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摘要：在科學教學中，教師要重視培養學生的工程思維。文章分析工程思維的定義和特點，探討學生工程思維能力培養的作用，指出培養學生工程思維能力的策略：基于課堂教學，重視知識的應用；技術結合知識，提高學生的工程實踐能力。

關鍵詞：工程思維；科學教學；低年級學生；實踐能力

新版的科學課程標準將設計和技術改為技術和工程，其中提到要讓學生認識到技術和工程領域的知識，體會到科學技術對個人生活和社會的影響。并且隨著STEM教育的逐漸推廣，教師越來越注重學科之間的整合，也越來越關注學生的工程思維的培養。下面，本文對科學教學中低年級學生工程思維的培養進行探討，進而培養學生的科學素質。

一、工程思維的定義和特點

工程思維屬于設計思維的一種，是民眾在工程活動、研究等過程里面產生的思維方式之一，工程活動的獨特性決定了該思維的生成。工程思維廣泛體現在各種工程活動中的特定思維方式，科學思維、技術思維與工程思維不僅相互包含、關聯，也相互區別，不能混淆代替。工程思維的特點主要是：首先，工程思維具有實踐性。工程思維是面對現實問題，達成某種設想、設計、藍圖、目標并構建理想性的人工系統的實踐性思維。工程思維面對的問題是具有可行性的，也具有一定的價值。這些問題都基于這樣一個事實，即人類立足于現在并展望未來。工程思維的實際特征也表明，工程活動比其他活動更能測試人的真實能力。其次，工程思維具有創新性。創新思維與工程思維既相互包含又有很大的不同。工程思維中的創新部分更加具有目的性和方向性，注重標準和可操作，就如同風箏上系著的線，能夠控制方向。而單純的創新思維就像不受線控制的風箏，沒有方向性，更加活躍。再次，工程思維是綜合的。綜合，就是把不同方面的要素、技術、資源等匯集在一起，使其相互滲透、相互融合，合為一體。

二、工程思維在科學教學中的作用

小學科學課程標準在2007年設定了新的標準，重新定位了1～6年級科學課程的性質，主要體現在科學課程的基礎性、實踐性和綜合性上。并且低年級也開設了科學課，使得原來在人們心目中處于副科地位的科學課程的地位有所提升。目前，科學課程是以驗證性實驗為主，有利于學生對理論知識的學習。而且，教師將科學發現和技術發明以及工業發展結合在一起，能激發學生的工程思維，發揮工程思維在科學教學中的重要作用。例如，在教學“像工程師那樣”一課時，教師讓學生自己選取材料，設計并制作風向標，這其中就包含了工程思維。學生通過設計風向標、制作風向標，在思考中提高了工程思維能力，在動手制作中提高了建模能力。這樣，會起到讓學生嘗試用工程思維來解決問題的作用。因此，教師在科學教學中應多吸收技術、工程和數學的優勢，取長補短，充分發揮工程思維的作用，提升學生的工程思維能力，促進學生的全面發展。

三、培養學生工程思維能力的策略

1.基于課堂教學，重視知識的應用。傳統教學是教師教，以教師為課堂的中心，教師是主人，忽視了學生的地位。工程思維以系統的工程知識為基礎，加強對系統工程的學習，有利于學生思維效率的提升。例如，《2014年國家教育進展評估的技術和工程素養框架》提出了四年級學生應該開始簡單但系統性的設計，能夠對于“科技是怎樣被用于創造材料的”這樣的問題試著給出自己的想法，能夠設計方法來解決簡單的問題，并構建一個簡單的模型來進行檢測。因此，在課堂教學中，教師應該給予學生更多的機會，讓學生做學習的主人。如教師可以為學生提供一個合適的主題———怎樣使橋更堅固，指導學生查閱有關橋的設計及建造的相關資料，進行有效的交流討論后，制定相關的實驗，最后將整個過程設計為教學過程，讓學生作為“小老師”把自己知道的、學到的再傳授給別人。在這個過程中，學生的設計能力提高了，工程思維能力也得到了培養。2.技術結合知識，提高學生的工程實踐能力。美國在《K-12年級科學教育框架》中提出，要用“科學和工程實踐”來代替“科學探究”。這項提議要求教師在課程設計中不僅要培養學生的技能，對相關知識的學習也要跟上。例如，在教科版二年級上冊“做一頂帽子”這一課中，如果學生只是具有技能，這節課就變成了手工課，他們只是學會了如何制作一頂帽子。但是在動手之前，學生如果有了關于帽子的結構、功能以及材料的選擇等相關知識的儲備，再來制作一頂帽子，就會對帽子有系統的認識，提高工程實踐能力。

總之，工程思維能力的培養不是一蹴而就的，而是逐漸形成的。這就需要教師有意識地引導學生明確學習目標，進行工程實踐，形成工程思維。教師可以遵循“提出工程問題———解釋相關理論———將工程應用聯系起來”這種認知法組織教學，優化課程結構，將理論教學與實踐環節相結合，以達到培養學生工程思維能力的目的。

參考文獻：

[1]嚴國紅.小學科學教學中學生工程思維能力的培養[J].小學科學,2016(02).

[2]黃小龍.以發展為導向,培養學生工程思維[J].四川教育,2017(11).

作者:張晶晶 單位:南京師范大學附屬中學江寧分校清水亭學校