1.1政策背景與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求演講人2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)科工融合訓(xùn)練活動(dòng)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終堅(jiān)信：科學(xué)教育的終極目標(biāo)不是讓學(xué)生記住多少知識(shí)點(diǎn)，而是培養(yǎng)他們用科學(xué)思維解決實(shí)際問題的能力。當(dāng)“科工融合”成為新時(shí)代科學(xué)教育的關(guān)鍵詞，如何將六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)的知識(shí)體系與工程實(shí)踐深度融合，便成為我們亟待突破的教學(xué)命題。今天，我將結(jié)合教材內(nèi)容、學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)及多年教學(xué)實(shí)踐，系統(tǒng)闡述這一訓(xùn)練活動(dòng)的設(shè)計(jì)邏輯與實(shí)施路徑。一、為什么要開展科工融合訓(xùn)練活動(dòng)？——從教育目標(biāo)到學(xué)生發(fā)展的必然選擇011政策背景與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求1政策背景與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求2022年《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系，注重真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，經(jīng)歷科學(xué)探究和工程實(shí)踐過程”。六年級(jí)作為小學(xué)階段科學(xué)學(xué)習(xí)的收官年級(jí)，需要完成從“科學(xué)探究”到“工程實(shí)踐”的能力躍升——這正是科工融合訓(xùn)練的核心任務(wù)。022六年級(jí)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需求2六年級(jí)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需求通過前五年的學(xué)習(xí)，六年級(jí)學(xué)生已掌握基礎(chǔ)科學(xué)概念（如能量轉(zhuǎn)換、簡(jiǎn)單機(jī)械原理、光的傳播規(guī)律等），具備初步的邏輯推理能力（能基于觀察提出假設(shè)）和動(dòng)手操作能力（會(huì)使用常見工具制作簡(jiǎn)單模型）。但他們的認(rèn)知仍存在“理論與實(shí)踐脫節(jié)”的典型問題：能背出“斜面省力原理”，卻無法設(shè)計(jì)出搬運(yùn)重物的最優(yōu)斜面方案；能解釋“電路串聯(lián)與并聯(lián)的區(qū)別”，卻難以排查實(shí)際電路中的故障?？乒と诤嫌?xùn)練正是打通“知識(shí)”與“能力”的關(guān)鍵橋梁。033未來人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需要3未來人才培養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)需要2023年《中國青少年科技教育藍(lán)皮書》指出：“具備工程思維的青少年，在問題解決、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等維度表現(xiàn)更突出?！绷昙?jí)學(xué)生即將進(jìn)入青春期，這一階段的工程實(shí)踐體驗(yàn)，能幫助他們建立“用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題”的思維慣性，為初高中的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）和未來STEM素養(yǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。二、科工融合訓(xùn)練活動(dòng)的核心設(shè)計(jì)——基于六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)教材的深度融合六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)的核心知識(shí)模塊包括“能量”“工具與技術(shù)”“生物與環(huán)境”三大主題（以人教版為例）?？