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教育部《義務教育小學科學課程標準》里，小學科學教學內容除了原有的物質科學領域、生命科學領域、地球與宇宙科學領域的課程內容外，還增加了技術與工程領域。縱觀國際科學教育，越來越注重科學、技術、工程和數學交叉融合（STEM教育），提倡以整合的教學方式使學生掌握知識和技能，靈活遷移應用，解決現實問題。新課程標準中增加技術與工程領域內容，是我國小學科學教育的重大變化之一。目前，技術與工程領域內容已成為小學科學教學中重要的組成部分，是理論與實踐聯系密切的課程，綜合應用性較強，在培養小學生科學素養中起著重要作用。新課程標準中，對技術與工程領域的教學內容也作了重要闡述，研讀課標是熟悉技術與工程領域課程并實施有效教學的重要步驟。

一、新課程標準中技術與工程領域的定義與要求

1.新課程標準中技術與工程領域的定義

《義務教育小學科學課程標準》中，關于技術與工程是這樣定義的：人類觀察自然、研究各種現象產生和變化的原因，而產生科學，科學的核心是發現；對科學加以巧妙運用以適應環境、改善生活而產生技術，技術的核心是發明；人類為實現自己的需要，對已有的物質材料和生活環境加以系統性的開發、生產、加工、建造等，這便是工程，工程的核心是建造。運用科學、技術和工程，人類創造了豐富的人工世界。技術與工程領域的學習可以使學生有機會綜合所學的各方面知識，體驗科學技術對個人生活和社會發展的影響。技術與工程實踐活動可以使學生體會到“做”的成功和樂趣，并養成通過“動手做”解決問題的習慣。

2.新課程標準中技術與工程領域的要求

新課程標準中要求，科學教師在教學中，應幫助學生形成以下主要概念：16.人們為了使生產更加便利、快捷、舒適，創造了豐富多彩的人工世界。17.技術的核心是發明，是人們對自然的利用和改造。18.工程的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產品的活動。學生在小學不同階段構建這3個概念時，有不同的學習目標和要求，因而在教學內容和教學方式上有所不同。針對“概念16”，低年級學生需要學會觀察自然，知道自然和人工世界不一樣，體會生活中使用的科技產品對人類帶來的益處。中高年級學生，則需要知道如何區分常見材料中的天然材料和人工材料，知道重大發明的科技產品給人類帶來好處時，也會產生一定的負面影響，比如環境問題等。這個概念在建構時，培養的重心是觀察、閱讀和簡單制作的能力，學會使用日常生活中的科技產品，如手機、小家電等。因此，在與“概念16”有關的教學中，教師需提供給學生更多的觀察機會，讓他們形成觀察的好習慣。“概念17”側重技術的核心是發明，而發明需要一些工具的支持，所以在低年級中，學生重點是認識身邊的常見工具，了解工具的功能，學會簡單操作，比如放大鏡的使用。中高年級學生則要注重實驗開展，能夠熟練操作簡單的工具，認識到精密測量儀器使用的重要性，比如溫度計、天平等。構建“概念17”時，重在培養學生對工具的認識和使用，知道工具的構造和工具對人類創造、改善生活的重要性，也能對簡單的科技產品進行科學原理分析。所以，開展與“概念17”有關的教學時，應該注重實驗，重視實驗儀器的教學以及使用。在構建“概念18”時，需要學生充分認識材料，綜合應用知識。低年級學生要能夠通過口頭表達和簡筆畫的形式，將自己設計的產品畫出來。中年級學生，要能夠制定方案，解決問題，對制作的產品進行分析和改善。高年級則要求學生能夠考慮到更多的因素，如環境、實用性等，要能對設計和制作的產品進行改進和完善，并加入自己的創意。在建構這個概念時，教師要鼓勵學生進行設計，創造輕松的課堂氛圍，讓學生思考、創新，將創意物化，勇于發現問題，自己探究尋找解決方法。

