楊悅 楊培禾

在2017版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱“新課標(biāo)”）中對科學(xué)素養(yǎng)做了明確定義：科學(xué)素養(yǎng)是指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的運用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力。新課標(biāo)并沒有將科學(xué)素養(yǎng)與技術(shù)素養(yǎng)做詳細(xì)區(qū)分，而是將技術(shù)素養(yǎng)含蘊在了科學(xué)素養(yǎng)之中。然而，技術(shù)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)是兩個不同層面的問題，必須將二者加以區(qū)分。

科學(xué)是人類通過對自然世界的認(rèn)識與理解以及對未知領(lǐng)域的探索，從而形成關(guān)于經(jīng)驗現(xiàn)象的理論歸納，致力于回答“是什么、為什么”的問題；技術(shù)起源于人類生活生產(chǎn)的需要，是人類感官的延伸，是對科學(xué)的實際應(yīng)用，注重解決“做什么、怎么做”的問題?？茖W(xué)素養(yǎng)要求有扎實嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝R、靈活有效的探究方法和尊重事實又敢于批判的科學(xué)態(tài)度；技術(shù)素養(yǎng)不僅是綜合運用科學(xué)知識服務(wù)于實際的能力，還要有善于發(fā)現(xiàn)問題的敏感性、尊重生命的倫理觀和強(qiáng)烈的社會責(zé)任感。筆者僅就新課標(biāo)中的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容和實施建議三方面探討小學(xué)科學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的問題。

一、技術(shù)素養(yǎng)在課程目標(biāo)中的蘊含

新課標(biāo)在課程目標(biāo)的第四部分對技術(shù)教育分三個層次進(jìn)行了闡述：①初步了解所學(xué)的科學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用；②初步了解人類活動對自然環(huán)境、生活條件及社會變遷的影響；了解社會需求是推動科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力；了解科學(xué)技術(shù)已成為社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動力量；③初步了解在科學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用中需要考慮倫理和道德的價值取向；熱愛自然，珍愛生命，具有保護(hù)環(huán)境的意識和社會責(zé)任感。

通過聯(lián)系日常生活，著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和正確的技術(shù)價值取向。在現(xiàn)實中，科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系是十分緊密的，技術(shù)的應(yīng)用依賴于科學(xué)理論的指導(dǎo)，科學(xué)又從技術(shù)中獲取經(jīng)驗性的支撐，很難在二者中間劃分一個明確的界限。分析新課標(biāo)課程目標(biāo)的前三個部分，雖然沒有直接提到“技術(shù)素養(yǎng)”，但其培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)的旨意是相互滲透、相互聯(lián)系的。

首先，在科學(xué)知識目標(biāo)中要求：了解物質(zhì)的基本性質(zhì)和基本運動形式；認(rèn)識物體運動的不同形式及其轉(zhuǎn)換規(guī)律；工具、儀器的認(rèn)識與使用。工欲善其事，必先利其器。對于基礎(chǔ)知識和基本技能的學(xué)習(xí)，是科學(xué)探究、設(shè)計制作等進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。學(xué)生只有清楚了問題的原理、材料的性質(zhì)、加工的方法等知識，才能進(jìn)一步的制作甚至創(chuàng)造產(chǎn)品。例如《做一只水鐘》一課，要求學(xué)生制作水鐘計時器，需要先學(xué)習(xí)古代水滴計時的原理，還要熟練掌握計時工具的使用方法、所使用的盛水容器的特點等，只有在這些問題都了解了的基礎(chǔ)上才能順利完成本次課程的任務(wù)。

其次，在科學(xué)探究目標(biāo)中，學(xué)生要知道科學(xué)探究的基本步驟；初步了解各種思維方法，發(fā)展學(xué)習(xí)能力、實踐能力、思維能力、創(chuàng)新能力和交流能力；初步認(rèn)識科學(xué)知識真理的階段性。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力是提高技術(shù)素養(yǎng)中的過程與方法問題，科學(xué)探究不僅是科學(xué)理論學(xué)習(xí)和工程技術(shù)應(yīng)用的主要方法，也是知識再創(chuàng)造的過程，當(dāng)理論應(yīng)用于實際為生產(chǎn)生活提供便捷時，很可能就會產(chǎn)生新的知識。人類與生俱來就有對未知事物進(jìn)行探索的傾向性，小學(xué)階段是培養(yǎng)探究能力的關(guān)鍵時期。要在每一學(xué)段、每一單元甚至每一堂課的學(xué)習(xí)中，在教師的引導(dǎo)下、在探究活動的氛圍中，綜合運用多種知識方法，鼓勵引導(dǎo)學(xué)生使用合理的思維方法。

