以科学创造营为媒介加强学生技术与工程实践能力

〔摘" "要〕" 在新时代背景下，科技的迅猛进步与社会结构的高速转型，使掌握先进技术与工程实践技能成为21世纪创新型人才的关键指标。这些技能不仅对个人的职业生涯及创意思维发展至关重要，也对国家科技前沿探索与经济繁荣产生深远的推动效应。为了主动适应这一时代需求，本研究提出以科学创造营为媒介，深入探索这一创新教学模式在增强学生技术与工程实践能力方面的具体实践操作路径，以此来调动学生创新思维，培养其动手、解决问题等能力。

〔关键词〕" 小学生；技术与工程实践能力；科学创造营

〔中图分类号〕" G424" " " " " " " " 〔文献标识码〕" A" " " " "〔文章编号〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 022-024

《义务教育科学课程标准（2022年版）》中第12个核心概念“技术、工程与社会”和第13个核心概念“工程设计与物化”，从实践、方法和探究这三个角度对技术与工程领域的内容进行设计安排，引导学生通过具体的实践活动认识技术与工程的特点及其对社会的影响。可见，技术与工程是科学教育中的一个重要领域，具有丰富独特的育人价值。为应对这一挑战，“科学创造营”应运而生。该模式以STEM教育理念为基础，采用项目式学习方式，引导小学生在实践中探索和理解科学原理，进而有效提升其技术与工程实践能力。

一、科学创造营的意义

科学创造营是基于现有教科版小学科学教材工程与技术相关内容，深度挖掘课程资源，融入技术与工程学习理念，在教学中引导学生经历“像工程师那样做工程”的过程，包含问题、设计、制作、改进、展示等过程。科学创造营作为一种专为小学生设计的创新教育模式，旨在通过一系列富有创造性和实践性的活动，有效提升小学生的技术与工程实践能力。这一模式不仅符合当前教育改革的方向，也符合社会对人才需求的趋势。

（一）点燃学生科学热情

科学创造营精心策划了丰富多彩的科学实践，包括科学实验、学术演讲与科学展，有效地激发了学生对科学的热忱与探究欲望。这些活动，不仅点燃了学生探索未知的热情，还培育了学生的科学思维，为其将来投身科研工作打下了稳固根基。

（二）锻造学生创新头脑

在科学创造营的实践项目中，我们激励学生运用已掌握的知识去应对实际难题，这一经历有效地挑战并锤炼了他们的创新能力与批判性思维。学生通过持续的实验、调整和优化方案，逐步形成了独立思考和勇于创新的品质，为培养具备创新意识的专业人才奠定了牢固的基础。

（三）强化学生实践技能

科学创造营的关键价值之一，在于它对学生实践能力的增强和塑造。相较于传统教育主要聚焦于理论知识的灌输，科学创造营则侧重于实操体验，通过一系列构思巧妙的动手实践环节，包括亲自动手制作、实验操作以及程序调试等，促进学生将理论知识转化为实际应用。这一从概念到操作的转变，不仅深化了学生对科学原理和技术信息的认知，而且极大地锻炼和提升了学生解决实际问题的能力。

（四）拓宽学生知识视野

科学创造营的活动不仅囊括了基本科学范畴，还深入探索了未来科技的尖端领域。通过参与各类实践项目，学生能亲睹最前沿的科研成就与行业走向，从而极大地丰富了知识结构，提升了对科技动态的洞察力与认知深度。这种横跨多个学科的学习经历，拓宽了学生的知识视野，有助于学生构建起全面而深入的知识网络，为日后的学习与科研工作做好铺垫。

二、科学创造营的组织

（一）情境创设，引发技术与工程需求

情境创设是科学创造营活动开展的开端。科学探索营的实践往往围绕现实生活中的难题或挑战展开，涉及环境保护、能源利用、健康生活方式等议题，促使学生在应对具体问题时，掌握并运用科学知识。这种方式下的学习，能显著激发学生的积极性，推动其更加投入地参与项目实践活动，进而提升学习效率。

1.借助故事探秘。在项目启动之初，教师精心策划一场别开生面的启动会，旨在通过一系列创意十足的活动，点燃学生对探索校园生态系统的热情。在项目活动内容中，编织了一个扣人心弦的故事——“揭秘校园中的神秘生物”或“绘制校园生态的隐秘地图”，将学生带入一个充满未知与惊喜的冒险世界。这些故事不仅充满了奇幻色彩，更与校园生态系统紧密相关，让学生仿佛置身于一场真实的探险之旅，激发了他们探索未知的好奇心。

2.巧用角色扮演。为了让学生更加深入地融入角色，我们鼓励学生根据自己的兴趣和特长，选择并扮演不同的“角色”，如生物学家、生态摄影师或数据分析师。这些角色不仅代表了不同的专业领域，也为学生提供了多样化的探索视角。通过角色扮演，学生能够更加深入地理解生态系统的复杂性，同时也能够在项目活动中发挥自己的特长，为改善校园生态贡献自己的力量。

3.引入真实挑战。为了进一步激发学生的潜能，我们设计了一系列实践性任务，如“记录五种不同鸟类”“在特定区域内辨识十种植物”等。这些任务不仅考验了学生的观察力和识别能力，更激发了他们的好奇心和探险精神。学生在完成任务的过程中，不仅学会了如何观察和分析生态系统，还培养了耐心和细致的品质，这些都是未来科学探索中不可或缺的必备能力。

