一、技术与工程实践能力的定义

（一）什么是技术与工程实践能力

技术与工程实践能力是一种在工程研究设计和实现过程中形成的能力，是以解决实际问题为最终目标，基于科学原理，运用技术手段，合理利用现有资源，采取具体问题具体分析的态度，以最大效益满足实际需求的能力。

（二）技术与工程实践能力的具体表现

当一个问题出现的时候，学生首先需要界定这个问题，将问题的核心和根本抓住之后，开始基于所学过的科学原理进行头脑风暴一样的思考，在通过调研和了解相关信息后，产生可以用来解决问题的想法和创意，随后根据实际情况和具体要求，合理利用现有资源，确定本次工程的标准和约束，在以此为前提下，探索之前的解决想法和创意是否有成功的可能，一旦有成功的可能，就可以选择一种方案，进行设计。在完成思考和设计之后，需要运用各种技术手段，创建模型或者是原型尝试去解决问题，在反复的测试和评估中，试着不断的优化和改进设计方案与模型，进行成品的制作或生产。最后，进行结果的交流和展示。

（三）技术与工程实践能力的特点

技术与工程实践能力最大的特点就是“脚踏实地”，将科技课堂中学习过的科学原理转化并实际应用，要在面对问题、分析问题、思考设计之后有可以解决问题的成果或者称为成品出现。其次技术与工程实践能力的第二个特点就是需要有一定的标准和约束，在各种具体的条件下，比如时间、质量、材料、成本等方面有限制。

所以培养学生的技术与工程实践能力，就是面对问题和困难时，要在尊重科学原理的前提下，考虑多种因素，通过不断的精益求精、持续改进，最后有可以解决问题的成果。

二、课程标准中对技术与工程实践能力的要求

基于课程标准制定教学目标是教师实践课程理念的重要抓手，能够帮助教师准确把握课程标准规定的内容与要求，根据学生的身心发展规律、认知规律以及教育教学规律，科学开展教学工作。基于课程标准的教学目标制定路径给了教师一种方向感，它既为教学确立了一定的质量底线，也为教学预留了灵活实施的空间。

（一）基于课程标准中的教学总目标与核心素养的要求

1.在《义务教育科学课程标准》（2022年版）的课程性质中指出科学、技术与工程的相互促进作用日益增强，推动着生产力的发展、经济的繁荣和社会的进步，促进了人们生产方式和生活方式的变革，提高了人类社会的物质文明水平。在广义的理解中，科学也包括技术与工程。

同时，在课程目标中，关于“探究实践”这一核心素养内涵特别提到: 探究实践主要指在了解和探索自然获得科学知识、解决科学问题以及技术与工程实践过程中形成的科学探索能力、技术与工程实践能力和自主学习能力。而技术与工程实践能力体现在：了解技术与工程实践的一般过程和方法，针对实际需要明确问题，提出有创意的方案，并根据科学原理或限制条件进行筛选；实施计划，利用工具和材料进行加工制作；根据实际效果进行修改迭代；用自制的简单装置及实物模型验证或展示某些原理、现象和设想。

（二）梳理教材中有关技术与工程实践的单元与课时数

通过对上教版《科学与技术》课程十册教材共五个年级的梳理，我们可以直观的感受到对于小学生而言，技术与工程实践能力在科学与技术课中的渗透。如下表所示：

从表格中可以非常直观的看到，有关培养学生技术与工程实践能力的教学内容在每个年级每个学期中都有涉及。其次，在小学四、五年级的《科学与技术》教材中，与技术与工程相关的课时量不断上涨。所以，对于学生技术与工程实践能力的培养不仅仅是贯穿整个小学阶段每个年级、每个学期的教学目标，甚至到了小学高年级阶段，培养学生技术与工程实践能力的要求和标准在不断提升。

三、科学课对学生技术与工程实践能力的培养

在小学科学与技术的课堂中，经常会有很多在现实生活中遇到的问题可以通过利用科技课所学过的知识来解决。在解决问题的过程中，同学们要与已学过的相关知识建立联系，相处解决办法，最后产生学生们动手实践制作，从而产生个性化表达的作品。以上教版《小学科学与技术》第五册第三单元《桥》第二课时《桥的承重》为例，本节课的学习环节主要有三个：一是通过纸桥承重小卡车实验，知道桥面可以有各种形状结构;二是通过测量纸桥面不同形状的最大承重的实验，知道相同材料，形状不同，承重能力也不同：三是认识一些中国具有 “世界之最”称号的桥。

