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1、,设计与技术,如何在小学科学课中培养学生的技术素养,北京市海淀区教师进修学校 王思锦 ,目 录,一、背景,科学教育内涵的转变： 纵观21世纪的科学教育，它早已不再是单纯的学科教育，取而代之的是技术教育在科学教育中的逐步渗透和融合。 在科学教育中渗透技术教育已是国际科学教育改革的必然趋势。,论国际理科教育的范式转换 从科学教育到科技教育（丁邦平）,国际科学教育界关于“科学素养”的定义不仅包括科学知识、科学方法和科学本质,也包括技术素养在内。这在许多科学教育学者的文章和科学教育改革文献中都有明确的阐述。例如，赫德教授早在 1975 年发表的那篇首倡“科学素养”的著名论文中就已指出:“技术素养与科学
2、素养应当并列为科学教学的主要目标。” 美国科学教育改革的许多政策文件无不提出把技术教育纳入科学教育体系之中。2061 计划专门用了一章的篇幅阐述技术的性质,明确指出“普及科学基础知识包括科学、数学和技术,已经成为教育的中心目标。”,1995年12月，美国历史上第一部国家科学教育标准出台 , 强调在普通中小学进行技术教育。,内容标准 1.科学的统一概念和过程 2.作为探究过程的科学 3.物质科学 4.生命科学 5.地球与空间科学 6.科学与技术 7.从个人和社会视角所见的科学 8.科学的历史和本质,美国国家技术教育标准（2003年译）,本书是美国国际技术教育协会为全美中小学制定的国家技术教育标准
3、。包括幼儿园2年级、35年级、68年级、912年级四个年级段学生技术学习的标准和内容框架。,1998年（2001年7月中译本）,教育目标 理解基本概念； 发展学生进行科学探究和技术设计的技能、策略和思维习惯； 将科学和技术知识有机地结合在一起，并应用于实际。,欧洲科学教育界重视小学技术教育,过去三年，捷克、比利时、法国、德国、希腊、以色列、意大利、荷兰、瑞典、英国等10个国家的科学教育组织以及国际科学教育协会理事会合作开展了以开发小学生技术教育资源为主要内容的ENGINEER（开辟科学教育领域新天地）项目。 www.engineer-project.eu _中国科技教育2015.4.20,二、
4、什么是技术,二、什么是技术,18 世纪法国百科全书：技术是人类为了实现改造控制自然、满足社会需要而创造的各种工具和方法的总和。 杜威：技术就是制造人工物品的过程，这种人工物品可以是有形的实物，如各种机器、装置等，也可以是无形的制品，如科学、语言、法律、概念等。 现代汉语词典:人类在利用自然和改造自然的过程中积累起来并在生产劳动中体现出来的经验和知识,也泛指其他操作方面的技巧。 自然辩证法百科全书:人类为了满足社会需要而依靠自然规律和自然界的物质、能量和信息来创造、控制、应用和改进人工自然系统的手段和方法。,二、什么是技术,高亮华: 把技术理解为那些人类借以改造与控制自然以满足其生存与发展需要的
5、包括物质装置、技艺与知识在内的操作体系。 这一定义至少具有以下几个方面的特点： (1) 技术体现了人对自然界的干预； (2) 技术涉及到物质装置； (3) 技术涉及到技艺； (4) 技术涉及到知识； (5) 技术涉及到目的； (6) 技术是一种可操作的体系。,二、什么是技术,技术是人类文明的有机组成部分，也是经济发展和社会进步的重要推动力量。实践证明：一个高速发展、高度繁荣的国家，不仅应有先进的科学，而且应有与科学发展相匹配、相协调的技术。 技术是一把“双刃剑”。 一方面，技术在科学知识实现其经济与社会价值过程中有强大的转化作用，对国民经济增长和人们生活质量提高有巨大的推动作用，在增进人们的沟
6、通与理解、加速不同民族文化融合中有极大的促进作用； 另一方面，技术发展中所产生的负面问题也日益凸现。 为了面对和妥善应对越来越多、越来越复杂的技术问题，每一个社会成员必须懂得技术，具备技术决策能力。,GPS卫星定位,杂交水稻,互联网,克隆、转基因,汽车,美国国家技术教育标准（2003年译）,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵
7、：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,使用、管理、评价和理解技术的能力 内涵：这些标准共分为5大类，总计20个标准,三、什么是技术素养,美国技术素养协会：,一个具有技术素养的人应当具有的品质,认为技术体现在日常生活中的方方面面，知道技术以某种方式塑造了人类历史以及人类发明创造技术的方式。 理解基本的有关工程的概念和术语，熟悉工程设计过程及其局限。 有一定的动手操作能力，能够辨识和
8、处理生活和工作中遇到的简单的机械故障和技术麻烦。 明白所有技术都包含着风险，了解有些风险是可预见的，有些风险是不可预见的；并能针对技术的益处和风险提出恰当的询问，能够就技术的风险和收益作出判断，在技术付出与技术收益之间权衡，适当参与有关技术发展和应用的决策。 理解技术反映了一个社会的价值观和文化。,四、科学教育与技术教育的关系,相互渗透、融合，有各自独特的功能。,技术教育的形态,科学课程+技术课程的分立模式 法国、英国、荷兰 STS 教育模式：以科学、技术与社会的相互联系为教学的中心，强调解决生活中遇到的实际问题，是当代国际科技教育改革的大趋势 美国、加拿大,五、我国小学科学教育中的技术教育内
9、容,2014年2月19日修订版,课程目标,科学素养,以培养学生科学素养为总目标 具体分解成科学知识，科学探究，科学态度，科学、技术、社会与环境四个方面,科学、技术、社会与环境学段目标,课程内容,四大领域的18个主要概念构成了全部学习内容 一、物质科学（6） 二、生命科学（6） 三、地球与宇宙科学（3） 四、技术与工程（3）,四、技术与工程领域,人类因观察自然、研究各种现象的变化而产生科学，又缘于对科学加以巧妙的运用以改善生活，而产生工程与技术。 工程是人类为实现自己的需要，对已有的物质材料和生活环境加以系统性的开发、加工、生产、建设的实践活动。 工程师运用他对科学的理解，设计出满足人们需要的产
