技术与工程教育大单元教学探索

〔摘""要〕"自新课标提出在中小学探索大单元教学以来，广大一线教师都在探索大单元教学的模式和教学实践。小学科学技术与工程教育在探索大单元教学的过程中，进行了很多实践。技术与工程素养的落实如何？在小学阶段技术与工程教育和科学教育可否在大单元教学中有效融合？什么样的大单元教学模式能够更好地促进技术与工程素养的落实？基于此，笔者将青岛版四下第六单元“电的本领”与第七单元“设计制作小台灯”统整为大单元教学，探索大单元教学中技术与工程教育实践效果。〔关键词〕"小学科学；大单元教学；技术与工程教育当今社会，知识爆炸，科学技术更新迭代速度非常快，国家对人才的综合素质提出了更高的要求。现在中小学都在围绕提高学生核心素养探索各种各样的教学方法。2022年版新课程方案提出，中小学要探索大单元教学。这不仅仅是落实“双减”政策的一种重要方式，还是培养学生核心素养的有效途径。技术与工程教育是小学科学中的重要组成部分，起着启蒙作用，但是当下的小学科学技术与工程教育中还存在几个问题需要解决。第一，在小学科学教学中，教师有时候会把科学素养和技术与工程素养混为一谈。而事实上，技术与工程教育和科学教育学习方法不同，对应的学科素养不一样，教学目标不相同，设计的教学活动也有不同的侧重点。第二，小学技术与工程教育中设计的教学活动多种多样，也不乏优秀的学生作品，但技术与工程教育和科学教育之间的关联度不够，所以有的学生解释不清技术与工程背后的科学原理。第三，目前大单元教学的模式是多种多样的，虽然大体相似，但哪种适用于小学技术与工程教育，需要不断探索。本文以青岛版四下第六单元“电的本领”与第七单元“设计制作小台灯”为教学素材，设计一个大单元的技术与工程教育案例，尝试解决以上问题。一、小学科学课堂学生的技术与工程素养在小学科学课程标准中，核心素养主要是指学生在学习科学的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，是科学课程育人价值的集中体现，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。课标中，核心素养这四个维度中包含着技术与工程素养的内容，课标都冠以科学观念与科学思维，但进行技术与工程教育时需要明确其中的技术与工程观念、思维、探究实践与态度责任。若不明确这些核心素养，在教学过程中，侧重点就会有所偏离，导致技术与工程教育虽然实施了，但没有完成技术与工程素养的培养目标。表1为梳理出的小学阶段技术与工程素养，主要是技术与工程素养独有的，有些思想方法和科学素养重合，不在此赘述。二、小学科学课题技术与工程教育和科学教育的关系从以上的小学科学中技术与工程素养的梳理中，我们可以看到技术与工程教育和科学教育的关系：技术与工程观念要求学生知道技术产品和工程中包含科学观念与原理；技术与工程思维需要对比分析、重组思维、发散思维、创新思维等这些在科学教育中必不可少的思维方法；技术与工程教育和科学教育同样强调保护环境和节约能源的态度责任。可能只有在技术与工程实践能力上有明显不同，但是在研究技术与工程的过程中，需要用到必要的科学观念与原理。学生在学习相关的科学观念与原理的过程中，就需要具有相应的科学探究实践能力。综上可以看出，从培养技术与工程素养的角度出发，必然具备需要的科学素养，所以在进行技术与工程教育时，需要进行与之相关的科学教育。三、适用于技术与工程教育的大单元教学模式目前，有研究者认为，小学科学大单元教学是以大概念为线，统整单元目标、学科概念、学习任务、学生活动、教学评价的教学单位。大概念就是小学课标提出的十三个核心概念。大单元教学需要注意设计主题任务，围绕单元知识创设问题情境。项目式学习塑造真实情境，将大概念融入以解决真实问题的任务中，学生在完成核心任务的过程中，统整所学知识，完成对核心素养的落实。小学科学技术与工程大单元教学设计可以“UbD”模式为导向，构建“教学评”一体化的教学体系，设计模式为：确定主题明确核心大概念—确定大单元教学目标—制订评估标准—设计教学活动。小学科学技术与工程大单元教学中，为了更好地落实技术与工程核心素养，往往需要让学生掌握技术与工程背后的科学观念与原理，所以设计的教学活动需要考虑把科学教育更好地融入。有研究者提出了ＥＤＥＩＰＴ模型，将教学过程分为六个步骤，包含共性需求、定义问题、精细加工、方案构思、原型制作、测试迭代。其中的精细加工就是解决定义工程问题中产生的概念困惑，如果有相关的科学概念困惑，就为学生补充必要的科学概念教学。四、大单元教学背景下小学科学技术与工程教育实践在青岛版小学科学教材中，每册的最后一个单元均聚焦于技术与工程教育领域的内容。如果教学仅仅围绕这一单元进行，可能会导致，学生虽然能够制作出作品，却不会解释其中的科学原理。因此，我们需要整合技术与工程领域中所涉及的其他相关科学观念。以四年级下册第七单元“设计制作小台灯”为例，在制作过程中，学生需要运用电路的知识。学生在第六单元已经介绍了“电的本领”，如果教师能将这两个单元的知识有效整合，帮助学生形成一个整体的概念，这将提升学生的技术与工程素养，还能增强他们对科学观念的理解与应用能力，从而提高他们的问题解决能力。（一）确定主题明确核心大概念“电的本领”在课标中属于电磁相互作用，在“物质的运动与相互作用”这个大概念中，“设计制作小台灯”涉及的大概念主要有“技术、工程与社会”和“工程设计与物化”。本次的大单元设计整合以设计制作小台灯为核心，在制作过程中应用电路相关知识，所以本次大单元制定的主题为“玩转电路体验馆——利用电路知识进行发明小创作”。（二）确定大单元教学目标与评估标准大单元教学目标以核心素养为导向，在倡导“教学评”一体化教学体系中，是设计教学活动和制订学生学习活动评价标准的重要依据。大单元教学目标需要参考课标中相关的核心素养，结合具体的教学内容，能够指导学生学习和教师教学，是具体而明确的。评估标准则需要依据教学目标，确定可测量、可观察的观测点。“玩转电路体验馆”大单元教学目标与评估标准如表2所示。（三）设计教学活动技术与工程大单元教学活动要依据教学目标和评估标准，围绕大单元主题任务，落实技术与工程核心素养，采用ＥＤＥＩＰＴ模型。设计活动如表3所示。围绕大单元的核心任务“利用电路知识进行发明小创作”，发布四个子任务，每个子任务完成相应的教学活动步骤。在实施教学活动中，学生围绕核心任务，不仅仅是学习如何设计制作小台灯或者其他小发明，还要掌握电路基本知识。采用ＥＤＥＩＰＴ模型，可以把第六单元“电的本领”与第七单元“设计制作小台灯”统整起来，很好地把技术与工程教育和科学教育结合起来，学生技术与工程素养和科学素养得到很好落实。综上所述，技术与工程教育的大单元教学需要明确界定技术与工程素养的内容，避免教师在设计技术与工程教育大单元教学时，将技术与工程素养与科学素养相混淆，从而导致技