二、粵教科技版小學《科學》教材中技術與工程領域課程特點

1.粵教科技版小學《科學》教材中技術與工程領域課程的整理歸納（三至六年級）

隨著新課程標準的頒布，我市現在采用的粵教科技版《科學》新教材中，三至六年級相應安排了該領域的教學內容。各個年級的分布情況如下：三年級的技術與工程領域課程，集中在下冊第二單元《材料的選擇》，學生從認識身邊的材料開始，訓練觀察能力，并且以簡筆畫方式畫出自己的設計圖，《包裝小酥餅》的設置則體現了該單元的綜合應用；四年級以“設計與制作”的課題體現，綜合運用單元所學知識，如《設計與制作：我們的小樂器》是綜合運用《聲音》這一單元所學知識，《設計與制作：風帆小車》是在學習完《運動和力》后，結合運動和力的關系，制作跑得快的風帆小車，重在培養學生綜合運用知識的思維；五年級技術與工程領域的課程，集中在下冊的第二單元《橋梁》，在學習了梁橋、拱橋、懸索橋、桁架橋的結構與特點后，在《設計與制作：我的小橋》一課中開展創意設計，重在鼓勵學生大膽創新，勤于動手制作；六年級上冊第四單元《光》中設有《設計與制作：潛望鏡》，到了下學期，則增加了要求，重在發現生活中需要改進的產品，產生問題、尋找解決方法、進行改造、檢測，體現新課程標準對高年級學生的目標要求，如《雨傘的改進》《巧改廢棄物》等，培養學生善于發現的能力，以及綜合考慮的思維能力。

2.粵教科技版小學《科學》教材中技術與工程領域課程的特點

粵教科技版小學《科學》教材中，技術與工程領域課程內容的課題具有明顯標志——課題大多冠有“設計與制作”字樣，教材通常安排以下步驟開展教學：①導入：由生活情境導入，引發思考；②選材：介紹材料、選擇材料；③設計：根據材料特點設計產品，畫出設計圖；④制作：利用所選材料和工具，參照設計圖，進行制作；⑤測試：對所制作的產品提出有效的測試方案，根據方案進行性能測試；⑥改進：根據測試的結果，對材料、結構、外形等進行改進，綜合環境環保等因素完善成品。這是技術與工程領域課程內容的特點，從生活情境出發，發現問題，認識和選擇材料，構圖設計并制作，最后對制作的產品進行檢測和完善。整個過程需要嚴謹的思維，教學過程中，教師需要關注每個學生遇到的問題以及創意亮點。在聆聽東南大學學習科學研究中心葉兆寧老師的講座時，他提到技術與工程領域課程的核心特點是，與科學、技術、工程、數學四個學科緊密相連，以整合的教學方式培養學生掌握知識和技能，并能靈活遷移解決真實世界中的問題，所以這個領域的課程具備了跨學科性、趣味性、體驗性、情境性、協作性、設計性、實證性、技術增強性等特點。同時，葉老師也提到當下我國小學科學教育中技術與工程領域的教學內容，就是國際科學教育中提倡的STEM教育，提到該領域課程的流程（如圖3），可以看出，這與粵教科技版小學《科學》教材的編寫思路非常吻合。

