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浅谈小学科学教学中培养工程思维的有效策

略

作者：周卫鑫

来源：《启迪与智慧上旬刊》·2021年第06期

工程思维是人类在造物塑形的工程实践中形成的一种思维方式，是设计改造世界的活动中

必备的思维能力。工程思维与科学思维、技术思维等相伴相生，在加工、建造等工程实践活动

中，离不开科学、技术等思维的配合，因此，工程思维具有科学性、艺术性、技术性等特点。

工程思维具有工具性与价值性，是创造思维的构成要素，工程思维能力是创新型人才的必备能

力。小学科学作为一门综合性课程，融入了工程与技术领域的教学内容，将工程思维培养纳入

教学目标。如何在小学科学中渗透工程思维教学，提升学生工程思维能力，成为现今科学教学

的一个重要研究课题。我结合《动物的庇护所》一课教学，谈谈小学科学教学中培养工程思维

的有效策略。

一、筛选内容，搭建培育载体

工程思维在工程活动中形成，学生需要亲历工程活动过程，通过动脑思考设计，动手操作

实践，在做思结合中孕育。小学科学教材中的内容丰富多彩，并不是所有内容都适合培养工程

思维，我们要精心筛选内容，选择那些工程特点鲜明，具有针对性与可操作性的内容，设计工

程思维培养项目，搭建合适的工程思维培养载体。

譬如，在苏教版四年级下册教材中，我经过系统梳理分析，发现最后一单元中的《动物的

庇护所》一课，非常适宜渗透工程思维培养。该课一共设计了三个活动，第一个活动“观察并

交流野生动物的家”，这个环节可以作为工程思维的起点，引导学生观察感知，激发学生学习

兴趣，诱发学生工程思维。第二个活动“寻访一个动物的家”，可以帮助学生从材料、形状等方

面去探究动物巢穴的结构特点，为下一步工程设计制作奠定基础。第三个活动“设计并动手搭

建一个鸟巢”，这是一个非常贴切的融合点，可以让学生动脑动手，充分运用工程思维，培养

学生的工程设计与工程建造能力。

二、亲近接触，感知工程形象

小学生的思维以形象思维为主，客观世界是学生思维的对象，要培养学生的工程思维，首

先要给予学生真实的感知，帮助学生形成具体的表象，为工程思维培养打好基础。工程起源起

于对工程事物的形象感知，工程思维培养如同建造大厦一样，需要以完整的形象感知为依托，

以丰富的结构性材料为保障，否则，工程思维则无从生根，罔若空中楼阁。

我们在教學中要引导学生亲近工程对象，初步接触感知实物，或观察，或触摸，或联想，

在脑海中建立形象，点燃工程思维火花。例如，在教学《动物的庇护所》一课时，我组织学生

观看《动物世界》视频，通过生动形象的动画引出课题，引导学生观察松鼠、燕子、蜜蜂等动

物的家，初步感知“建筑师”们的杰作，认识它们的“伟大工程”，了解每项工程的形状结构、制

作材料、建造过程等。我还现场给学生带来一个鸟巢模型，我还组织学生到校园里、大树下去

寻访小鸟的家，让学生近距离观察，亲手触摸。这些活动的组织，进一步增加了学生对鸟巢这

一工程形象的感知，增强了学生亲手制作鸟巢的兴趣和欲望。

三、设计建造，涵育工程思维

古人说得好：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”工程思维培养不能空谈，而要付诸实

际行动，要在设计建造中涵育。工程设计是工程活动的重要环节，也是工程思维训练的核心阶

段，部分科学教师忽视设计环节的重要价值，经常把工程设计方案直接提供给学生，让学生照

着现成的设计图和方法步骤去依样画葫芦，直接进进入制作环节，完成工程作品的建造。其

实，设计与制作两个环节缺一不可，而且要引导学生亲自思考设计，让他们自己设计出作品图

稿，拿出制作方案，这样他们才有机会开展工程思考，得到有效发展。

工程建造是学生动手制作完成作品，是化设计为成果的过程，是对工程设计的检验，是获

得真切体验的过程，更是训练学生工程思维与技术思维的重要过程。例如，在教学《动物的庇

护所》一课中，在学生初步感知认识了小鸟的家之后，我安排了“鸟巢设计与制作”活动，让学

生小组合作，自己讨论设计，画出鸟巢草图，并给学生提供树枝、麦秆、棉线等材料，让学生

动手搭建鸟巢。设计与制作活动给学生提供了工程建造的机会，他们自己设计，亲手尝试，有

效孕育了学生工程思维，提高了学生实践操作能力。

四、评估改进，凝练工程思维

工程建造是一个系统严谨的过程，不仅包含了设计、施工等重要环节，还包括后期的评估

阶段，评估是对工程建筑物体的评价，检查是否符合设计要求，能否达到预定标准，评估同时

也是一个凝练工程思维的过程，通过评估进行反思，反思前面的设计是否有漏洞，反思建造中

是否出现问题，通过反思做出改进，