最后，在科學(xué)態(tài)度目標(biāo)中：對自然現(xiàn)象保持好奇心和探究熱情，并能在活動中克服困難、完成任務(wù)；具有基于證據(jù)和推理發(fā)表自己見解的意識，樂于聽取不同的意見，實事求是；學(xué)會運用批判性思維，追求創(chuàng)新；主動與他人合作，尊重他人的情感和態(tài)度。技術(shù)是價值蘊含的，技術(shù)進(jìn)步代表人類的進(jìn)步，技術(shù)的邪惡反映人的邪惡。近年來，關(guān)于人工智能的話題甚囂塵上，A1phaGo戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世石，引發(fā)了公眾的極大反響。人工智能是否會對人類造成威脅？人們對此眾說紛紜。2017年1月“阿西洛馬會議”上簽署了《阿西洛馬人工智能原則》，呼吁全世界的人工智能領(lǐng)域的工作者遵守這些原則，共同保障人類未來的利益和安全?？梢?，技術(shù)的發(fā)展是沒有界限的，需要技術(shù)倫理來約束它。兩千多年前蘇格拉底就提出過“知識即美德”，認(rèn)為知識中最重要的就是德育學(xué)習(xí)，而倫理是比道德更高一級的，它不以人的意志為轉(zhuǎn)移，是客觀上應(yīng)遵循的規(guī)則。所謂技術(shù)倫理，即技術(shù)與社會倫理規(guī)則的良性結(jié)合，內(nèi)化于技術(shù)實踐主體的社會責(zé)任感之中。培養(yǎng)一個科學(xué)家，首先要培養(yǎng)一個遵守規(guī)則有著崇高的人文關(guān)懷的人，因此技術(shù)倫理教育是技術(shù)素養(yǎng)的重中之重，這就體現(xiàn)在小學(xué)科學(xué)技術(shù)的態(tài)度目標(biāo)中。

二、在教材內(nèi)容設(shè)計中體現(xiàn)技術(shù)素養(yǎng)

技術(shù)是物化的科學(xué)，科學(xué)與技術(shù)往往是密不可分的。小學(xué)科學(xué)課程學(xué)習(xí)的初級階段，課程內(nèi)容包含科學(xué)和技術(shù)兩方面的內(nèi)容，其中科學(xué)知識是主體，到理論知識積累到一定程度可以實際操作時，技術(shù)方面的內(nèi)容占據(jù)了主要地位。技術(shù)與工程實踐活動可以使學(xué)生體會到“做”的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過“動手做”解決問題的習(xí)慣。有學(xué)者指出在技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成中包括三個要素：一是實體要素，包括工具、機(jī)器和設(shè)備等物質(zhì)實體；二是智能要素，包括知識、經(jīng)驗和技能；三是工藝要素，是表征實體要素與智能要素的結(jié)合方式和運作狀態(tài)的。技術(shù)作為一個整體的系統(tǒng)，各個組成要素相互依存，不可分割。

新課標(biāo)從技術(shù)與工程領(lǐng)域選擇適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的三個概念，為小學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的初步培養(yǎng)和持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。這三個概念恰恰契合三個要素的內(nèi)容。①人們?yōu)榱耸股a(chǎn)和生活更加便利、快捷、舒適，創(chuàng)造了豐富多彩的人工世界；②技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造；③工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計，工程是運用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動。分析新課標(biāo)中各學(xué)段的學(xué)習(xí)內(nèi)容不難看出，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的不同階段，也從三個要素的角度對學(xué)生概念的學(xué)習(xí)進(jìn)行了劃分：