三、技術與工程課程教學策略初探

技術與工程領域的課程對于絕大部分一線的科學教師來說，是比較新的領域，如何有效開展教學還需要深入探討。現通過研討活動中觀摩的該領域的兩個教學案例來談談自己的體會，這兩個案例的教學內容來自粵教科技版小學《科學》三年級下冊。案例一：《包裝小酥餅》《包裝小酥餅》在教材第二單元《材料的選擇》中，這一內容是綜合前面所學材料的特性后所設置的實踐活動。教學導入，請學生模擬快遞運輸小酥餅的過程，拆快遞，觀察兩個快遞中小酥餅是否完好，緊接著拋出問題：為什么同樣的快遞方式，小酥餅的完好程度卻不一樣？（導入環節從生活中的快遞運輸過程入手，極大地激發了學生的探究興趣，同時引發學生將關注點轉移到快遞的包裝上，進而轉移到材料的選擇上，學生也明白了小酥餅易碎的特點，從而聚焦問題的所在——酥餅易碎。）環節一：出示材料圖片（如圖4），小組討論材料的選擇。準備選擇哪些材料來包裝小酥餅，如何來包裝？（引導學生思考，認識材料的特性，針對小酥餅易碎的特點進行快遞包裝。）環節二：學生根據選擇的材料設計包裝小酥餅。（讓學生充分實踐操作，指導有需要的小組，充分關注學生。）環節三：檢測，模擬快遞運輸的方式“拋接—扔—震動”，拆開快遞，檢驗小酥餅是否完好。請小組分享包裝小酥餅的方法，介紹怎么包裝才能讓小酥餅不碎，反思有哪些需要改進的地方，其他小組可以提供建議。（充分鍛煉學生的表達能力并體驗小組合作學習的樂趣，這就是技術與工程領域課程所能培養學生的合作與溝通交流的能力和解決問題的能力。）環節四：延伸問題——小酥餅包裝中除了考慮包裝的材料和方式，還有哪些方面需要考慮？（延伸問題，激發學生進一步思考，雖然課堂結束了，但是問題源源不斷，需要學生保持對問題的思考意識。）案例二：《設計與制作：簡易保溫箱》《設計與制作：簡易保溫箱》分為兩個課時，第一課時是《材料的保溫性》，是對材料的保溫性進行探討，第二課時是《簡易保溫箱的設計與制作》，這是基于前一課對材料保溫性的探究，利用所選材料進行設計和制作保溫箱，并進行保溫效果檢測。第一課時中，先出示老冰棒，設疑“怎樣讓老冰棒融化得慢點呢？”激發學生的思考。根據學生的回答，教師出示材料（如圖5），并引導學生設計實驗，探究各種材料的保溫性能，同時使用溫度計測量材料的溫度，結合數學知識分析實驗數據，獲得保溫性能好的材料（如圖6）。（該課時內容，為下一課時作鋪墊，綜合應用所學知識，同時也實現了學科之間的融合。）第二課時，引導學生利用探究出的保溫性能較好的材料進行保溫箱的設計與制作（如圖7），并用冰塊檢測保溫效果。此外，教師還可以準備產品評價量表（如圖8），讓學生進行自我評價并及時改進產品。兩個案例的教學基本遵循了“導入→選材→設計→制作→測試→改進”的教學進程。教師從生活情境出發，激發學生的探究興趣，根據小酥餅的“易碎”特點和保溫箱的關鍵——“保溫”，介紹材料并選擇材料，經過設計，制作出產品，最后檢測，交流改善產品。兩個案例均體現了技術與工程領域的課程特點，著眼培養學生解決問題的能力、合作與溝通能力、創新思維能力和終身發展的能力。

四、技術與工程領域課程的教學策略

1.明確需要解決的問題

技術與工程領域課程教學中，首先要明確需要解決的問題。例如，《簡易保溫箱的設計與制作》一課要解決的問題關鍵詞——保溫，《包裝小酥餅》要解決的問題是“小酥餅易碎”。技術與工程領域課程內容主要源自生活，所以在生活實踐中遇到問題時，要通過設計來改善并制作出更理想的產品。我們在設計六年級下冊《雨傘的改進》一課時，遇到的問題就是不能夠明確問題，問題方向找不準，因為實際生活中的雨傘有許多不便的地方，而課堂的限制，只能朝一個方向解決問題，所以就需要一個過渡，將發散的問題集中到一個問題上開展研究，再在課后運用知識遷移，去探究其他的問題。

2.分析問題，認識材料工程與技術

課程設計的課前準備，是學生對生活中的該物體的認識。例如，“保溫瓶”這一內容，便是對生活中保溫例子的認識。第一課時，單一材料的測試，通過生活中的例子，簡單地了解符合該產品要求的材料，通過對每一種符合要求的材料進行測試，選擇效果最佳的材料運用到第二課時，進行產品的設計和制作。最后對設計的產品進行延伸，課后延伸對于技術與工程領域課程是重要的，也是潛移默化地培養學生思維創造以及解決問題的能力。工程與技術領域課程，很多重點問題指向對材料的認識，學生只有對材料的結構、性能了解透徹，才能設計出具有創造性和實用性的產品。因此，開展技術與工程領域課程教學，教師還應注重對材料的講解和介紹。學生認識材料或許也是工程與技術領域的重頭戲。

3.緊密聯系生活實際技術與工程領域課程

因為和生活實際聯系密切，所以在課程導入時，應注重直觀和新穎，材料的呈現形式因“文字—圖片—視頻—演示—實物”的不同而直觀性逐漸增強，也就是說能用圖片不用文字，能用視頻不用圖片，最佳呈現形式是實物。新課程標準要求培養學生改進現有產品，從而達到改善生活質量的目的，教師教學時，應多直接呈現產品實物，有效引起學生的注意力，激發他們的探究興趣，提高其學習效率。

作者：張杰志；魏婷