Page 109 - 新课程小学科学教学方略

第六章 基于“科—工整合”的小学科学教学设计研究

了解决工程问题的辅助部分，根据工程设计的需求提出科学探究的目的和内容，
以探究的结果为工程设计的更新再设计提供理论支撑。

以科学探究为主的教学将工程视为辅助理解科学的过程，由此衍生的工程设
计较简单，偏向验证型的工程项目，而以工程为主的科学教学主要是布置工程任
务，以操作、制作为主要流程，偏离了科—技的整合方向，缺乏了对科学本身原
理性知识的探讨和学习。因此，科学探究和工程设计并重的教学设计取向实际是

“科—工整合”的理想状态，将科学课程既保留原理性知识的探究，又含有工程
设计理念的指导框架，强调二者并重，最重要的是把握二者的比例以及重要性的
均衡。美国下一代科学标准（NGSS）将工程设计与科学探究提升到相同的作用
水平，整合二者的核心特征为迭代过程，包括通过①制定可接受的解决方案的标

准和约束来定义问题；②生成许多可能的解决方案并进行评估，以确定最适合该
问题的解决方案；③通过系统的测试来优化解决方案，包括覆盖重要性较低的功
能。一般来说科学探究和工程设计的连接点在于基于真实情境的项目，在现实问
题中学生从探究出发，再在实际问题的解决上开始对探究结论的应用，理解科学

原理在现实世界的作用发挥方式。一方面是对科学原理的探究和现实理解，另一
方面是通过工程设计检验原理的真实性，提供问题解决方案并进行迭代修正。旨
在培养学生解决真实情境中问题的能力，对所学知识的运用能力，同时深化科学

探究过程所获得的科学规律。
二、“科—工整合”科学教学设计的理论基础

（一）融入

STEM 理念的小学科学课程标准的总目标中提出，学生通过科学课程的学
习，要培养思维能力、实践能力和创新能力，要有与他人沟通的能力、合作的态
度，了解科学、技术、社会以及环境之间的关系，具有创新意识、保护环境意识
和社会责任感。小学科学课程标准中对科—工整合的描述统称为科学是工程的基

础，工程是将科学的创意和构想转换为模型实物。在教学目标上对科学、工程意
识的培养有具体的对应，如工程改变人类生活，培养人本意识和环境意识；工程
是利用和改造自然的方法和程序，是以科学为基础的系统性工作，培养系统意识
和科学工程的联系；工程的核心是设计，培养创新意识和实践意识。在课程标准

的整合要求下，小学科学的教学在不同主题的设计上都需要进行整合设计，在制
作主题的课程上，对动手能力、审美情趣等进行培养，考察探究类课程上对实践

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