技术与工程实践活动的设计与实施

〔摘" "要〕" 科学与技术、工程融合，对青少年科学素养和创新能力的培养具有重要作用。作为学生学习科学知识的起始阶段，在小学科学教学中开展技术与工程实践活动以激发学生的探究兴趣、培养其创新思维和实践能力，符合科学教育理念。本文对开展技术与工程实践活动的背景、问题、意义、原则和策略进行了探讨。

〔关键词〕" 小学科学；技术与工程；实践活动

〔中图分类号〕" G424" " " " " " " " 〔文献标识码〕" A" " " " "〔文章编号〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 007-009

随着现代科技的迅猛发展，小学科学教学及学生科学素养质量受到各方关注。技术与工程领域与人们的生活和生产有着密切的联系，学生在学习相关内容时，要扎实开展实践活动，深刻体会技术与工程的重要价值。

一、开展技术与工程实践活动的背景

技术与工程实践活动是让学生亲身参与工程实践，将理论知识与实践技能相结合，培养学生的实践能力、问题解决能力和创新意识。

（一）科学教育的新要求

在教育“双减”中做好科学教育加法的政策，激发了青少年的好奇心、想象力、探求欲，对培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体，产生了积极意义。

（二）课程标准的新解释

新课标对“探究实践”的解释为，在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题以及在技术与工程实践过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力。这说明，新课标重视培养学生的实践能力。

（三）STEM教育的新发展

STEM教育倡导将科学、技术、工程和数学等学科有机地融为一体，技术与工程实践活动的实施也是STEM教育理念的具体体现。

（四）教学形式的新转变

随着科学课动手实践活动的增加，科学教师的教学形式也在发生变化，以便更好地组织学生开展技术与工程实践活动。

二、开展技术与工程实践活动存在的问题

技术与工程领域目前还存在较多不足，包括课程内容与教学方法单一化、缺乏跨学科整合、实践资源不足以及师资力量薄弱等。

（一）受重视程度不够

虽然科学教育已经把技术与工程教育定为必需的教学内容，但在教学实践中还是重视不足，科学教材也没有单独设置技术与工程板块，只是将其零星地安排在其他领域里面。

（二）不同学校差异大

一些学校开展技术与工程实践活动已经成为常态。但是，更多的学校基本很少开展，没有真正落实实践活动的各项要求。

（三）存在其他现实问题

技术与工程实践活动的开展仍存在其他现实问题，如教师的专业能力、学校的资源配置、学生的参与度以及家长的支持等。

科学教师要重视教学现状，有效落实新课程标准，深入开展实践活动，推动技术与工程领域教学的良性发展。

三、开展技术与工程实践活动的意义

技术与工程实践活动的实施意义重点在于培养学生的实践能力和问题解决能力。通过有效的实践活动，学生不仅可加深对科学原理的理解，还能提升工程设计能力。

（一）落实新课标理念及要求

新课程标准对实施技术与工程实践的要求很明确，也突出了其重要性。在实践活动的实施、教学内容、教学策略、实践能力提高等方面都提出了具体的建议与要求。

（二）培养学生的工程实践能力

学生通过参与技术与工程实践活动，能学会观察问题、提出假设、动手实践和制作成品。

（三）促进学生对知识的应用

学生学习了技术与工程的知识后，能够在实际生活中应用。比如，学习完“运动与摩擦力”之后，学生可通过制作简单的防滑鞋以理解摩擦力和运动的关系。这样的实践活动，可使学生应用所学知识，增强实践能力。

四、开展技术与工程实践活动的原则

设计技术与工程实践活动，旨在培养学生的实践能力、创新思维、问题解决能力以及团队合作精神。设计原则主要包括以下几点。

（一）激发学生兴趣

活动设计要基于现实问题才能吸引学生参与。例如，可让学生设计并制作香烟烟雾智能收集器，这种用于解决日常生活问题的小发明，能极大地激发学生的兴趣。

（二）具备实践性

技术与工程实践活动必须注重实践操作，让学生通过相关联的知识培养动手能力和实践能力。例如，可设计实践活动“纸飞机的飞行学问”，让学生在课堂上学习有关气流、升力等知识，通过动手制作和测试纸飞机，体验其中的科学原理和飞行学问。

（三）贴近生活实际

活动设计要让学生在日常生活中感受到技术与工程的应用和意义。例如，可设计“家庭环保小卫士”实践活动，让学生了解家庭垃圾分类、节水等环保知识，鼓励他们在家中开展环保实践活动。

（四）体现合作性

教师应鼓励学生进行团队合作。例如，可设计“小小工程师团队挑战”活动，指导学生分小组设计、制作模型，比如纸板桥、纸杯塔等，让他们通过合作交流解决问题，培养其合作意识和协作能力。

