文献题目

工程哲学的兴起与发展

———李伯聪教授访谈

研究时间

时间填写2023.12-2024.4

研究教师

刘蕾

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：

科学 、技术和工程是三种不同的社会活动,活动的内容和性质不同。科学活动是以发现为核心的活动；技术活动是以发明为核心的活动；工程活动是以建造为核心的活动。“成果”的性质和类型不同。科学活动成果主要形式是科学理论，它是全人类的共同财富，是“公有的知识”；技术活动成果的主要形式是发明、专利、技术诀窍，当然也可能是技术文献和论文,它往往在一定时间内是“私有的知识”，是有“产权”的知识；工程活动“成果”的主要形式是物质产品、物质设施，一般来说，它就是直接的物质财富本身。

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首先应明确：科学、技术和工程是三种不同的社会活动,不能混为一谈。它们有密切的联系,同时又有本质的区别。在小学科学新课标中有“技术、工程与社会”、“工程设计与物化”两个学科核心概念。技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造。工程需要定义和界定，工程的关键是设计，工程是设计方案的物化结果。我们的科学课堂注重的是科学探究，将工程思维渗透其中来开发、设计相应的学科实践活动是一个结合实际情况且能为后续小学阶段的工程教育更好落地而进行的研究。

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）

《滚小球》教学设计

【教学目标】

1.能用较少的材料制作轨道让乒乓球更慢落下。

2.利用有限的材料对作品进行设计、制作、测试、改进、展示。

3.尝试进行简单的成本核算。

4.在团队合作的基础上培养学生的沟通能力、实践能力和创新精神。

【教学重难点】

重点：合作完成轨道的设计及物化。

难点：利用有限的材料对作品进行设计、制作、测试、改进、展示

【教学准备】

教师材料：PPT

学生材料：A4纸，乒乓球、剪刀、胶带、30cm×30cm的硬纸板

【教学过程设计】

（一）导入

1.出示滚小球实验图片，学生阐述当坡度不同时小球滚落速度会怎样变化？

2.观察能让小球自主滚动的轨道有哪些结构组成？（支撑柱、轨道面、侧挡板）有哪些特征？

3.生活中类似的轨道有哪些？

4.出示A4纸，乒乓球、胶带、剪刀，如果只用这些材料，如何做一个让乒乓球滚落的轨道？

（二）实践活动

1.怎样用上述材料做一个让小球更慢滚落的轨道？（提出问题）

2.如果要求轨道必须全部制作在一块30cm×30cm的硬纸板上，又可以如何设计呢？

要求：轨道中间不能断开，小球能滚完全部轨道，轨道要稳固。

（1）设计：（画设计图，成本核算）材料：30cm×30cm硬纸板、两张A4纸（仅作设计、测量使用）、直尺、剪刀、乒乓球

分组（4人一组）就自己的想法进行组内的头脑风暴，经过讨论选择合适的方案尝试设计（设计图可分侧视图和俯视图绘制，如有重叠可用虚线表示）并测算，如：轨道制作多宽、多长、多高等等，并根据测量、计算出大约需要多少纸（控制在5张A4纸内）。（聚焦主题、系统设计）

（2）制作（定时30min）：（用有限的材料分工合作完成与设计图相符的作品）材料：5张A4纸、胶带、30cm×30cm硬纸板、直尺、剪刀、乒乓球

根据设计，合理分工，动手制作（建议：从下往上制作），一起解决制作过程中遇到的问题，如：如何用较少的胶带连接牢固，怎样让乒乓球在轨道上更好的拐弯等。（统筹资源、探究实践）

（3）测试：（作品完成后组内进行计时）材料：秒表、软尺、乒乓球

计算出剩余纸张的面积，测量出轨道总长度，测出乒乓球在轨道上的时间，三次测量取平均值。

（4）改进：发现组内设计存在的问题，并返回到设计阶段开始进行改进，制作后再测试。（反思诊断、迭代更新）

（三）展示评价

1.每组将改进后的设计图和作品进行全班的讲解展示。

2.教师和同学对每组的设计匹配度、耗材数量、停留时间，外观整洁等方面进行评分，互相提出可以进一步改进的建议。

3.评选出优胜组。

（四）拓展应用

1.课后搜集资料，了解立交桥、铁轨、过山车等的坡度、交叠、分叉设计等相关信息。

2.上网查找更多制作的技巧、灵感，改进设计，尝试用废旧材料制作让乒乓球更慢滚落的轨道。

【板书设计】

滚小球

                    设计  →  制作  →  测试  →  改进

实践思考（教学实践后对典型课教学或本课题研究的启发）：

在教学中以苏教版小学科学一年级上册中的“滚小球”实验进行工程化改进。考虑到学生通过科学探究已知了轨道坡度与小球滚落的速度有关，能否对教具进行自制，让小球缓慢落地呢？但低年级的学生动手能力有限，所以选择五年级学生进行尝试。如果只是简单的用纸来做一个轨道让球滚下来，无法体现其挑战性，所以在材料有限的前提下，明确要求是制作出能让小球更慢滚落的轨道，更适合在高年级开展工程实践活动。

工程思维在整个实践过程中体现在多方面，它贯穿于设计、制作、测试、改进的过程中。工程思维强调系统性，所以设计轨道时要考虑轨道的形状、坡度、高度等影响因素。工程思维是综合性的，学生需要综合运用多学科的知识和技能。工程思维鼓励创新，我们可以尝试不同的设计方案，寻求更好的解决办法。当然工程思维还强调实践性，我们要通过实际操作来验证解决方案的可行性和有效性。