乒と诤嫌?xùn)練需圍繞這些主題，設(shè)計(jì)“問題-探究-設(shè)計(jì)-實(shí)踐-優(yōu)化”的完整工程鏈，具體可分為以下三個(gè)實(shí)施模塊：2.1模塊一：能量轉(zhuǎn)換與工程裝置設(shè)計(jì)（對(duì)應(yīng)教材“能量”單元）“能量”單元涵蓋“機(jī)械能→電能→熱能/光能”的轉(zhuǎn)換規(guī)律（如電磁鐵、電動(dòng)機(jī)、能量轉(zhuǎn)換裝置）?？乒と诤嫌?xùn)練的目標(biāo)是讓學(xué)生從“解釋現(xiàn)象”轉(zhuǎn)向“設(shè)計(jì)裝置”?；顒?dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”任務(wù)目標(biāo)：利用教材中“轉(zhuǎn)動(dòng)小電動(dòng)機(jī)發(fā)電”的原理，設(shè)計(jì)一個(gè)能為LED燈供電的小型發(fā)電裝置，要求輸出電壓≥1.5V，裝置體積≤20cm×20cm×15cm。實(shí)施步驟：?jiǎn)栴}分析（科學(xué)原理應(yīng)用）：引導(dǎo)學(xué)生回顧“電磁感應(yīng)”“電流產(chǎn)生條件”等知識(shí)點(diǎn)，討論“如何提高發(fā)電效率”（線圈匝數(shù)、磁鐵強(qiáng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)速度的關(guān)系）；方案設(shè)計(jì)（工程思維訓(xùn)練）：分組繪制設(shè)計(jì)圖，標(biāo)注材料（廢舊馬達(dá)、銅線圈、磁鐵、齒輪組等）、結(jié)構(gòu)（動(dòng)力輸入-能量轉(zhuǎn)換-電力輸出）；原型制作（實(shí)踐能力培養(yǎng)）：使用3D打印筆制作支架，用回形針改造電刷，用齒輪組優(yōu)化轉(zhuǎn)速；活動(dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”測(cè)試優(yōu)化（迭代思維形成）：用萬用表測(cè)量電壓，對(duì)比不同線圈匝數(shù)（50匝vs100匝）、不同磁鐵（普通磁鐵vs釹鐵硼磁鐵）的發(fā)電效果，記錄數(shù)據(jù)并改進(jìn)設(shè)計(jì)。教學(xué)價(jià)值：學(xué)生在“理論指導(dǎo)實(shí)踐-實(shí)踐驗(yàn)證理論”的循環(huán)中，不僅深化了對(duì)能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的理解，更學(xué)會(huì)用工程思維（如“參數(shù)優(yōu)化”“成本控制”）解決實(shí)際問題。2.2模塊二：工具改進(jìn)與技術(shù)創(chuàng)新（對(duì)應(yīng)教材“工具與技術(shù)”單元）“工具與技術(shù)”單元聚焦“簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用”（如杠桿、滑輪、斜面）和“工具的發(fā)展”（從傳統(tǒng)工具到現(xiàn)代工具）?？乒と诤嫌?xùn)練需引導(dǎo)學(xué)生從“使用工具”轉(zhuǎn)向“改進(jìn)工具”?；顒?dòng)案例：設(shè)計(jì)“無障礙搬運(yùn)工具”任務(wù)背景：社區(qū)需要為行動(dòng)不便的老人設(shè)計(jì)一款搬運(yùn)工具，要求能在樓梯、斜坡等場(chǎng)景使用，省力且安全?；顒?dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”實(shí)施步驟：需求調(diào)研（真實(shí)問題導(dǎo)向）：組織學(xué)生采訪社區(qū)老人，記錄搬運(yùn)痛點(diǎn)（如樓梯臺(tái)階高、物品易滑落）；原理遷移（科學(xué)知識(shí)應(yīng)用）：分析杠桿（省力點(diǎn)選擇）、斜面（坡度與省力關(guān)系）、滑輪（改變力的方向）的適用場(chǎng)景；方案比選（工程決策能力）：對(duì)比“輪式搬運(yùn)車”（適合平坡但樓梯卡輪）、“折疊式爬樓器”（仿履帶結(jié)構(gòu)但成本高）、“組合式工具”（可切換輪式/履帶模式）的優(yōu)缺點(diǎn)；原型測(cè)試（技術(shù)驗(yàn)證）：用KT板制作模型，模擬搬運(yùn)5kg重物上3級(jí)臺(tái)階，記錄用力大?。