文献题目

基于创新型工程科技人才培养的实验教学体系建设与实践

研究时间

2024.2

研究教师

胡林

文献来源

《“工程思维视域下小学科学学科实践的全域推进研究”文献汇编》

内容摘要：

    以省级示范中心为载体，在已有一定建设基础上，探讨基于创新型工程科技人才培养的实验教学体系与教学内容的建设，并根据学校新版人才培养方案的宗旨，给出了建设方案和措施，依次进行了实践。以“四能力”目标定位和“四坚持”实验教学理念指导下，以“主辅式”实验教学体系的建构来进行实践。“主系统”建设方案，通过创新性实验项目的开发、科研成果转化、校企共建、实验装置自研、实验教改成果转化等建设方式，实现创新人才主体部分的培养。“辅系统”建设方案基于创新实验室，通过科技立项、学科竞赛、课外讲座、创新团队、学术交流等多种形式，为学生提供多层次的选择，实现个性化培养。

读后感悟（对典型课教学或本课题研究的启发）：

工程思维视域下的小学科学学科实践可以借鉴如下设计如下特质的实验教学内涵：
(1)多元化。设计了多元化的实践教学目标，满足不同层次的学生多样差异和自主发展的需求，包括学生自主实验、课程设计、科技创新、科技竞赛等。
(2)多平台。为实现多元化的实践教学目标，构建了“四大”实验平台，即专业基础实验教学平台、专业实验教学平台、工程素质培养教学平台、创新活动教学平台。各平台在学生能力培养方面相互紧密联系，又相对独立。
(3)多层次。建立了基础型、设计综合型、工程实践型、研究创新型“四层次”实验教学内容体系，并实现四者的有机统一。
(4)开放性。强调实践教学的开放性，推行校企共建、学研结合的育人新模式。

具体方案如下：

       工程思维视域下小学科学学科实践的内容开发与设计研究

部分教学环节中过程标注（提出问题——聚焦主题——系统设计——统筹资源——探究实践——反思诊断——探究实践/更新迭代）

《小小工程师》教学设计

【教学目标】

1．通过交流工程师的杰作，让孩子们慢慢体会我们的生活离不开工程师的发明、制造,从而产生对工程师的热爱和崇敬之感。

2．在观察、感知中知道工程师是设计、发明、制造产品的人

3．能够利用简易材料自制一个铅笔加长器，并对设计制作的产品不断改进，体会当一名小小工程师的喜悦和伟大。

【教学重难点】

重点：知道工程师是做什么的，经历制作一件物品的过程。

难点：认识工程师的工作与科学家的工作是有区别的，工程师重在设计、发明、制造产品。

【教学准备】

教师材料：PPT

学生材料：短的铅笔头、吸管、小木棒、一次性筷子、废旧纸张、剪刀、胶带

【教学过程设计】

一、认识工程师的工作

1．看图交流：通过观察图片，初步了解工程的工作。

2．小结揭题：不同的工程师，工作是不同的。

3．观看视频：“机器人”的研制过程

4．讨论交流：从“机器人”的研制过程中，理解工程师发明物体的过程和顺序。

5．比较分析：工程师的工作和科学家的工作的不同之处。

6．联系生活：同学们家中有谁是工程师吗？具体做什么工作？

二、欣赏工程师的杰作

1．视频观看：感受和认识一下近几年中国工程师的伟大杰作。

2．讨论交流：在你的生活中，哪些物品是工程师设计、制造的。

3．对工程师说：面对生活中这么多的作品，由衷佩服工程师并发出赞美。

4．回忆大自然的杰作：观察大自然作品，与工程师的杰作进行比较，发现两者的区别。

5．观察判断：这些物体中，哪些是工程师的杰作？哪些不是？说明理由

6．小结：生活中很多物品都是工程师设计、制造出来的，是他们改变了我们的生活，让我们的生活越来越方便、越来越好！

三、体验工程师的工作

1．回忆交流：从小到大，你有类似工程师的经历吗？

2．讨论问题：用剩的铅笔头要不要扔掉呢？（提出问题）

3．思考交流：如何制作铅笔加长器呢？（聚焦主题、系统设计）

4．小组活动：制作铅笔加长器。（统筹资源、探究实践）

5．汇报交流：比较同学们做的铅笔加长器，谁的更好？和买来的比较，它们好在哪里？

你的铅笔加长器还可作怎样的改进呢？（反思诊断、迭代更新）

6．总结全课：这节课，你学到了什么？

【板书设计】

小小工程师

                                                      工作

画设计图   →  制作模型

                          ↓           杰作

维修机器  ←   调试产品

                                       制作

实践思考（教学实践后对典型课教学或本课题研究的启发）：

《小小工程师》一课，立足“工程实践课程”的“工程’教育’”，是一节工程教育的启蒙课。通过丰富的案例让学生了解工程师的具体工作。在对工程师工作熟悉的基础上产生情感共鸣，对工程师的工作进行主动认知，通过制造物品满足人们社会生活的需求。本节课紧扣工程师工作的过程，明线是“工程师的工作——工程师的杰作——像工程师一样的创作”的主线，暗线是工程教育启蒙课的整体思维（活动）走向：理解-寻找-实践；在其中的工程教育层面更多是在理解中感悟和敬仰工程师、在认知中体会工程师杰作的作用；在其中的工程实践层面，通过“铅笔加长器”创作活动，让学生像小小工程师经历和实践工程师的探索过程，体会工程师工作中的艰辛过程。

在教学中，基于生活难题引导学生开展“铅笔加长器”工程设计制作活动，利用简易材料自制一个铅笔加长器。问题的提出就是对工程实践的本质理解：用作品来解决生活难题的思维走向。接着工程设计中，关注到材料的可操作性、取材的难易程度、制作的时间长短等因素，锻炼了学生参与工程活动的多维思维考量。在制作活动中，分3种材料进行不同的铅笔加长器设计，制作的方法、顺序、检验等都考量工程实践思维水平。在评比交流环节，从好用、好做、好看等角度进行比较，感受到对工程评价思维的综合性和多元化。