基于技术设计的小学科学教学杭州市拱墅区教育局教研室万嵩海[摘要]技术设计是小学生科学探究学习的四大主题之一，也是提升小学生科学实践能力的重要手段。本文阐释了“基于技术设计”的教学内涵，分析了“基于技术设计”的目标设计，提出了“技术设计感悟型”、“技术设计习得型”、“技术设计分析型”、“技术设计制作型”四种类型的“基于技术设计”的学习主题，并对每种类型的学习主题作了较为深入的教学流程解析。[关键词]小学科学，技术设计，学习主题，教学策略[正文]一、基于技术设计的教学释义从本意看，技术是指根据实践经验和科学原理发展成的各种解决问题的手段、方法和技能。设计则有两种理解，一是作为过程，它是指将问题解决的设想用视觉形式表达出来，比如设计一个太阳能热水器；二是作为结果，它是指用视觉形式来表达的某种设想，比如太阳能热水器的设计。从教学层面看，小学科学技术设计的教学旨在通过学生对技术产品的学习，来引领他们感悟人类在技术设计领域中的认识过程，引导他们将所学知识转化为可见的实物化的技术产品，或借助技术产品的探究来发现其中的科学概念、原理、规律，帮助他们初步理解科学与技术、技术与社会的关系。同时，通过让他们完成带有技术目标的设计或制作任务，来提升创造力和解决问题的能力，发展他们的科学志趣。从学习层面看，学生的技术设计学习主要包括以下四个方面——（1）对技术与设计的感悟，即在使用技术产品的过程中，感悟技术设计的重要性以及技术产生和发展过程。比如，感悟到“使用仪器能拓展人类视野”、“科学进步使仪器和工具更精细”。（2）对技术设计相关技能的习得，即学生以寻求并初步掌握某种特定的探究技术、操作技能或设计技巧而进行的专项训练。比如，统计图表的绘制技术、测力计的操作、酒精灯的使用。（3）对产品所含技术进行分析，即学生以了解产品的结构、功能、原理及其关系和设计巧妙性而进行的分析。比如，对桥梁结构与承重关系的研究、对古老技术工具（如杆秤、滴漏）的研究。（4）运用技术设计手段来加工产品，即学生通过一定的设计来制成某个具有特定结构和功能的技术产品的过程。比如，设计制作小赛车、制作太阳能热水器。某个学习主题是否隶属于小学科学技术设计的教学内容范畴、是否能采用基于技术设计的教学策略，一般有三个同时具备的判别指标：（1）以某种实物化的技术产品作为探究对象，比如小车、杆秤、开关、太阳能热水器。（2）这个技术产品具有三个构成维度，即结构维度、功能维度、原理维度。（3）以技术产品的某个构成维度为切入口并展开教学。二、基于技术设计的目标设计1在美国新一代《国家科学教育标准》中，已经用“工程设计”取代“技术设计”。它认为，技术教育不仅仅是培养技术设计的能力，而是强调与设计过程（包括确定问题、制订方案、优化方案）有关的能力，强调对科技活动过程、科学与技术的种种联系的理解，强调社会需求对科技发展的影响与促进[1]。同时，它为技术设计教学所要达成的科学“大概念”制定了明确的标准（见附件《基于技术设计的小学科学大概念》）。结合小学生科学学习的特点和需求加以分析，小学科学技术设计教学的知识、过程、情感的三维总体目标可以设计为：（1）通过学习，初步了解“设计与技术”领域的基本概念，知道工具和仪器是设计的产物，知道使用工具和仪器能更好地认识世界，知道人们设计不同的结构和实物产品来实现不同功能和用途。（2）通过学习，初步学会综合运用知识和经验进行简单的设计和制作，以提高解决工程性的简单实际问题的能力。（3）通过学习，逐步发展对设计与技术学习的兴趣，初步体会人类在设计与技术领域的认识过程，初步意识到设计与技术的伦理问题和“双刃剑”作用。以下是《设计制作小赛车》一课的两种课堂教学目标设计，前一种是引用了《小学科学教师教学用书》的目标设计[2]。（1）《教师教学用书》中的目标设计科学概念：技术设计具有一定的程序；技术设计需要运用科学概念、相互交流和执行程序。过程与方法：设计和制作小赛车。情感、态度、价值观：关心科技新产品、新事物，意识到科学技术会给人类与社会发展带来好处；...