◤椈沙訙y(cè)量）、穩(wěn)定性（是否傾倒）；活動(dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”優(yōu)化推廣（社會(huì)責(zé)任感培養(yǎng)）：根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整輪徑、增加防滑墊，撰寫《給社區(qū)的建議書》并提交。教學(xué)價(jià)值：學(xué)生在“用戶需求-科學(xué)原理-技術(shù)方案”的轉(zhuǎn)化中，體會(huì)到工具改進(jìn)的核心是“解決真實(shí)問題”，同時(shí)培養(yǎng)了社會(huì)參與意識(shí)。2.3模塊三：生態(tài)模型與工程實(shí)踐（對(duì)應(yīng)教材“生物與環(huán)境”單元）“生物與環(huán)境”單元重點(diǎn)是“生態(tài)系統(tǒng)的組成”“生物的適應(yīng)性”“環(huán)境變化的影響”?？乒と诤嫌?xùn)練需讓學(xué)生從“觀察生態(tài)”轉(zhuǎn)向“構(gòu)建生態(tài)”?；顒?dòng)案例：設(shè)計(jì)“校園微型生態(tài)瓶”任務(wù)目標(biāo)：在2L塑料瓶中構(gòu)建一個(gè)能穩(wěn)定運(yùn)行至少30天的微型生態(tài)系統(tǒng)，包含生產(chǎn)者（水草）、消費(fèi)者（小魚/螺螄）、分解者（細(xì)菌），且水質(zhì)保持澄清?；顒?dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”實(shí)施步驟：知識(shí)準(zhǔn)備（科學(xué)概念梳理）：復(fù)習(xí)“食物鏈”“物質(zhì)循環(huán)”“能量流動(dòng)”，討論“生態(tài)平衡的關(guān)鍵因素”（生物數(shù)量比例、光照、溫度）；設(shè)計(jì)規(guī)劃（系統(tǒng)思維培養(yǎng)）：計(jì)算瓶?jī)?nèi)空間（水體積1.5L，空氣層0.5L）、生物數(shù)量（建議水草3-5株，小魚1-2條，螺螄2-3個(gè)）、底泥厚度（2-3cm）；材料選?。夹g(shù)選擇）：對(duì)比自來水（需曝氣除氯）vs純凈水（缺乏礦物質(zhì)）、普通泥土（可能含雜質(zhì)）vs水族專用底泥；長期觀察（科學(xué)態(tài)度養(yǎng)成）：連續(xù)30天記錄水溫（每天17:00測(cè)量）、水質(zhì)（用PH試紙檢測(cè)）、生物狀態(tài)（游動(dòng)/攝食情況），繪制變化曲線圖；活動(dòng)案例：自制“迷你發(fā)電站”問題解決（工程迭代）：若出現(xiàn)“魚類死亡”（可能因缺氧→增加水草數(shù)量/安裝微型氣泵），“藻類爆發(fā)”（可能因光照過強(qiáng)→調(diào)整放置位置）。教學(xué)價(jià)值：學(xué)生通過“構(gòu)建-觀察-調(diào)整”的全過程，深刻理解生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡特性，同時(shí)體會(huì)到工程實(shí)踐需要耐心與數(shù)據(jù)支撐。041教師角色的轉(zhuǎn)變：從“知識(shí)傳授者”到“過程引導(dǎo)者”1教師角色的轉(zhuǎn)變：從“知識(shí)傳授者”到“過程引導(dǎo)者”在傳統(tǒng)科學(xué)課中，教師更關(guān)注“知識(shí)點(diǎn)是否講清”；在科工融合活動(dòng)中，教師需重點(diǎn)關(guān)注“學(xué)生是否能提出問題”“團(tuán)隊(duì)是否有效協(xié)作”“方案是否基于科學(xué)原理”。例如，當(dāng)學(xué)生在“迷你發(fā)電站”活動(dòng)中爭(zhēng)論“用馬達(dá)還是用手搖動(dòng)”時(shí)，教師不應(yīng)直接給出答案，而是引導(dǎo)他們?cè)O(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（測(cè)量?jī)煞N方式的發(fā)電效率），用數(shù)據(jù)支撐觀點(diǎn)。052評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新：從“結(jié)果評(píng)價(jià)”到“過程評(píng)價(jià)”2評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新：從“結(jié)果評(píng)價(jià)”到“過程評(píng)價(jià)”科工融合活動(dòng)的評(píng)價(jià)需包含：過程性評(píng)價(jià)（占60%）：觀察記錄（參與度、提問質(zhì)量、團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)）、設(shè)計(jì)圖紙（邏輯性、創(chuàng)新性）、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（準(zhǔn)確性、完整性）；成果性評(píng)價(jià)（占30%）：裝置功能（是否達(dá)到目標(biāo)參數(shù)）、生態(tài)瓶穩(wěn)定性（存活時(shí)間、水質(zhì)變化）；反思性評(píng)價(jià)（占10%）：小組總結(jié)報(bào)告（問題分析、改進(jìn)思路）、個(gè)人學(xué)習(xí)日志（認(rèn)知提升、情感體驗(yàn)）。