè)計(jì)師\"取長補(bǔ)短，增強(qiáng)方案的合理性、創(chuàng)新性，讓“施工圖\"變得更加精準(zhǔn)。

三、建模：基于“建造師”思維的工程實(shí)踐

科學(xué)新課標(biāo)指出“工程的核心是建造”，并提出“利用工具制作簡單的實(shí)物模型，根據(jù)實(shí)際反饋結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)并展示”的內(nèi)容要求。在本單元教學(xué)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生嘗試制作船舶模型，培養(yǎng)學(xué)生的“建造師”思維。

（一）模型初建，提高實(shí)踐能力

根據(jù)船的設(shè)計(jì)方案，先進(jìn)行心理建模，再選擇合適的材料和工具，進(jìn)行初代模型的搭建。學(xué)生沉浸在“建造師”的角色中，積極參與審閱圖紙、選材制材、選擇工具、初建模型等環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，學(xué)生人人都變身“船舶建造師”，體驗(yàn)?zāi)Ｐ痛罱ǖ恼麄€(gè)流程。筆者也適時(shí)參與，給予學(xué)生技術(shù)指導(dǎo)，讓學(xué)生制作的船達(dá)到比賽要求。

（二）模型檢測，提升反思能力

初代模型建造完成后，學(xué)生需要對其進(jìn)行檢驗(yàn)測試。筆者提供對照單、細(xì)則表等檢測工具，引導(dǎo)學(xué)生對模型進(jìn)行測試，一旦發(fā)現(xiàn)與對照單、細(xì)則表中的標(biāo)準(zhǔn)不符的地方，就及時(shí)記錄下來并反思模型的搭建過程。這樣一一比對，學(xué)生做到了對模型建造的真反思，提升了反思能力。

（三）模型選代，培養(yǎng)修正能力

成品模型往往不是一次就能制作完成的。科學(xué)新課標(biāo)指出：“對于比較復(fù)雜的產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ停赡苄枰啻蔚倪M(jìn)。\"教師可以請專家介入分析學(xué)生模型，或讓學(xué)生請教其他組的成員，并根據(jù)得到的建議和模型的真實(shí)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚W(xué)生選擇合適的工具或材料對模型進(jìn)行精修，讓模型在達(dá)到基礎(chǔ)要求的前提下進(jìn)行升級。這一發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)模型的過程，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的辯證思維，還提升了他們對模型的修正能力。

四、驗(yàn)收：基于“驗(yàn)收師\"思維的工程評價(jià)

完成模型不是任務(wù)的終止，“驗(yàn)收師”還要對成果進(jìn)行驗(yàn)收。在項(xiàng)目實(shí)施前，筆者已經(jīng)讓學(xué)生明確了設(shè)計(jì)要點(diǎn)。因此，在驗(yàn)收環(huán)節(jié)，學(xué)生能參照設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行自我評價(jià)，逐步形成自我管理和自我調(diào)節(jié)的良好習(xí)慣。

（一）成果交付節(jié)，評圖物一致性

舉辦成果交付節(jié)，讓學(xué)生將模型設(shè)計(jì)方案和成果展示給大家，師生共同評價(jià)學(xué)生的成果。同時(shí)，提供線上、線下的展示平臺，讓學(xué)生利用平臺上傳和展示產(chǎn)品，讓所有的教師、同學(xué)和家長都可以看到并參與評價(jià)，確保評價(jià)過程公開透明，評價(jià)結(jié)果一目了然，以培養(yǎng)學(xué)生的批判性精神

1.借班級圈，靜態(tài)驗(yàn)收成果

“船舶建造師”將成品模型以照片或視頻的形式上傳班級圈，學(xué)生作為“驗(yàn)收師”，了解船舶模型是否如期完成、完成的質(zhì)量如何并留言，可以表達(dá)看法、提出建議等。通過將自己的成果以照片或者視頻的形式上傳班級圈，學(xué)生可以看到同學(xué)、老師和家長給自己的建議或者點(diǎn)贊，從而提升科學(xué)學(xué)習(xí)的自信心，養(yǎng)成謙虛的品質(zhì)。

2.依設(shè)計(jì)圖，動態(tài)驗(yàn)收模型

“設(shè)計(jì)師\"發(fā)布方案，“建造師”展示模型，“驗(yàn)收師”則對照設(shè)計(jì)圖，觀察成品模型與設(shè)計(jì)方案是否一致，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對模型進(jìn)行評價(jià)，并將其登記為合格品或次品，進(jìn)行初步篩選。學(xué)生將本組的作品和設(shè)計(jì)方案放在一起，其他學(xué)生則根據(jù)展示的內(nèi)容進(jìn)行觀察評價(jià)，看船舶模型與設(shè)計(jì)方案是否一致，并做好記錄，實(shí)現(xiàn)對模型的動態(tài)驗(yàn)收。

