科研之府教师文章

重视培养学生的工程思维

发布时间:2022-04-13 14:15 分类:教师文章 发布单位:宜兴市学府路实验小学 点击量:3013 【公开】

作者:张丹云

【片段】

2017 年开始,《小学科学新课程标准》中有两条新增,其中有一条是:明确新增技术与工程学,让学生体会动手成功的乐趣,养成通过“动手做”解决问题的习惯,明确了 STEM(STEM 教育即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)教育的统称。)中 T 和 E 的重要性,也就是强调技术与工程。因此,作为一线的科学教师要明确新形势,善于把握新变化,学会把自己的教学实践与课标要求做适应性的调整。

【感悟】

培养学生的工程思维,不是靠教师的讲解就能够实现的,而是要让学生亲自参与工程设计和建造。项目化教学,能够有效地培养学生的工程思维。STEM项目式实施,能够与科学教育的工程实践相对接,是一种非常有效的途径。可行的方法是,把教材中的小制作改造成一个个的项目。以小项目的方式,实施课堂教学或开展社团活动,能够有效的让学生体会到工程实践的独特魅力,体会到与探究式学习的不同之处。

有位教师在实施项目地过程中,为了让学生体会到工程思维和合作的重要性,设计了一项活动,用牙签和胡萝卜搭建一座模型塔,其要求是用50根牙签和一个胡萝卜搭建一座模型,塔塔高50厘米以上,具有一定的稳定性和美观性,设计时间五分钟,完成时间20分钟,这个活动的设计很巧妙地渗透了工程的思想,体现了工程思维的教学。

首先,学生要根据任务进行整体思考,在一定的时间内完成任务,材料是限定的,高度、稳定性和美观程度是规定的,相当于工程验收标准,当学生能够考虑到方方面面的要求时,系统性思维方式就逐渐培养起来了。怎样设计一座50厘米高的模型塔?用什么做连接件?一根牙签的长度有限,多少层的塔才能达到50厘米高,每一层最少使用几根牙签?学生思考的过程,不仅仅是设计的过程,更是运用所学知识的过程,是训练设计思维的过程。

其次,在正式搭建模型塔的时候,学生还会发现搭建是个技术活,必须掌握好胡萝卜连接件的大小、连接的位置,、接插的角度,从而创造性地完成搭建。他们还会发现分工合作的重要性,有人切胡萝卜做连接件,有人做框架,有人搭建等,只有合理分工,互相配合,才能在规定时间内完成任务。合作学习在任务的驱动下自然而然的达成了。

最后,仅一次实践往往是不够的,学生会不断的发现问题,如设计的不够合理、三角形做的不够正、连接件太大、形状不够美观、高度勉强合格等,如果有机会让学生再次设计、建造,那么迭代升级自然而然地就开始了。

现阶段,学生还不太适应这样的学习,表现为:设计图纸的时候太简单、太随意、太理想化,导致实际搭建的时候无法实现,好多人会丢掉图纸“另起炉灶”,显示出对设计的不尊重;没有控制成本的意识;不会控制时间,随意延长工期等。这些问题,都是由于学生以前没有实现过而导致的,教师要有意识地加强工程实践教学,重视培养他们的工程思维。



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