063資源支持的整合：從“校內(nèi)資源”到“社會(huì)資源”3資源支持的整合：從“校內(nèi)資源”到“社會(huì)資源”校內(nèi)資源：科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（提供萬用表、PH試紙、3D打印筆）、勞技教室（工具柜、木工材料）、生物角（水生植物、實(shí)驗(yàn)用魚）；校外資源：聯(lián)系社區(qū)（提供實(shí)踐場(chǎng)景，如搬運(yùn)工具測(cè)試）、科技館（參觀“工程創(chuàng)新展”）、家長資源（邀請(qǐng)工程師/設(shè)計(jì)師分享工程思維）。四、科工融合訓(xùn)練活動(dòng)的實(shí)踐反思——從“活動(dòng)實(shí)施”到“教育本質(zhì)”的再認(rèn)識(shí)過去三年，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生開展了20余項(xiàng)科工融合活動(dòng)，最深的體會(huì)是：科工融合不是“科學(xué)+工程”的簡(jiǎn)單疊加，而是“用工程實(shí)踐深化科學(xué)理解，用科學(xué)知識(shí)指導(dǎo)工程創(chuàng)新”的雙向賦能。071學(xué)生的變化：從“被動(dòng)接受”到“主動(dòng)創(chuàng)造”1學(xué)生的變化：從“被動(dòng)接受”到“主動(dòng)創(chuàng)造”在“無障礙搬運(yùn)工具”活動(dòng)中，原本沉默的小宇（數(shù)學(xué)成績(jī)優(yōu)秀但性格內(nèi)向）主動(dòng)承擔(dān)了“力的計(jì)算”任務(wù)，用公式推導(dǎo)出“30度斜坡最省力”；平時(shí)動(dòng)手能力強(qiáng)的小琪則帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用廢舊自行車輪改造搬運(yùn)車，最終作品被社區(qū)采納試用。這些變化讓我堅(jiān)信：每個(gè)孩子都有“工程師”的潛質(zhì)，關(guān)鍵是要為他們提供“用武之地”。082教師的成長：從“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”到“研究型教學(xué)”2教師的成長：從“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”到“研究型教學(xué)”為了設(shè)計(jì)更貼合教材的科工任務(wù)，我系統(tǒng)學(xué)習(xí)了《工程教育心理學(xué)》《小學(xué)STEM項(xiàng)目設(shè)計(jì)》等書籍，與中學(xué)物理教師合作開發(fā)“跨學(xué)段銜接案例”。這種“教學(xué)-研究-改進(jìn)”的循環(huán)，讓我對(duì)科學(xué)教育的理解從“教知識(shí)”轉(zhuǎn)向“育思維”。093未來的方向：從“單課活動(dòng)”到“課程體系”3未來的方向：從“單課活動(dòng)”到“課程體系”目前的科工融合訓(xùn)練多以“單課活動(dòng)”形式開展，未來需構(gòu)建“年級(jí)貫通、主題銜接”的課程體系：五年級(jí)側(cè)重“觀察-記錄”（如“簡(jiǎn)易橋梁承重實(shí)驗(yàn)”），六年級(jí)強(qiáng)化“設(shè)計(jì)-優(yōu)化”（如“迷你發(fā)電站”），初中延伸至“創(chuàng)新-應(yīng)用”（如“家庭節(jié)能方案設(shè)計(jì)”）。結(jié)語：科工融合，為孩子的未來種下“解決問題”的種子站在2025年的教育現(xiàn)場(chǎng)回望，科工融合訓(xùn)練活動(dòng)不僅是一次教學(xué)創(chuàng)新，更是對(duì)“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”這一根本問題的回應(yīng)。當(dāng)我們的學(xué)生能基于“斜面省力原理”設(shè)計(jì)出更便捷的搬運(yùn)工具，能利用“能量轉(zhuǎn)換規(guī)