（二）性能檢測區(qū)，評模型功能性

制作模型只是第一步。達(dá)標(biāo)的模型必須符合基本要求，如成本盡量低、載重至少200克、有自己的動力…筆者提供一個(gè)大場地，設(shè)置性能檢測區(qū)，并將其劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，如計(jì)算成本區(qū)、航行測試區(qū)、載重區(qū)等，要求學(xué)生在組內(nèi)、組間相互檢測和評價(jià)模型的功能是否符合要求。在這一過程中，每個(gè)小組的測試場地和測試人員都是一樣的，體現(xiàn)了模型功能檢測的公平性，有助于篩選出更為優(yōu)秀的成品

1.組內(nèi)自測，核算模型成本

小組成員根據(jù)材料清單計(jì)算本組模型所需的費(fèi)用，填寫小船成本核算單，判斷是否超出預(yù)算。如果超出預(yù)算過多，教師就要引導(dǎo)學(xué)生好好反思，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約成本的意識。參與核算本組船舶模型的成本，能讓學(xué)生對造船所需費(fèi)用做到心中有數(shù)，了解選擇怎樣的造船材料才能節(jié)約成本，為以后學(xué)習(xí)技術(shù)與工程領(lǐng)域的其他內(nèi)容作鋪墊

2.組間互測，檢測基本性能

小組成員將本組模型拿到對應(yīng)的功能區(qū)域，“驗(yàn)收員”對模型進(jìn)行基本性能的檢測與記錄。每個(gè)小組都擔(dān)任“驗(yàn)收員”，給予其他小組建議。組間檢測船舶模型的基本性能，能讓學(xué)生了解其他組制作的船舶模型的優(yōu)缺點(diǎn)，知道本組的船舶模型優(yōu)勢在哪里、不足在哪里，從而揚(yáng)長避短，為后續(xù)模型的迭代升級奠定基礎(chǔ)。

（三）產(chǎn)品發(fā)布會，評模型整體性

最后，舉辦模型競標(biāo)會，讓學(xué)生通過功能演示和走廊漫步，評價(jià)船舶模型的整體性，并分享擔(dān)任不同角色的心路歷程，體會不同角色的特點(diǎn)和魅力，獲得成功的喜悅。

1.功能演示，呈現(xiàn)個(gè)性特色

小組成員以“設(shè)計(jì)師”“建造師”的身份做述職報(bào)告，將整個(gè)模型落地的歷程分享給大家，并介紹模型的功能，展示方案的創(chuàng)新點(diǎn)。這個(gè)過程能讓學(xué)生體會到不同角色的職責(zé)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生圍坐在一起，看“船舶建造師”展示成果，聽他們介紹模型的優(yōu)點(diǎn)。最后，師生共同判斷“船舶建造師”的表述是否合理，并讓其他成員進(jìn)行補(bǔ)充、反駁或提問。

2.走廊漫步，展示成果風(fēng)采

走廊漫步，是指將所有船舶模型放在一個(gè)區(qū)域里展示，每組留一位“建造師”進(jìn)行講解，其他學(xué)生作為“驗(yàn)收師”去參觀，欣賞各組模型的風(fēng)采，并點(diǎn)贊、提建議。這樣能培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神、批判能力，增強(qiáng)學(xué)生表達(dá)自己觀點(diǎn)的勇氣。設(shè)置點(diǎn)贊區(qū)和建議區(qū)是為了讓各小組更好地了解本組模型的優(yōu)缺點(diǎn)，在接下來的實(shí)踐中有針對性地對模型進(jìn)行迭代升級。這樣引導(dǎo)學(xué)生通過漫步的方式，一站一站地去參觀學(xué)習(xí)，營造了輕松的氛圍，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在不知不覺中得到提升。

在小學(xué)科學(xué)高段技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)中運(yùn)用角色浸人式策略，促使學(xué)生深入體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的全過程，從“設(shè)計(jì)師”的創(chuàng)意構(gòu)思，到“建造師\"的動手實(shí)踐，再到“驗(yàn)收師”的嚴(yán)格評價(jià)，每個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生都沉浸其中，充分發(fā)揮了自身的主動性和創(chuàng)造力。這不僅創(chuàng)新了課堂教學(xué)方式，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了他們的系統(tǒng)工程思維和批判性思維，為其未來的科學(xué)學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2] 傅小歡.談核心素養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)“技術(shù)與工程”領(lǐng)域?qū)嵺`教學(xué)策略[J].華夏教師，2020（13）：38.

[3] 梁啟勝.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)“角色”意識的培養(yǎng)［J].漢字文化，2019（11）：171-172.

（責(zé)編蔡宇璇）