10、品、系统或工作程序，这个过程中技术起着决定性的作用。,科学教育与工程教育相整合，可以增强学生对科学以及科学与工程之间关系的理解。 小学的技术与工程教育应让学生知道，我们现在所使用的各种工具和仪器都是设计的产物，利用这些工具和仪器我们可以更好地了解世界并进行新的设计，从而帮助学生理解科学、技术和生活的关系。,学生从小就会利用简单的工具和材料，设计、制造属于他们的“产品”，这就是学生的工程与技术的实践活动，从某种意义上来说，每个孩子都是天生的“工程师”。,小学科学课堂进行的技术与工程实践大多简单易行，这些实践活动能够让学生拥有一双灵巧的双手，获得使用工具解决生活中的实际问题以及制作产品的经历和体验
11、，培养他们创造性地解决问题的能力。,小学的工程技术活动使学生有机会综合所学各方面的知识，去观察了解各种人造和天然材料的性质，学习使用工具，学习设计和制造东西，通过学生参与设计、制作等操作性活动，让学生体会到“做”的成功和乐趣，养成通过“动手做”解决问题的习惯，关注周围技术世界的发展，体验科学技术对个人生活、对社会发展的影响。,知识结构图,16工程技术人员依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题，创造了丰富多彩的人工世界,17工具延伸和增强了人类的能力；人们利用工具生产产品、改造环境，以满足自身和社会发展的需求,18工程技术的核心是设计，创新是设计的灵魂，每一项设计都需要不断完善,验血,六
12、、如何在科学课中培养学生的技术素养,1,2,1. 充分挖掘科学教材中技术教育的内容,冀人版小学科学教材特色,特色之一：注重科学探究，将科学探究学习与体验式学习和接受学习有机结合起来，实现学习方式多样化。 特色之二：围绕四组统一概念统整教学内容，实现内容综合化。 特色之三：注重科学与技术的结合，突出科学、技术、社会、环境(STSE)的联系。 特色之四：利用形式多样的活动引领学生学习科学，体现“做中学(Hands-on)”的理念，实现教学活动化。 特色之五：教材呈现的方式注重启发、引领学生进行主动学习，发挥教材的教与学的功能。 特色之六：将评价与教学有机地结合起来，设计多种类型的评价，实现评价多元
13、化。,注重突出科学、技术、社会、环境(STSE)的联系,在“科学在线(Science On Line)”栏目中，以网站形式呈现科学要领和原理以及科技发展的新成果(如新食品、纳米技术、磁悬浮列车等)； 在一些单元的最后一课中，从应用的角度将科学、技术、社会、环境相联系(如磁的应用)； 在有的课中渗透产品成本核算、产品评估、市场预测等经济学方面的内容，鼓励学生进行社会调查等活动(设计制作简单机器)； 在每册结束时设计一个综合单元，如食物与健康、信息与通信、交通运输等，引导学生关心科学技术给我们的生活带来的变化，鼓励学生关注科技发展新动态，激发学生学习科学的兴趣，从而能够大胆想像、乐于设计、勇于创新
14、。,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 三上流动的水,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 三上风,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 三上纸飞翼,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 三下自制小乐器,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 三下声音与生活 声音能告诉我们什么？,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 四上小吊车,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 四下观测天气,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 五上保温和散热 制作一个保温箱 做
15、一个太阳能热水器,具体体现,（1）认识、利用简单工具进行观测、制作、实验 五下 撬棍、轮子、斜坡 六上电铃响叮当,具体体现,（2）利用所学知识和技能进行创造性设计 设计新食品 设计“无噪声书房” 设计仿生产品 设计未来校园 设计制作一个脚动 （或手动）开盖垃圾桶,具体体现,（3）描述产品生产过程并体会技术、设备的改进有利于产品质量和效率的提高 了解牛奶加工过程 信息传递的过程 天气预报的过程,具体体现,（4）展现科学技术发展史，包括科学家的事迹、预测科技发展趋势 认识通信的发展 了解汽车的发展史 人类认识地球形状的历史 预测未来通信技术的发展趋势,具体体现,（5）通过自己的分析，发现科学技术给
16、人类、社会、环境带来的正反两个方面的影响 双刃剑 如对克隆技术、核能应用等的讨论,2. 改进科学课教学的方法,（1）科学教学情境化 情境化的科学教育重视与学生的需要和生活的联系,强调关注和解决现实生活中的科技问题。 （2）科学教学综合化 为了培养学生解决问题的能力,科学教育就不能撇开技术教育。这是当今科技教育中的一个客观要求。 开发大主题长周期科学活动 （3）教学手段现代化,（1）科学教学情境化,三下磁铁的力量 从玩磁性玩具开始，到做磁性玩具结束 帮助学生建立科学活动与生产生活的联系,指向知识建构,指向技术应用,小儿科,高科技,磁铁的力量,磁铁的什么部位吸引力最强 磁铁什么地方磁性强,科学性 技术素养,三下让灯亮起来,指向知识建构,指向技术应用,潜望镜,三下镜子,打靶游戏,三下镜子,杠杆,滑轮,轮轴,建高塔,1998年1月，加拿大安大略省和魁北克省的部分地区遭受了持续数天