第一階段，了解和意識階段：通過觀察使用日常生活中的科技產(chǎn)品，學(xué)習(xí)常見工具和器具的操作和使用，初步認(rèn)識生活中的簡單機(jī)械；通過閱讀等活動了解一些著名工程師和發(fā)明家。目的是了解科技產(chǎn)品給人類生活帶來方便和舒適，意識到工具是人的力量的一種延伸，體會設(shè)計和發(fā)明離不開創(chuàng)新的勇氣、堅強(qiáng)的毅力和持續(xù)的努力，使學(xué)生形成對科學(xué)技術(shù)的初步認(rèn)識并將創(chuàng)新的種子根植于心。例如蘇教版小五下第一單元“神奇的機(jī)械”中，從生活中工人“移走大石頭”的問題出發(fā)，引入杠桿的概念及原理，然后通過旗桿上的簡單機(jī)械、汽車方向盤的研究等學(xué)習(xí)，認(rèn)識滑輪、輪軸等簡單機(jī)械，最后，將這些概念都整合到一輛自行車上：找一找自行車上的簡單機(jī)械。自行車是學(xué)生在日常生活中常接觸的，更容易在頭腦中形成具象，更能引起學(xué)生的興趣，也更能讓學(xué)生體會到技術(shù)給生活帶來的便利。值得一提的是，教材的最后介紹了自行車的發(fā)展歷程，教師可以抓住這個機(jī)會告訴學(xué)生：“我們現(xiàn)在看到的自行車是經(jīng)歷了很漫長的改進(jìn)過程的，它較過去更輕便、美觀，使我們的出行更加的便捷?！边@樣可以給學(xué)生一個隱性的認(rèn)識：好的產(chǎn)品是不斷創(chuàng)新形成的，從而能更好地為人類服務(wù)。問題源于生活實際，豐富的知識儲備是技術(shù)創(chuàng)新的前提，在基礎(chǔ)教育階段打牢學(xué)生的理論基礎(chǔ)，建立起正確的價值觀念，對后面的技術(shù)設(shè)計階段有很大幫助。

第二階段，設(shè)計制作階段：教師指導(dǎo)學(xué)生通過設(shè)計和制作一件產(chǎn)品，了解設(shè)計制作的基本過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。技術(shù)設(shè)計離不開實踐，技術(shù)本身就是理論知識和實踐的綜合，技術(shù)實現(xiàn)過程包括對事物的觀察、測量、分析、預(yù)測、物化、檢驗及反饋等環(huán)節(jié)。創(chuàng)新能力也蘊含在技術(shù)設(shè)計過程之中，技術(shù)與科學(xué)一樣，只有扎根于現(xiàn)有的實際生活，才能打破常規(guī)而獲得創(chuàng)新。新想法、新創(chuàng)意的產(chǎn)生要通過對日常生活的觀察以及對產(chǎn)品的使用，合理運用批判性思維和創(chuàng)造性思維，才能發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而萌生出的更好的方案。例如蘇教版小五下第二單元“造房子”中，在前三節(jié)課的形狀與結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生分組進(jìn)行造房比賽，教師提供材料并說明制作步驟，并強(qiáng)調(diào)制作要求。在實際課堂上，教師可以先不講解操作步驟，把問題丟給學(xué)生，讓學(xué)生來思考搭建一座房屋的步驟以及材料的用法，這樣更能激發(fā)學(xué)生的興趣，對操作流程的記憶也會更深刻。在小組搭建完成后，教師要指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行小組間互評，例如通過承重測試評判哪個小組的房子最結(jié)實，通過打分的形式評價外觀、用料等問題。對于有缺陷的小組，可以請其他小組的同學(xué)提出意見并進(jìn)行改進(jìn)。一個好的產(chǎn)品是通過無數(shù)次的失敗嘗試后才孕育出來的，學(xué)生只有在技術(shù)的背景下學(xué)習(xí)并運用科學(xué)技術(shù)知識，才能夠真正領(lǐng)會技術(shù)實踐需要的內(nèi)涵，同時意識到科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的意義。

第三階段，情感、態(tài)度和價值觀提高階段：在日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，通過指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計過程中考慮社會、經(jīng)濟(jì)等因素，獨立分析和解決問題。目的是使學(xué)生認(rèn)同創(chuàng)意設(shè)計能夠改善生活質(zhì)量，同時知道技術(shù)應(yīng)用會帶來某些不良影響。科學(xué)教育教給學(xué)生科學(xué)原理和操作方法，但不會教給學(xué)生產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值，經(jīng)濟(jì)和社會因素正是技術(shù)教育對科學(xué)教育的補充，技術(shù)素養(yǎng)要求學(xué)生形成一個科學(xué)與社會相聯(lián)系的完整的價值觀念體系，使學(xué)生形成強(qiáng)烈的創(chuàng)造美好生活的社會責(zé)任感和振興民族科技創(chuàng)新的使命感。如人工智能的話題，教師可以做成一堂科普課，從小學(xué)生可以理解的角度介紹人工智能的發(fā)展及現(xiàn)狀，帶領(lǐng)學(xué)生討論科學(xué)技術(shù)的倫理問題，加深其對技術(shù)與社會關(guān)系的理解。