五、开展技术与工程实践活动的策略

设计科学、技术、工程等实践性活动，要基于学生的知识经验和认知水平合理进行。在此基础上，引导学生有目标地开展项目研究，完成作品制作。

（一）创设真实问题情境

技术与工程的学习内容都来源于生活实际，是人们对物质材料和生活环境需要进行开发建造的成果。因此，实践活动要在具体的真实问题情境中让学生了解实践目的，激发其解决问题的兴趣和决心。

（二）设计方案并画出草图

教师应提醒学生从问题情境出发，思考怎样设计方案才符合实际。比如要设计观察敌方活动情况的潜望镜，需要什么材料？是否需要伸缩？携带是否方便？等等。接着画出草图，将理论知识转化为实际操作。学生在绘图过程中反映具体形状和主要功能即可，通过草图既让人了解制作意图、作品构造等，又培养了学生的实践能力和创新意识。

（三）动手实践制作作品

这是学生将设计方案物化的过程。首先需准备好材料。在制作过程中，教师应积极鼓励学生发挥创造力和想象力，培养学生的工程实践能力和解决问题能力。例如制作用于野战游戏的潜望镜，可使用常见易得的材料如塑料瓶、泡沫、瓦楞纸片等。教师可让学生讨论制作过程，对其中的重要步骤稍做提示，如如何裁剪材料、如何黏合和组装等。同时，教师须提醒学生注意安全。

（四）测试检验并改进优化

对作品的测试检验和改进优化是一个反思和改进的过程，旨在提高学生的思考能力和工程实践能力。

测试作品：在测试过程中，学生要记录数据以便后续分析。以潜望镜为例，学生先检查外观和各部分的连接是否牢固，然后测试其在不同高度的使用效果，记录可视效果、管子的伸缩情况等。

结果分析：分析所收集的数据，找出作品的优点和不足。在测试潜望镜活动中，学生可能会发现观测时有偏差、管子松动等问题。

反思与讨论：学生反思设计过程，讨论改进方案。教师可鼓励学生提出修改建议，如镜子是否平行？管子的连接是否牢固？等等。

改进优化：学生基于讨论结果对作品进行改进和优化，包括调整设计、更换材料或改变构造，比如调换平面镜、用胶水加固等。

再次测试：对改进后的作品需重新测试，以验证改进后的效果。学生再次记录数据，并与之前的结果进行比较。

通过对作品的测试和改进优化，学生不仅能够学习到科学、技术与工程的相关知识，还能够提升工程实践能力和创新能力。

（五）发布成果分享收获

学生将自己的作品加以展示，分享学习经验和收获。这既可增强学生的自信心，还能促进方法的交流和经验的传承。技术与工程实践活动的成果发布可以采取以下方法。

科技作品展示活动：学校组织学生展示他们的工程设计和技术创新成果。除了实物展示外，还可以通过海报、展示板等向教师、同学和家长展示作品。

媒体平台：可以在校园网站或社交媒体平台上发布，例如学生的实践报告、实践过程照片、成果作品等，让更多人了解学生的努力和成就。

参加科技展览或比赛：组织学生参加科技展览或比赛，让学生向更多观众展示工程实践成果，与其他学生进行交流和分享。

（六）总结与评价

评价活动的开展有助于对学生进行反馈，帮助学生改进学习方式。通过总结与评价，使学生的作品得到认可，让学生有获得感。

明确评价标准：教师应根据活动目标设定明确的评价标准。这些标准可以是量化型的也可以是具体描述的。

总结成果：学生总结在工程实践活动中取得的成果，展示实践活动过程、工程设计的成品、技术创新成果的意义。

自我评价：学生对自己在活动中的表现进行自我评价，总结优点和不足，提出改进建议。例如：评价自己在工程实践过程中材料的使用是否科学、作品的缺陷是否得到改进等。

他人评价：他人对学生的成果和在活动中的表现进行评价和认可，也可以指出需要改进的地方。例如：教师对学生制作的实物模型进行评价，包括对模型各部分结构的合理性、数据的科学性等提出相应的建议。

学生通过对工程知识和科学原理的应用，提升了在现实中的解决问题能力。技术与工程实践活动要立足于学生的认知水平，教师需设计趣味性强的学习内容，针对真实情境提出明确的任务，让学生有目的地进行工程实践活动。在实践过程中，教师应提供足够的时间和材料，让学生都参与实践活动，培养学生的工程实践能力和创新能力，促进学生科学核心素养的养成，更好地适应未来科技和社会的发展。

【基金项目：本文系广东教育学会“十四五”教育科研课题2023年度一般课题“基于核心素养的小学科学技术与工程实践活动资源的开发与实施研究”的研究成果，课题编号：GDES14410】

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]陈洪辉.跨学科概念在项目式学习中的融合与运用[J].实验教学与仪器，2023（5）：85-88.

[3]何再红.STEM视角下，小学科学课堂技术与工程实践活动设计初探：以“小杆秤的研究”为例[J].新教师，2020（3）：50-51.

[4]傅小欢.谈核心素养下小学科学“技术与工程”领域实践教学策略[J].华夏教师，2020（13）：38.