小学工程实践微项目学习设计与实施

谈梅芬

【摘 要】小学工程实践是一类以学生为主体，通过实践学习工程知识、掌握技能、习得创新思维和团队合作精神的活动。在以微项目学习方式设计与实施工程实践的过程中，教师需要整体把握单元教材的教学目标与教学内容，搭建工程知识框架，凸显工程教育本质；
多维度创设微项目情境，构建知识运用场域，深化意义学习；
锚定素养促进能力发展，通过精简学习内容引导学生推进工程任务，运用设计思维理念提升工程实践关键能力，用评价反馈建构有意义的工程实践过程，更好地落实学科实践的课程育人功能。

【关键词】小学科学 微项目学习 工程实践

小学工程实践是以学生为主体开展的工程教育活动，常以项目化学习方式组织实施，学生基于现实生活中的问题和挑战，将工程原理和技能应用到实际情况中，以达到解决问题、提高技能和积累实践经验的目的。基于学生的年龄特点、知识基础和技能程度，小学阶段开展的工程项目化学习的主题、内容、时空等往往会受到局限。微项目学习是一类以具体项目为核心进行的学习活动，具有规模小、周期短的特点，同时又兼具项目化学习的情境性、真实性、实用性、创新性特点，非常适宜结合日常学科教学开展。下面，笔者以苏教版科学二年级下册“打开工具箱”单元为例，阐释工程实践微项目学习的设计与实施策略。

一、整体把握，凸显工程本质，构建微项目学习“承重墙”

知识是一切教学活动的载体，核心素养导向的教学本质就是把知识加工成素养的过程。工程知识是工程实践开展的基础与核心，是学生在工程活动中需要用到的原理、定律、方法、技术，或是在工程实践中形成的工程概念。科学学科开展的工程实践微项目，尽管规模小、内容相对简单，但也要体现学科课程的特色，符合项目进程的规范，注重工程知识的生成以及知识间的联结与整合。因此，小学工程实践微项目的设计要通过对课程标准的解读、教材内容的梳理、学校资源的整合以及学生学习规律的研究，构建工程知识框架，凸显工程教育本质。

“打开工具箱”单元为苏教版科学二年级下册教材内容。学生已有近两年的科学学习经历，掌握了一些科学原理、规律等，还掌握了部分工程领域的知识：知道工程师是做什么的，初步建立了工程技术是什么的概念，能辨识人造物和自然物之间的区别与联系，知道人造物是由人设计并制造出来的。并有两次开展“像工程师那样”的专项学习经历，初步了解了工程实践的基本环节，也认识到工程活动就是从具体的问题和需求出发，通过设计和制作来满足需求的过程。这些科学原理、技能方法、工作流程都为“打开工具箱”单元学习奠定了知识基础。

本单元共有三课，内容主要是指导学生认识与使用身边的常见工具。通过本单元的学习，学生将知道一些常见工具的名称，知道这些工具的功能和使用方法；
利用身边可制作加工的材料和工具动手完成若干个简单任务，知道要制作优秀的作品需要进行设计与改进。这些学习内容与活动将落实《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“技术、工程与社会”“工程设计与物化”两个核心学科概念的相关学习，同时形成“结构与功能”跨学科概念。笔者将教材内容与学科核心概念、每课的工程知识做具体梳理，见表1。

学生扎实的工程知识对学习的激励作用是多方面的。首先，工程知识能够指导微项目学习，可以为学生的操作提供重要的指导，有助于加深学生对实践的理解和把握，提高实践的质量和效率。其次，可以优化设计，帮助学生认识工程问题，客观评估目标和需求，通过应用现有知识和对技术的合理组合和创新，提出更加可行、合理、优化的工程设计方案。再次，可以保障活动安全，学生运用工程知识可以更好地识别和解决潜在的安全问题，确保工程建设过程及使用过程的安全性。最后，工程知识也是工程实践的源动力之一，不断地积累、创新、应用和完善工程知识，可以不断提高学生的工程实践水平，激发学生更积极地投入实践活动。

二、创设情境，深化意义学习，打通微项目学习“隔断墙”

与科学原理规律的探究不同，工程实践的学习要给学生创设充分的实践情境，这是知识运用的大场域，即将工程知识作为一个“过程”置于一定的情境中，学生通过设计与制作某一件物化作品的形式，实现对工程知识的内化，体验到知识学习的意义与价值。

学习目标是微项目情境创设的依据。基于学科教材开展的工程实践，教师对教材内容的编写意图应有清晰的认知，全面把握单元学习目标与课时学习目标。以“打开工具箱”这一单元为例：第一课“认识工具”重点为总体认识工具箱里的各种工具及功能；
第二课“拧螺丝”重在观察螺丝并给螺丝分类，以一个具体实物为载体，引导学生学习螺丝刀的使用；
第三课“做个小温室”是在前两课的基础上，进行多项工具使用技能的学习与练习，是对第一课“认识工具”的再提升。三课均是围绕工具的认识和使用展开的，虽然内容不同，但都强调学生的体验与解决实际问题能力的培养，渗透工程设计的思想。

联结生活是微项目情境创设的基调。工程实践就是构建课程知识与学生现实生活之间的关系，通过设计和制作各种物化作品等形式，促进学生发展动手能力、激发探究和解决问题的兴趣。教师可从学生已有的学习经验入手，结合学生学习兴趣或需求，师生共同确定一个可操作的项目任务，随后开展实践活动。由于小学低年级学生年龄小，学生对自主选择的项目任务的实践难度不易把控，一般以教师选定后让学生参与为主。以“打开工具箱”为例，本单元三课内容分别作这样的微项目设计：将“认识工具”一课的活动设计为“制作便签夹”，“拧螺丝”一课的活动设计为“组装木质笔筒”，“做一个小温室”一课的活动设计为“制作一个简易温室棚”。