4.借助虚拟技术。我们充分利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，为学生提供了一个沉浸式的校园生态系统体验。在虚拟环境中，学生能够近距离接触那些在现实世界中难以见到的生物，甚至模拟生物在各种环境下的生存状态。这种前所未有的体验不仅极大地丰富了学生的学习内容，还让其对自然生态产生了更加深刻的理解和敬畏之心。在虚拟技术的支持下，学生能够更加直观地感受生态系统的复杂性和多样性，从而更加珍惜和保护我们赖以生存的地球家园。

（二）提供设计支架，指导技术与工程设计

在工程设计的实践中，为学生构建一个清晰、系统的设计框架是不可或缺的。

首先，设计图作为工程设计的起点，能够将学生的创意与构想具象化，帮助学生厘清思路。通过绘制设计图，学生能够直观地审视和调整设计细节，为后续的实践操作提供明确的方向。继之，流程框图的引入，帮助学生将设计构思转化为有序的操作步骤，确保工程推进的顺畅性。而论证会的设置，则鼓励学生分享设计成果，通过团队互动激发创新思维，共同优化设计方案。这一系列设计支架的搭建，不仅加深了学生对技术与工程设计原理的理解，还显著提升了学生的创新思维和问题解决能力。

其次，在科学创造营活动中，协作学习是促进学生团队合作和知识共享的重要途径。以“制作与测试我们的小船”项目为例，学生被划分成若干小组，共同面对项目挑战。在明确任务与目标的基础上，小组成员通过讨论共同决定设计方案、材料选择及制作流程，确保项目的有序进行。同时，小组内根据成员的兴趣和专长进行分工，促进资源的有效利用和项目的顺利推进。在项目实施过程中，面对问题和挑战，团队成员积极沟通、集思广益，共同寻找解决方案。这一过程不仅增强了学生的团队合作精神，还提升了解决复杂问题的能力，为未来的学习与工作奠定了坚实的基础。

（三）明确技术规范，引导技术与工程实施

确保技术标准清晰并指导工程实践是增强学生技术与工程实践技能的核心。为此，制订周详的安全准则、品质基准、物料规定与操作规程，并运用分阶段指导、示例与模仿、团队协作、回溯与优化以及成果呈现与评估等方法，能有效促进学生在安全、有序的环境下开展实践，激发其创新精神与问题解决技巧。例如，“制作简易风力发电机”的实践项目，让学生通过制作简易风力发电机，掌握基本的电路连接、材料选择及风能转换原理。首先，明确技术规范。如精心规划一套详尽的制作流程，涵盖风扇叶片的装配、电路的连接、风力发电机性能的检验等多个环节，并为每一工序准备操作指引与关键提示，以确保学生能准确执行。另外，引导技术与工程的实施是重点。教师先呈现风力发电机的成品，并将制作流程拆解为一系列细小的任务，比如装配风扇叶片、串联电路等。继之，教师演示风扇叶片的正确安装方法及电路连接步骤，并加强课堂间巡视，适时纠正学生的不当操作。然后，将学生组织成团队，每队配备一套资源与工具。教师适时向学生提供反馈，指明其操作中的问题以及亟待提升之处，引导学生根据反馈进行修正与优化，如调整电路布局，或改良风扇叶片的构造设计。最后，举办一场成果展示活动。在这项活动中，学生将有机会展示亲手制作的风力发电机，并分享制作过程中所获得的经验与感悟。

（四）展示项目成果，实施技术与工程评估

科学创造营项目中，项目成果展示与技术工程评估是衡量学生学习效果和实践技能的关键步骤。以“智能浇花系统”项目为例，可以有如下展示方式。1.实物呈现：学生展示所制智能浇花系统原型，包含传感器组件、控制单元、水泵、储水箱以及远程监控界面，该系统能即时监测土壤湿度，并在必要时自动浇水。2.视频演示：学生摄录系统运作视频，全面展现从土壤湿度检测至水泵自动浇水的过程，同时，展示如何利用手机应用进行远程监控与操控。3.报告与演说：学生制作PPT，深入分析项目背景、设计理念、执行流程、遇到的挑战及其解决策略，在演说中，学生自信地阐述项目创新之处与实用性，赢得了同学的热烈反响。

项目评估中，可从如下方面入手。1.技术可行性评估：学生巧妙地运用电子传感、编程及远程通信技术，成功构建了一套智能浇花系统，其核心功能得到了有效实现。在实际测试中，系统表现出了高度的稳定性，能精确感知土壤湿度，并据此自动启动浇水过程。2.创新性评估：项目将智能家居的概念融入传统养花场景，通过自动化手段革新了日常照料方式，展现了一定程度的创新性。学生在设计时特别注重远程监控与操控功能的整合，这不仅提升了系统的实用性，也极大地增强了操作的便捷性。3.实用性评估：智能浇花系统旨在解决家庭养花时面临的浇水难题，其解决方案具有显著的实际意义和广泛的应用前景。4.制作质量评估：在制作过程中，学生展现了严谨的态度和精湛的手艺。系统整体布局紧凑，工艺精细，各组件（如传感器、控制板和水泵）间的连接紧密牢固，确保了设备运行的稳定性和可靠性。

三、结语

作为一项创新的科技教育实践，科学创造营已显现出对提高小学生的科技与工程实践能力的突出效果。为了在更大范围内推广并持续优化这一项目，还需要教育政策的支持、资源的整合、教师能力的提高以及对活动设计的不断革新。唯有如此，科学创造营方能为我国的基础教育注入新的生机与活力，为培育未来的科技精英发挥更重要的作用。

参考文献

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