夜雨聆风【摘要】新课标指出的科学核心素养中，探究实践背后所指向的工程思维在未来人才培养中占有十分重要的地位。而在传统的教学模式中，主要存在教师缺乏工程意识和教学支架、学生对工程实践过程缺乏了解等问题，导致工程学习缺乏具有思维含量的实践操作和探究活动。基于此，笔者以培育学生工程思维为指向，同时整合项目化学习的特点和优势，形成了具有一定成效的教学策略，从而助力未来工程师的养成。
【关键词】工程思维；项目化学习；小学科学
一、背景研究
(一)现状透视
在2022年发布的《义务教育科学课程标准》中，有两大核心概念“技术、工程与社会”、“工程设计与物化”均指向以项目的方式开展科学学习，促进学生掌握程序性和规范性知识，增强学生解决问题的综合能力，培养学生的工程思维。
在实际教学中，工程思维的落实和项目实践却遇到不少困难。笔者就项目化学习和工程思维的内容分别对本校300余名师生进行了一次问卷调查，结果如下图。
从调查结果可以看出：学生认为项目学习中最困难的是“设计方案”环节，而在项目流程上了解程度上，大部分学生对其模糊不清甚至完全不知道。教师则在项目内容的选择设计、自身工程背景知识、具体教学策略支持上需要更清晰的指引。
(二)原因剖析
1. 纸上谈兵终觉浅——重讲授轻实践
由于资源、体制、个人能力等多种因素的综合作用，传统教学模式下教师仍以讲授为主要教学方式。面对工程领域的教学内容时，往往让学生在过程中随意发挥，最终也仅仅达到了“做”的 效果，而忽视了如何帮助学生掌握程序性和规范性知识，对于形成系统性思维难有助力。
2. 单枪匹马难成气——学习内容分散
小学科学课程涵盖四大学习领域，工程实践作为科学知识建构的平台分散在各个学段和具体课程中。但由于教材内容的限制，教师在教学过程中常常“以项目论项目”而忽略了项目的真实性以及学段间工程实践对于项目设计的进阶要求，没有形成连续的学习内容，孤立的项目也难以培养学生的工程思维。
3. 照猫画虎缺底蕴——多模仿少创新
项目学习是帮助学生从理论走向实践的纽带，这是一个质的转变。而其中“灵感——构思——实施”中，灵感与构思环节是项目实施的前提与核心，也是最为困难的一部分。局限于课本出现的现成方案和缺乏大量的素材积累，学生很难产出具有创新性的作品。同时，教师自身对于创新的认识以及创造力教学方法的掌握也关系着项目的质量以及学生是否能够产出新颖的作品。
4. 拔本塞源若无睹——单一评价形式
由于学生对教师和书本的依赖，传统应试考试评价方式强调答案唯一性，造成学生潜意识中将问题解决路径与“标准答案”划上等号，难以用批判性的眼光分析问题，提出多种方案。
(三)价值定位
1.探究“加”行，养成科学核心素养
借助项目化的教学方式，以实践性探究活动带动学生进行科学知识建构，引导学生用工程视角解决实际问题，以提升科学核心素养。
2. 内容“加”料，加强学习进阶纽带
3. 教学“加”持，激发深度创新研习
利用改进最新工程教学策略，关注探究的持续性和迭代性，从而有效帮助教师进行项目教学，将创新思维可视化，提升学生创造力。
4. 评价“加”效，衍生一体共生路径
制定以“通用评价”为主，“特定任务评价”为辅的表现性评价量规，改变原有评价方式对结果的单一关注，以实现评价对于学生综合素养发展路径的良性推动作用。
二、脉络梳理
(一)概念界定
工程思维：2009年美国国家科学院在《K-12教育中的工程：理解现状和提升未来》中介绍了工程教育的定义及K-12阶段工程教育的现状，并指出工程思维即“工程习惯”，具体包括：系统思维、创造力、乐观主义、合作、交流沟通和伦理考虑。国内则将工程思维界定为是人们在进行工程活动和工程研究过程中所形成的思维方式，其关键是运用各种知识及方法解决现实中的问题，具有实践性、设计性、构建性等特点，它是人们进行创造劳动时不可或缺的一种思维。不过本研究面向的是基础教育阶段的学生，以学生在工程学习中应该掌握的工程思维指面对具体情境问题解决问题所要具备的主要品质，将工程思维的构成要素总结为：系统思维、设计思维、实践思维。
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