学习内容是微项目情境创设的素材。如第一课《认识工具》，这课的第二部分是用合适的工具完成不同的任务，教材要求学生用三角尺（或直尺）在木块上测量出规定的长度，用羊角锤钉钉子和拔钉子，用尖嘴钳剪断铁丝和连接铁丝，通过工具的使用达到认识工具作用的学习目标。由于这三个用工具的活动是相对独立的，学生即便能学会工具的使用技巧，但为什么要学习这些工具，在什么场景下使用这些工具，学生是缺少学习的价值认同感的。因此，笔者用微项目“制作便签夹”创建一个工程活动，学生带着任务有的放矢地选择工具、使用工具，这就使得工具的学习尤为必要，确保了项目的可操作性和实施的可行性。

实验器材是微项目情境创设的载体。器材用具等在工程活动中起着重要的作用，它能够激发学习兴趣，提供直观体验，加深知识理解，培养技能方法，促进科学思维，有效增强学生的学习效果。教师给每一小组都准备了一个五金工具箱，并将这箱工具的使用贯穿整个单元的教学过程。学生围绕这箱工具，先是整体认识各种工具名称、功能作用、使用方法，并在此基础上尝试使用工具对材料进行加工，先后制作便签夹、笔筒、温室棚。学生的探究、观察、操作、展示、表达得到充分保障与展示。

三、锚定素养，促进能力发展，打造微项目学习“样板间”

工程实践微项目的核心任务是开展工程活动，教师在进行情境创设、关注兴趣的同时，更要重视学生学习的效能、思维的发展、技能的提升，深化其对所学知识的理解和应用，否则学生的学习有温度无高度，课堂只是徒有热闹的劳技课。

（一）精简项目内容，推进工程任务的高效完成

作为一种实践型学习方式，工程活动有一定的流程范式，《义务教育科学课程标准（2022年版）》中将工程活动的过程概括为：明确问题—设计方案—实施计划—检验作品—改进完善—发布成果。在实施微项目活动时，教师应简化操作流程和方法，注重内容的结构化，适应小学生的能力和认知水平，将项目分解为几个小部分，以层层递进的方式，引导学生推进与完成工程任务，见表2。

（二）运用设计思维，提升学生工程实践的关键能力

小学工程实践微项目学习，是将微项目学习的方式引入小学科学工程领域的学习中，本质上仍是开展工程实践活动。工程实践作为一个综合性的学习过程，它不仅涉及科学知识的应用，还需要学生具备系统思维、合作精神和沟通技巧。设计思维是以创意和解决问题为导向的思维方式和方法，教师在工程实践中加强设计思维的引导与运用，学生可以获得创新意识、多元化思考、实践导向、团队合作和学科应用等关键能力。

如微项目“制作一个简易温室棚”，在设计草图环节，学生基于温室棚的结构进行分析，就材料品种的选择以及材料数量的统计进行多轮小组交流，形成初步的作品设计；
在制作环节，小组成员之间分工合作，把设计的方案分步骤完成，运用提供的材料制作温室棚的骨架模型；
在检验作品环节，学生测试温室棚是否符合要求，能否将盆栽放入其中，高度、宽度、平稳度是否合理，成品是否具备保温性能；
在展示温室棚环节，学生介绍制作温室棚的经历，解说在遇到问题时是如何解决处理的，在制作过程中一些特别的细节又是怎么处理的，进行信息的多维度梳理与表达。设计思维理念在工程活动中的渗透与运用，使得学生不断探究、思考、实验和优化，将所学知识转化为实际应用变为可能。

（三）注重评价反馈，建构有意义的工程实践过程

微项目学习不仅仅是学生课程学习的一种方式，更是一个在实践中不断反思的过程。以评价为依托，审视项目的目标、流程和效果等，并作出必要的调整，这是一个动态的、反馈式的过程，能够帮助学生更好地掌握实践技能，高效地解决实际问题。

在评价中，教师要重点关注三个方面：一是指向工程素养的全面评价，不仅评价工程知识技能的掌握情况，还要评价项目进程管理、学生情感态度、小组合作能力等；
二是评价内容，主要包括设计图纸、作品模型、故事讲述，以及学生在活动过程中的学习表现等；
三是实施多主体评价，教师可以引导学生进行生生之间、师生之间的交流互动，形成一支多元学习支持团队，同时鼓励学生倾听反馈意见，激发学生自我思考，在这一过程中，教师提供支持和指导，并通过提供机会和时间等方式来培养学生的评价能力。当然，活动中也需要注重学生的安全教育和指导，确保活动过程中的安全和规范。见表3。

综上所述，在以微项目学习方式设计与实施工程实践的过程中，教师需整体把握单元教材的教学目标与教学内容，搭建工程知识框架，凸显工程教育本质；
多维度创设微项目情境，构建知识运用场域，深化意义学习；
锚定素养促进能力发展，通过精简学习内容引导学生推进工程任务，运用设计思维理念提升工程实践关键能力，用评价反馈建构有意义的工程实践过程，以期落实学科实践的课程育人功能。

【参考文献】

[1]崔允漷，王涛，雷浩.义务教育课程方案（2022年版）解读[M] .北京：北京师范大学出版社，2022.

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

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