“工程实践”在小学科学课堂中的落地生根

引言：随着科技进步与教育改革深入，工程实践教育逐渐成为小学科学教学重要组成部分，国际教育趋势显示，培养学生技术意识与问题解决能力已成为现代教育核心目标。新课程标准明确指出，科学教育应注重培养学生实践能力、创新精神与科学态度，立足小学科学课堂实际，探索工程实践有效融入教学全过程，构建从知识学习到问题解决再到成果应用循环模式，希望能够提升学生综合素养，培养未来社会需要人才。

一、搭建平台，创新工程实践教学模式

工程实践教学需要多元平台支撑，构建了课堂 - 实验室 - 创客空间 - 社会资源四级实践平台体系，课堂作为基础平台，通过情境创设引入工程问题，学生在课堂环境中形成初步概念认知。实验室作为拓展平台，配备适合小学生操作工具与材料，学生可在此开展结构更为复杂实验活动，创客空间作为深化平台，融合科学与技术元素，配备 3D 打印机、编程教具等现代化设备供学生将创意转化为实物原型。社会资源作为延伸平台，包括科技馆、企业工厂等校外场所，让学生接触真实工程环境，教学模式上创新采用问题导入 - 方案设计 -制作测试 - 优化改进 - 成果展示五步循环法。问题导入环节，教师精心选取贴近生活实际问题，激发学生探究欲望，方案设计环节引导学生运用头脑风暴等方法，绘制设计图纸明确材料工具，制作测试环节学生动手实践，将设计方案转化为实物。优化改进环节，根据测试结果发现问题，寻找解决方法，成果展示环节学生互相交流经验，分享成功喜悦。

在教学资源整合方面打破学科壁垒，融合数学、艺术、信息技术等多学科知识。如降落伞设计项目中，既涉及物理学中空气阻力原理又需要数学计算材料面积，还要考虑美观性。通过跨学科融合，学生形成系统思维方式，理解知识间内在联系。注重培养学生合作意识，采用小组协作模式，明确分工，鼓励团队合作解决复杂工程问题。这种教学模式极大提升了课堂参与度，学生从被动接受知识转变为主动建构知识。

二、设计项目，构建问题解决学习路径

低年级以生活简单物品改造为主，如环保储物盒、纸桥承重挑战等，培养学生基本动手能力与材料认知，中年级聚焦机械结构与能量转换，如橡皮筋动力车、水力发电模型等，提升学生对科学原理理解。高年级引入电子元件与编程概念，如自动浇水系统、智能垃圾分类装置等，培养学生综合应用能力。在问题解决路径构建上，遵循明确问题 - 收集信息 - 提出假设 - 设计方案 - 实施计划 - 评估反思六步法则。每个项目都从现实生活情境出发，如防震建筑设计项目源于地震新闻，引导学生思考如何设计抗震结构，净水装置制作项目源于水污染问题，激发学生环保意识。学生需要查阅资料了解相关科学原理，提出多种可能解决方案，通过比较筛选确定最佳方案，然后实施并在实践中不断调整完善。

以教科版小学科学四年级上册“声音是怎样产生的”为例，设计制作乐器工程师项目，课堂伊始，教师播放不同乐器声音，引导学生思考声音产生原因及其传播特性。提出挑战：利用废旧材料设计制作一款能演奏简单曲目乐器。学生先分组查阅资料，了解振动与声音关系，探究各类材质发声特点，绘制乐器设计图，明确所需材料如纸盒、橡皮筋、铁罐以及木棒等，制作阶段学生尝试不同材料组合方式，观察记录音量、音色变化规律。测试环节中发现问题如音量过小或音调单一，随即改进设计，如调整振动体长度、改变共鸣腔大小等，最终成果展示中，各组演奏自创乐器，并解说设计思路与原理。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率 ， 更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观， 为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、完善机制，保障技术意识培养质量

过程评价注重学生参与度、团队协作情况、解决问题策略等，产品评价关注作品功能性、创新性、美观性以及材料利用合理性等，能力评价聚焦学生工程思维、空间想象力、动手操作技能等长期发展变化。采用多元评价主体，包括教师评价、学生自评、小组互评以及家长评价等，从不同角度全面反映学生表现。创新评价方式，如建立工程实践电子成长档案，记录学生各阶段作品与进步，开展小小工程师认证活动，设置不同等级技能证书，激励学生持续提升，定期举办创客嘉年华，展示学生作品邀请专业人士点评指导。师资队伍建设方面，组织教师参加工程教育专题培训，提升专业素养，建立校本教研制度定期交流工程实践教学经验，聘请工程技术人员担任兼职教师，为学生提供专业指导。

以教科版小学科学四年级上册“感受我们的呼吸”为例，实施肺部模型工程挑战项目保障机制。此项目中，学生需设计制作一个能演示肺部工作原理模型。首先建立全程记录制度，每位学生获得工程日志，记录从问题分析到成果展示全过程思考与实践。教师引入设计思维阶梯评价标准，包含问题定义清晰度、方案可行性、材料选择合理性、结构功能实现度以及美观创新程度五个维度，每维度设三级标准，学生清晰了解评价期望。实施导师制，高年级学生担任低年级技术顾问，形成传帮带机制。建立材料资源库，包含气球、塑料瓶、吸管以及橡皮膜等多种材料，学生可根据设计需求自主选择。制作过程中，教师不直接指导答案，而是通过引导性问题启发思考：如何模拟横膈膜运动？气体如何进出肺部？等。成果展示采用科学论坛形式，学生不仅展示作品功能，还需解释呼吸原理与设计理念。评价环节引入优化建议卡，同伴间提供改进意见。通过这套机制，学生在掌握呼吸系统知识同时，培养了工程思维习惯与问题解决能力，作品质量与学习效果双提升。

结论：通过搭建多元实践平台、设计递进项目群、完善保障机制实现了工程实践教育在小学科学课堂中有效落地。将工程思维融入科学教学，能激发学生学习兴趣，培养创新精神，提升解决实际问题能力。未来探究方向将聚焦工程实践与学科深度融合、评价体系精细化构建以及信息技术支持下工程教育新模式探索。工程实践教育培养面向未来公民科学素养与技术能力，应在基础教育阶段予以充分重视与科学实施。

参考文献：

[1] 张丽敏 . 基于工程思维培养的小学科学教学方式创新研究 [J]. 小学生 （ 下旬刊 ），2025，（06）：130-132.

[2] 许家榕 . 小学科学教学中培养工程思维的路径 [J]. 文理导航 （ 下旬 ），2025，（05）：61-63.

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