[摘  要] 工程思维是人们在进行工程活动和工程研究过程中所形成的一种思维方式，具有设计性、实践性、构建性等特点，从小培养学生的工程思维，有助于提高学生解决复杂问题的能力，帮助学生理解工程对个人与社会的意义。本文先简单介绍了小学科学教学中工程思维培养的现状，然后针对如何在小学科学教学中培养学生的工程思维进行分析，并提出几点策略。

[关键词] 小学科学  工程思维  现状  策略

什么是“工程思维”？工程思维是人们在进行工程活动和工程研究过程中所形成的思维方式，关键是运用各种知识及方法解决现实中的问题，它是人们在进行创造劳动时不可或缺的一种思维。

2022年版《义务教育科学课程标准》（以下简称课标）总目标之一是掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力，其中提到“理解技术与工程涉及明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等要素，具有初步的技术与工程实践能力”等。可见，小学科学教育越来越重视培养学生基于问题解决和工程设计等科学素养，将工程思维融入小学科学教学中是小学科学发展的必然趋势。

一、小学科学教学中工程思维培养的现状

（一）教师方面存在的困境

大多数科学教师对工程设计和工程思维的认识不到位，部分科学教师受限于自身工程设计的能力，在教学目标制定没有紧扣“掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力”这一课程目标，没有按照新课标要求把工程思维的培养融入到学科核心概念的学习过程中，还停留在传统的讲授中，没有通过探究实践了解技术与工程实践的一般过程和方法进而提出有创意的方案或实施计划，也没办法利用工具和材料进行加工制作。

（二）学生方面存在的困境

1. 学生热情不足。小组合作学习中，部分学生不积极参与工程项目，一个小组内只要出现一位能力强的同学，其他成员就基本是旁观者，对工程设计与工程实践的热情不够。

2. 学生能力不足。在实际教学中，只有很少部分学生能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图，大多数无法在规定时间内完成自己的或者小组作品。显然，学生的工程设计、工程实践能力不足。

二、小学科学教学中工程思维培养的策略

基于以上问题，笔者经过摸索实践，提出以下几点策略：

（一）精选教材内容，创设工程情境。

工程情境与学生的生活环境、知识背景、自然和社会现象有关，合理创设有助于学生主动、积极地参与学习活动。教师以学生熟悉的生活实际中的简单科学问题为主题去设计工程情境，就会增强其趣味性与实践性。工程情境有多种创设方式，可以借助多种资源，可以在课前、也可以在课中，课尾导入，时间灵活，形式多变。

（二）提供“有结构”实验器材，激发学生工程思维动力。

工程技术课离不开教学器材。教学器材的设计不是一个独立的存在，它与教学内容分析、学情分析有着密切的关系。把精心挑选的材料提供给学生，引导学生实践探究，是开启学生工程思维的一个好办法。“有结构的”材料是指精心设计、选择的，这些材料既具有趣味性，又能揭示与教学内容相关的一系列现象。

例如：在教授三年级《我们来做“热气球”》时，为了降低实验的难度，我会进行多次测试，改进实验器材。制作“热气球”之前，通过设计并开展“说一说怎么做”活动，同学们就能对实验材料有初步的认知，可以大致明确选择的材料应该具有较轻、无破损等特点。在讨论中给予学生交流的机会，同学们就可能会提出使用蜡烛很容易导致塑料袋熔化，在材料有限的情况下，有什么材料安全可靠，又能达到教学目标呢？我将材料换成塑料材质的亚克力筒，另外在操作上提醒学生注意安全，就能顺利解决了以上问题。

（三）创设探究实践平台，培养学生工程思维。

1. 布置课题任务，锻炼工程设计能力。

工程技术的关键是设计。工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。教师可以根据工程教学内容设置合理的课题任务，针对一个具体的任务，按照设计的基本步骤，包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等来设计一个产品或完成指定的任务，并在实践中培养学生的工程思维。

例如，我们在教学四年级《设计与制作小车》时，教师首先明确问题：“我们今天要利用身边的材料设计制作一辆具有动力的小车，并让它能将两个螺母至少运输一米远”。其次，在观察小车模型后，教师引导学生思考设计小车时要考虑哪些方面的内容，比如怎样安装橡皮筋和气球、怎样增大小车的动力等，尝试小组讨论设计方案并确定。然后是设计制作小车，为了更好的完成设计图纸，课前让学生预习设计图纸的三视图、尺寸绘制以及车辆的类型、名称等知识，最终通过小组交流合作，整体的学习成果体现在小组设计的设计图中。最后，小组交流评价，探讨方案，请设计小组的同学上台汇报设计思路，展示设计图，这样他们的工程设计能力得到了大大的提高。

2、搭建工程模型，训练学生工程实践能力。

培养工程实践能力对当前我国的技术与工程教学有着十分重要的意义和价值。为了将工程思维与科学教学更好地融合，课堂以学生为主体，教师重视在课堂上给学生提供动手实践的机会。教学中给学生准备合适的实验器材，鼓励学生利用材料搭建工程模型，从而培养其工程思维。例如，小组合作绘制小车的设计图后，教师可让学生进行材料选择、成本计算，学生在这些方面的认识一般比较弱，要重视和加强训练，然后使用小车的材料工具包进行制作，包括确定组装步骤、选择材料和工具、加工材料、组装和调试，根据测试结果，发现问题并记录下来，随后及时自己尝试或请教老师解决问题。最后是改进完善，小车调试结束后，让学生按照教科书的评价表进行展示评估，并对设计和制作过程进行反思，利用课余时间进一步完善小车。

3、拓展迁移应用，解决实际问题。

在拓展迁移阶段，教师通过可操作的活动，体验技术与工程的过程，实现对科学概念、探究技能、思维方法的迁移应用，逐步把知识转化为解决实际问题的能力。实际教学中，可在理解工具作用的基础上，教师要有意识地引导学生自己设计制作工具解决一些简单问题，培养学生开始小发明的意识，使他们能发现生活中某些工具或产品的不足，并提出改进意见。

例如，在教学六年级上册《工具和技术》这一单元后，我校李俊奕同学发现：在安装和检修电器及家私等物品的时候，人们通常会用到螺丝刀，但有时候由于螺丝所在的位置比较隐藏、光线很暗，很难将螺丝刀插入到螺丝口中，这样拧起螺丝来很不容易的。他认真观察螺丝刀的构造，在教师的指导下对螺丝刀加以改进：在螺丝刀的前端安装三个发光二极管，并接上电源和控制开关，当在光线很暗的地方拧螺丝时就开启开关，让二极管发光，这样问题就解决了。

总之，工程思维能力的培养不是一朝一夕就能完成，需要教师在教学中创设工程情境，在科学探究实践活动中训练学生的工程设计和实践能力，形成工程思维。在设计和制作过程中，还要考虑内容的难易程度，有意识地引导学生开展分工与合作，让他们为了共同的任务目标，相互配合、相互支持，培养学生的团队合作精神，从而让其科学思维与工程思维得到有效发展。

参考文献：

1. 《义务教育科学课程标准2022版》.北京师范大学出版社.

2. 孟凡荣.《基于工程思维的小学科学教学策略研究》.智力. 2021（19）

3. 庄周建. 《基于工程思维培养的小学科学教学策略研究》. 天天爱科学（教育前沿）2021（01）

4. 卫 巍.《科学课教学中学生工程思维能力的培养》.小学科学（教师版）.2020（03）