在本节课的科技课堂中，教师可以从以下几点来对学生学生技术与工程实践能力进行培养：

（一）有效引导，抓住问题核心

技术与工程实践能力的核心关键就是解决问题，在技术与工程实践能力解决问题的概念阶段里一共有4步：界定问题、头脑风暴、调研和产生想法、确定标准和约束，不管是对于待解决的问题的把握还是从何处寻求解决办法等这些最开始的步骤，都是需在学生们的头脑里产生一个逐渐清晰的认识。本节课基于课程标准，教学设计的基本思路是：⑴由木棒搭成的桥的照片引入“桥”，通过观察每根木棒代表的桥的组成部分，知道桥由桥墩、桥面、引桥组成并知道每个部分的作用。接着，播放无锡高架桥侧翻事故视频，引入本节课研究重点“桥的承重本领”，请学生们挑战任务：尝试用一张A4纸设计纸桥面，使之成功承载一辆小卡车。在此过程中，请学生思考“哪些因素会影响桥的承重本领？”，引导学生发现桥墩距离和纸桥的形状都会影响一座纸桥的承重。

在科学课堂中，教师对于学生一开始问题的引导非常重要，把握住主题和大方向，但是整个活动都必须通过学生的自主学习和不断探究进行。尊重学生在学习过程中的积极性、自主性和独立性，引导学生积极参与实践活动的思考和制作，才能促进学生在知识技能和设计制作等各方面的进步，从而完成教学任务。因此，教师把学习的主动权交给学生，准确的引导学生把握问题的关键来进行思考和探究，促进有效的学习和思考，为学生主动、自觉地参与学习创造条件。

（二）积极鼓励，进行最优尝试

学生在明确了需要解决的具体问题之后，就到了技术与工程实践能力解决问题的开放阶段，也就是探索方案的可能性、选择一种方案、给出一个设计建议、建立模型或原型这四个环节。

接下去的教学环节可以这样设计：提出探究“纸桥面的形状”与桥的承重本领是否有关，请同学们设计实验，在知道可以用桥面的最大承重来比较桥的承重本领后，保证其他影响因素不变。在上一个环节中学生已经累积了几种可以成功承载小车的不同形状的纸桥面，请他们选择2种及以上的桥面形状，进行实验。通过测量纸桥面不同形状的最大承重，分析数据后，得出结论：形状不同，承重能力也不同。

这是科学与技术课堂中学生实践活动的高潮，学生们在要这个阶段感受设计、制作等实践活动带来的魅力。同时达到“科学知识”和“探究实践”这两个核心素养的培养。教师要为学生营造一种和谐的宽松气氛，让学生敢想、敢问、敢于表达自己的个性化想法，勇于一起合作、探索、研究。学生设计出的  方案或制作的作品应该有自己个性化的内容，教师要给予积极鼓励，赞扬学生的自主思考和创新能力，从而使得学生能够根据之前确定的标准和约束下，选择最合适的方案，进行最优的尝试。

（三）相辅相成，结合课前课后

在这节课的最后，通过一些中国具有“世界之最”称号的桥的照片和介绍，感受桥之美以及劳动人民的伟大技艺和智慧，激发爱国情怀，开展美育和德育教育，达成“态度责任”这一核心素养的培养。最后，提示学生整节课都是用手将小卡车直接放在桥面上的，下次课我们要试着让小卡车“开”上桥面，为下节课的“引桥”内容做铺垫。

在整个实践活动中，如果学生仅仅依靠在学校的课堂时间内完成是非常紧张的，要想让学生有一个完整的活动体验，还需要有一定的课前准备和课后完成的时间。

因此，教师要给予学生部分的课前和课后的辅导和指引，将课余时间与课堂内容相结合，两者相辅相成，体验完整的实践活动，培养正确的技术与工程实践能力，达成最好的教学效果。

（四）自评互评，课堂评价多元

在常规的课堂上，教师评价一直是贯穿始终都，但是在学生自主学习的课堂上，参与评价的主体是多元的。不能仅仅只是教师来评价，虽然课堂评价中教师评价和学伴互评很重要，但学生的自我评价最重要。

学生的自我评价指的是学生根据评价的标准与目标对自身作出整体价值判断与评定，学生自我评价是培养学生正确认识自我、认识社会以及促进学生自我反思的最基本的手段，科学合理的学生自我评价能够极大地激发学生的内在动因，不断的推动学生的成长成才，有利于学生在科学课的学习过程中对自己的学习行为进行不断的调整与监督，形成有效的自我调整和反思的教育机制，有利于加强学生参与合作学习的主动意识，让学生在学习中能够自觉的为自己规划成长策略，促进学生真正的成为学习和评价的主人。

教师在设计学生自我评价学习单的时候，必须以新课程标准中科技的核心素养为依据，从科学观念、科学思维、探究实践和态度责任这四个方面去进行分层评价。以《桥的承重》这节课的学习单作为参考，尝试用纸桥面承载小卡车和测量纸桥面不同形状的最大承重折两个都是在探究实践的过程中，达成科学观念和科学思维的培养，组员实验合作情况是从态度责任方面来进行评价。

上海市第二师范学校附属小学

《桥的承重》活动记录单

班级：          小组：

我们发现：同一材料，形状不同，承重能力           。（相同/不同）

活动评价单