三、教育教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)

（一）注重以學(xué)生為中心的主體體驗

科學(xué)課程的學(xué)習(xí)是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，分析并解決問題。學(xué)生是教學(xué)中的主體，要在學(xué)習(xí)過程中體驗工程技術(shù)的全過程，從而提高其技術(shù)素養(yǎng)。新課標(biāo)提出：教師要為學(xué)生的活動留有充足、必要的時間；要講究為學(xué)生的科學(xué)活動提供幫助的藝術(shù)。教師在指導(dǎo)的過程中要注重啟發(fā)，最好是在教師的啟發(fā)下學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題。同時也要注意，小學(xué)技術(shù)教育是基礎(chǔ)階段，并不旨在讓學(xué)生產(chǎn)生多么有價值的想法、做出多么好的產(chǎn)品，而是著重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)造意識以及社會責(zé)任感，在教學(xué)過程中要分清主次，不要本末倒置。

以新課標(biāo)中的教學(xué)案例6水火箭為例，教師先引導(dǎo)學(xué)生課外閱讀相關(guān)資料，課上教師演示自制的水火箭來激起學(xué)生親自制作的欲望，進(jìn)而講解制作相關(guān)的知識，然后組織小組在課上和課下時間設(shè)計制作，最后成果展示。在整個過程中，從課外閱讀、小組合作、測試改進(jìn)到最后的成果展示，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性。教師將課堂還給學(xué)生，學(xué)生親自體驗從設(shè)計到成品的過程，是課堂上的主體；而教師更多的是引導(dǎo)學(xué)生交流討論以及關(guān)鍵問題的解決，扮演的是一個引導(dǎo)者的角色。

（二）開展更加多元的技術(shù)教育

技術(shù)與工程的綜合性非常強(qiáng)，往往要在結(jié)合現(xiàn)實問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行活動。社會即學(xué)校，問題要到生活實際中去發(fā)現(xiàn)，拓展學(xué)生技術(shù)教育的空間。學(xué)?？梢栽谛抡n標(biāo)指導(dǎo)下，建立相關(guān)的校本課程，與相關(guān)單位合作舉辦各種科技活動，走入社會大課堂，拓寬學(xué)生的視野。例如新課標(biāo)要求：了解技術(shù)是人類能力的延伸，技術(shù)是改變世界的力量，技術(shù)推動著人類社會的發(fā)展和文明進(jìn)程。學(xué)?？梢耘c當(dāng)?shù)乜萍拣^合作，組織學(xué)生參觀國家新興科技成果，并請專業(yè)人員講解，讓學(xué)生了解前沿科技，深化技術(shù)改變世界的信念。目前，北京市已有逾200所中小學(xué)展開與科技館的合作，科技館專業(yè)的教育資源更有利于幫助學(xué)校開展科技教育?？傊?，培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)，要帶領(lǐng)學(xué)生到更寬廣的領(lǐng)域里去觀察和感悟，將課堂中的知識與實際應(yīng)用聯(lián)系起來。

技術(shù)教育的主要內(nèi)容是科技知識和相關(guān)課題的探討，但不能僅限于此，還要結(jié)合各學(xué)科內(nèi)容，通過其他途徑拓展技術(shù)學(xué)習(xí)的范圍，如觀看紀(jì)錄片，邀請專家講座等，近年來興起的通過STEM學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，對提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)也有重要作用。

對人類來說，現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)不只是一種手段或工具，它對生產(chǎn)力的發(fā)展有重要作用，深刻影響著未來的生活方式和世界的走向。教育給予學(xué)生的不能僅僅是已有的理論知識，更應(yīng)該是一種面向未來主動探索的能力與意識。他們必須學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，掌握解決問題的方法，學(xué)會帶著批判的眼光看問題。因此，在小學(xué)科學(xué)課堂上培養(yǎng)好學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)不僅是基礎(chǔ)教育的任務(wù)，更關(guān)乎民族未來的發(fā)展，需要全體教育工作者加以重視。