【一等奖小学科学教学论文】小学科学工程教育中态度责任的培养——以青岛版《科学》三年级上册《制作简易滴灌器》为例

[摘要]《义务教育科学课程标准(2022年版)》将态度责任确立为科学核心素养之一，强调在真实情境中引导学生形成科学态度、环保意识和社会责任感。但在实际教学中，态度责任常常被简化为课堂结尾的几句口号，未能真正融入教学中。为此，教师可尝试从以下四个方面重构教学思路：锚定真实问题，在情境中激发责任意识；聚焦设计要素，在方案规划中融入环保考量；测试实践成果，在反复调试中培养科学态度；联系真实生活，在反思交流中深化责任意识。这一重构有助于有效提升学生的责任感、科学态度和问题解决能力，为一线教师提供了可操作的教学参考。

[关键词]态度责任；工程教育；小学科学；教学实践

《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称《课程标准》)将态度责任确立为科学核心素养之一，明确要求学生在科学学习中“保持对自然现象的好奇心和求知欲，尊重科学事实，树立人与自然和谐共生的理念，主动参与环境保护实践”。然而，在实际教学中，态度责任的培养并不理想，主要体现在三个方面。一是学生责任意识标签化。教师常在课后布置“保护环境”“节约资源”之类的任务，但这些任务与课堂上的工程实践并未真正勾连，学生将其当作附加要求，认为完成与否无关紧要。二是科学态度表面化。当遇到难题时，不少学生的第一反应是“换一种方法”或直接放弃，而不是静下心来分析原因、调整方案。三是责任意识空心化。尽管教师不断重申“环保”与“节约”的重要性，但学生却难以体悟个人行为的实质价值，依旧局限于服从指令的范畴，未能将责任感真正内化于心。这些现象说明一个核心问题：态度责任不是靠“说”出来的，而是要让学生从实践中去体验、感受。只有当学生觉得“这件事真的需要我去做”时，良好的态度和责任才会真正形成。

小学科学中的工程教育，为态度责任的培养提供了天然的载体。教师可借用真实问题调动学生，在反复调试中培养学生的科学态度，在反思交流中强化学生的责任意识。本文以青岛版《科学》三年级上册《制作简易滴灌器》一课为例，围绕“帮助教室里的植物安全度过长假”这一核心任务展开教学，通过工程教育培养学生的态度和责任。

课堂伊始，教师以一件小事切入：教室里有些植物平时由学生照料，但即将到来的长假意味着没有人给它们及时浇水。教师随即展示了一张照片：由于长期无人浇水，儿盆植物叶片萎薏，土壤十裂。接着提问：“如何避免让我们的好朋友’发生这样的情况？”学生立刻议论起来：“找人帮忙浇。”“带回家照顾。”“买个自动浇水装置。”教师没有急干给出答案，而是引导学生分析这些办法是否可行：请同学帮忙，可能因遗忘而落空；带回家的话，搬运麻烦，不太方便；购买自动浇水装置，成本较高。而后教帅追问：“有没有一种既简单又省钱的方法，能让植物自己喝到水？”学生积极投入思考和讨论。他们的状态明显转变，不再是配合教师完成任务，而是真正解决一个与目身息息相关的实际问题。有学生主动提问：“是不是可以用废旧的塑料瓶制作能自动浇水的装置？”这个想法立刻吸引了全班学生的注意，他们顺着这个方向继续讨论。整个探究过程中，学生始终围绕着“怎么救活这些植物”这一真实问题主动思考，原本抽象的“爱护植物”“废物利用”不再是贴在墙上的标语，而是成了每一个学生都想参与的具体项目。通过这一环节，学生明确了“制作滴灌器”这一核心任务，同时也认识到工程设计必须兼顾实际条件，充分考量成本和可行性。

本课的关键在于将想法转化为具体方案。确定任务后，教师引导学生将思维聚焦于具体的设计要素：用什么材料？如何让水缓慢滴出？装置能持续工作多久？学生需将生活经验转化为工程方案。这一过程既能培养学生的设计思维，也能为后续的操作与调试环节奠定基础。教学中，教师先让各小组围绕“如何让水缓慢滴出”这一问题展开讨论。学生提出的方案各有不同：有的提出用针管控制水量，有的想用棉线吸水并缓慢传导，有的则计划在塑料瓶上打孔以调节流速。巡视过程中，教师特别关注方案设计中的环保因素。例如，教师提问：“你们所用的材料是全新的，还是废旧的？”“如果不使用新的塑料瓶，能否找到其他替代材料？”实践中，有一个小组在设计时选择使用两个废旧矿泉水瓶，先在瓶盖上扎出数个小孔，再用细线将两个瓶体连接。教师进一步追问：“为什么选用废旧瓶子，而非购买新品？”学生回答：“利用废旧材料能够避免浪费，而且家里闲置的空瓶很多，刚好用上。”此类环保意识并不是教师单向灌输的，而是学生在解决真实问题的实践中自发形成的。

在此环节，教师应为各小组确立适度开放的规范：材料须安全且易得，装置须确保持续滴水半小时以上，制作过程应避免安全隐患。基于此，各小组充分发挥创意，将碎片化的构想转化为切实可行的实施方案。

测试环节既是检验技术方案的重要环节，也是塑造学生科学态度的关键环节。在该环节，学生需要将自制的滴灌器投入实际场景进行测试，观测滴水速率与持续时间是否符合预期，并依据测试结果进行调整与优化。

为了让学生进一步内化控制变量这一科学方法，教师先讲解测量方法：“用计时器记录滴灌器能持续滴水多长时间，并数一数这段时间内的滴水次数。”接着提问：“怎样比较才算公平？”经过讨论，学生总结出需使用等量的水，将装置置于相同高度，同时开始测试，并记录滴水时间。控制变量不仅是一种实验方法，更是一种科学思维。学生从自己的讨论中提炼测试要点，并在动手操作的过程中逐步形成严谨做事的意识。

测试时，某小组制作的嵌套式滴灌器始终不出水。他们的第一反应是“方案有问题，换一个吧”。教师没有直接评价，而是追问：“你们用了两个瓶子，瓶口是怎么接在一起的？空气能进去吗？”学生依据这个问题重新检查装置，发现两个瓶口完全贴合，空气无法进入，因此水出不来。据此，他们在小瓶顶部开了一个小孔，难题迎刃而解。学生经历了“测试失败一教师引导一重新观察一发现问题一动手改进一验证成功”的完整过程，其价值远超完成一个浇水装置本身。观察发现，经过这样的调试训练后，再次遇到实验问题时，不少学生会先尝试分析原因、调整方案，而不是立刻找教师或直接放弃。

各小组将测试数据汇总到班级记录表(如表1)上，随后分组观察数据，并讨论不同方案的效果差异。通过观察全班数据，学生发现：使用棉线导水的方案持续时间较长，效果比较稳定；单纯打孔的装置虽制作简单，但滴水速度难以精确控制，或过快或过慢；嵌套式结构在解决气阻问题后表现良好。数据汇总使各小组的个别发现转化为具有统计意义的集体证据，由此得出的结论更加可靠。学生从数据中提炼出规律，完成了从动手操作到动脑思考的跨越。