Page 125 - 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

学内容分为了“物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程”四大领

域，不同领域间整合的教学方法也不尽相同。
在物质科学和技术与工程领域的教学主要以设计制作类为主，结合实物模型
理解科学概念，学生采取工程设计的方法解决实际问题。在生命科学、地球与宇
宙科学范畴，科学知识较为抽象，与工程看似结合较弱，但是利用画图、替代、

实物转换等思想结合工程学进行教学设计更能加深知识理解。例如，生命科学领
域中，《食物在体内的旅行》一课让学生绘制实物消化过程图，掌握人体内各消
化器官的名称、位置、作用；在地球与宇宙科学领域的天气专栏，引导学生设

计能抵挡不同灾害天气的建筑物，以此来达到了解灾害天气类型和特点的目的。
因此在选择教学方法时偏向设计制作类，易与工程结合能更好地涵盖工程设计环
节，抓住设计精髓，充分展示学生设计理念，在较抽象或非产品类设计的课程，
采用画图、3D 模型展示、结合生活实际建模等方式更为适合。

美国《新一代科学教育标准》中将工程设计的学段分级为 K～2、3～5、
6～8，针对本研究小学阶段的工程教学设计，将在此分级的基础上归纳 1～2 年
级、3～4 年级、5～6 年级三段的工程教学特点，归纳教学方法的选择方向。

1～2 年级学段对学生科学与工程实践发展的要求为通过观察寻找问题，使用简
单模型（如图表、图画、物理副本、透视画、编剧和故事板）表示具体事件。在
教学方法上主要是教师为学生提供和引导可供观察的科学材料，初步动手绘画和

搭建简单工程模型，亲身参与科学与工程实践的观察和模仿。3～4 年级学段对
学生科学与工程实践发展的要求为能够进行变量控制的研究，构建解释和设计解
决方案，制作简单模型。教师在此阶段布置稍有难度的任务，引导学生明晰问

题，提出解决问题的方案，按照工程设计流程得出设计产品。5～6 年级要求学
生能够考虑多种限制条件和标准，建立、使用和修正工程设计模型，生成解决问
题的最佳方案。此阶段更重要的是考虑多方面的影响因素，利用团队合作开发和
优化设计，培养批判性思维。

3.模块式案例教学法
“科—工整合”的教学活动强调依托真实工程项目，因此最常用的教学方法
是案例教学法和项目驱动法，案例教学法是在教学中模拟或重现真实生活场景，

学生在真实场景中进行理论知识学习，提高解决问题的能力；项目驱动法是学生
在具体工程项目中通过团队协作自主探究，推动教学内容的进行。将案例和项目

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