浅谈小学科学教学中科学问题和工程问题的关系

发布者：cj_ysh   发布时间：2022-06-29 09:23:40   点击数:

 新一轮课程改革，小学科学在一、二年级便开设了科学课，对孩子的科学启蒙更加重视，并且在工程问题的解决方案中明显加重了STEM在教学中的分量，比如今天我们要讨论的问题——《三年级科学上册——像工程师那样》。课文通过了解需求、设计方案、动手制作、评价改进四个步骤，让学生了解工程师的工作历程。那么科学问题和工程问题有什么关系呢？

首先我们要知道STEM是什么，百度百科是这样解释的：“STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。由此可见，生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。”

    如果用最简单的语言来总结就是，要抓住的一个关键点，即：科学问题一般要解决的是“为什么、是什么”的问题；而工程问题解决的是“做什么”的问题。只要把握住了这个突破口，在解决问题的时候，我们就会明了科学问题怎么解决，工程问题怎么解决，所以我们一定要明白这个关键点。

科学问题的解决，我们常用的方法是：提出问题、做出假设、搜集证据、得出结论、表达交流。这是科学问题的解决过程。

工程问题的解决方法是：

第一个环节，需求与任务。就是解决工程问题的时候首先要知道我们需要什么，然后根据这个需要明确的任务是什么，比如说做个什么东西或者造个什么东西等等。

第二个环节，学习与知识。我们要完成一个任务，我们的知识能不能满足这个任务的需求。一般情况下，我们就可以查资料、去学习、去了解等等。

第三个环节，设计与优化。我们有任务、有知识，然后我们怎么设计怎么解决，在几个方案中优中选优，选择一个方案。

第四个环节，制作与改进。通常我们要先做一个模型，然后看看是不是合乎我们的需要。

第五个环节，展示与交流。展示我们的作品。

这个是工程问题和科学问题的关系，从概念上怎么把握，从教学流程上怎么把握。

新版小学科学教材中，工程问题都有涉及，但是一、二年级和三年级的工程问题的要求是不一样的，换句话说，知识是递进的或者说是进阶的，比如《像工程师那样》，低年级和中年级，主要体现在两个方面：第一个是在对工程师职业特点的认识上，比如说低年级的要求是认识具体的一个人或事，如低年级的发明汽车；二年级讲的是爱迪生发明了电灯，他的工作是怎么做的。低年级讲的是一个人，他的具体工作是怎么做的，而中年级讲的是这一类人的特点是什么。人们为了满足需求，设计出了各种产品，我们把这一类人的工作特点总结出来：他们是这样的一类人，这是他们的职业特点。

第二个是我们要像工程师那样，体验工程师的工作流程，低年级和中年级要求是不一样的。低年级就是三个环节：问题、设计、展示。比如做一个风向标或者做一个小车。而到了中年级的体验就更多了些，比如说了解需求，还有前期的调查也就是我们说的学习与知识、评价与改进；中年级的要求要全面一些。所以从低年级到高年级对于工程问题的要求是螺旋上升的。

在学生眼中，科学课不仅好玩，而且很有趣，是他们特喜欢的一门学科。如果你问学生为什么喜欢科学课？学生会说课堂上有好多实验器材，能做各种各样的实验，特别有意思。学生在科学课上利用实验器材，开展各种实验，观察科学现象，探究科学知识，这是他们所向往和喜欢的。作为科学教师，为学生准备合理的实验器材尤为重要。所以科学教师应该明了科学问题和工程问题的关系，有的放矢，使学生收获更多。