科学课程标准中“工程与技术”内容变革研究

科学课程标准中“工程与技术”内容变革研究我国的课程标准在宏观课程方面的作用包括规定课程性质、厘清课程基本设计理念、明确课程设计思路与课程内容，在微观教学方面的作用主要包括制定教学目标，明确教学内容的组织形式、教学的主体、教学活动的开展方式。以下是小编分享的内容，欢迎参考借鉴与借鉴。x年4月21日，教育部发布了《义务教育科学课程标准（x年版）》，其中所提到的技术与工程方面的课程内容相较于x年和x年的课程标准有所修缮。这意味着从x年我国在高等教育领域启动“新工科”建设后，其影响已逐渐渗透到基础教育之中。回顾我国义务教育阶段的科学课程标准的改革历史可以发现，教育部在x年设置义务教育阶段科学课程标准时，并未设置与工程技术相关的课程内容。在x年发布的《义务教育初中科学课程标准（x年版）》（以下简称x版初中科学课标）中，我国开始将工程与技术设置为初中科学课程内容的一部分。我国在x年曾经有一部《全日制义务教育科学（3~6年级）课程标准（实验稿）》，但由于其科学课程只涉及三至六年级学生，与当时科学课程从一年级开始的设置不符，因此该修订稿未能出台。通过查阅资料发现，在x版小学科学课程标准中与工程技术有关的内容仅仅出现在课程目标的情感态度与价值观中，并未在学习内容中提及工程与技术知识。在x年的《义务教育小学科学课程标准（x年版）》（以下简称x版小学科学课标）中，工程与技术首次以独立学科领域的方式进入小学的科学课程标准中。在《义务教育科学课程标准（x年版）》（以下简称x版科学课标）中，小学科学与初中科学不再互相独立设置科学课程标准，而是改为以九年为整体进行课程规划，使科学教育综合分布至义务教育的每一年中，确保了课程设置的连贯性和一体性，到x版的科学课程标准发布，工程教育进一步成为义务教育阶段科学课程的主旋律，巩固了工程教育在义务教育中的重要地位。一、科学课程标准中“工程与技术”内容的变革我国的课程标准在宏观课程方面的作用包括规定课程性质、厘清课程基本设计理念、明确课程设计思路与课程内容，在微观教学方面的作用主要包括制定教学目标，明确教学内容的组织形式、教学的主体、教学活动的开展方式。下面将从以上方面分析工程与技术在我国科学课程标准中的历史差异。1.课程目标的维度与深度升级（1）初中阶段的比较x版初中科学课标修订时间较早，对技术与工程方面的课程目标并未严格按照学段划分，而是粗略地将技术与科学、社会、环境相整合，将工程与技术方面的课程目标独立于科学探究、知识与技能、情感态度与价值观之外，提出了名为“科学、技术、社会、环境”的课程目标，下设五个分目标。根据加涅的学习结果分类进行分析，可以发现此版本课程标准中的工程与技术内容只涉及言语技能、智慧技能和态度。并且在智慧技能中的层次只能达到辨别与概念的层次，无法触及规则与高级规则的层次。因此，在x版初中科学课标中，工程与技术课程目标只包含言语技能、智慧技能与态度，不包括动作技能与认知策略。x版科学课标将初中三年划为一个学段。与x版初中科学课标相比，细化了具体的学段目标要求，使课程目标更易于理解操作。在每一个学段使用科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个维度对工程技术水平进行规定。初中阶段的技术工程课程目标进一步深化为“理解、分析、处理、建构、检验、评价、反思、设计、实施、自主学习”。在x版科学课标中将义务教育阶段的工程技术课程目标从“了解”变为“应用”“设计”“反思”，实现了从世界观到认识论与方法论的升级。（2）小学阶段的比较x版小学科学课标将技术与工程的课程目标以两年为一个阶段划分为三个阶段。首先是将“科学、技术、环境、社会”改为了“技术与工程”这一改动将工程这一概念正式加入了科学课程标准中。x版小学科学课标中增加了“动手”“设计”“解决”等动词，其中“设计”这一词语是工程区别于技术的本质特征，至此科学、工程、技术真正在课程标准中全部体现。首先，x版小学科学课标的课程目标的制定在一定程度上借鉴了x版初中科学课标，沿袭了“科学、技术、社会、环境”的主题表述，将总目标设定为了解科技在日常的应用、科技对社会发展的影响、了解科技与自然的关系三个方面。其次，在课程目标的阐述方式上，由于工程内容的加入和工程技术地位的提高，x版小学科学课标的课程目标以两年为一个学段设立三个学段目标，将工程技术目标按照总目标的三个维度进一步细化阐述，目标设置较为具体，可操作性较强。再次，x版小学科学课标每一阶段的课程目标在实施上并不与前一阶段相互独立，而是在上一阶段的基础上加以丰富和提升，课程内容排布呈现出螺旋上升的态势。x版小学科学课标的难度已经与x版初中科学课标难度相当，虽然难度仅仅是“了解”，但因为学段的不同，已经可以视为工程技术课程的一次下沉与普及。但是其深度仍局限于“知道”“了解”和“简单任务”，并未体现出工程技术所具有的复杂性和条件性。最后，课程目标首次将人工世界与自然世界区分开来，意味着工程技术已经获得了与科学不同的独特的学科特征与研究方向，具体表现为科学倾向于研究何为自然世界，工程技术倾向于研究如何改变世界。x版小学科学课标在小学工程技术课程目标方面设置与x版小学科学课标相同的三学段制。在小学阶段的学段目标表述上，从“意识到、了解到”扩充为“能运用、能提出、能制定、能讲述”，此阶段的小学学段的课程目标已经超越了以往的初中工程技术课程目标的难度。从课程目标的变化可以得知，工程技术课程目标的实现难度逐渐提高，x年的小学工程技术课程目标相较于x年的小学工程技术课程目标，在维度与深度上进一步加强，是工程技术课程的第二次下沉。2.课程内容的框架更加完善x版初中科学课标在课程内容方面关于工程与技术方面的课程内容被分为四个主题，分别为：科学、技术、社会、环境的关系，科学技术史，技术设计与当代重大课题。其中在技术设计主题中，明确提到了三点，分别为“按照技术设计过程制作简单的作品、设计地球仪和直流电机模型、利用简单机械的有关原理设计实用的玩具或装置”。x版小学科学课标在课程内容方面将工程技术课程内容大致分为“了解人工世界、了解和使用技术、了解和运用工程设计”三个方面。在1~2年级侧重了解人工世界，3~4年级在三个方面均有涉猎，5~6年级侧重理解技术和工程设计。在课程内容后附以相应年级的学习目标，帮助教师把握每个学段学生工程技术应达到的水平。该版本的课程内容将技术与工程的定义与特征分离开来，点明了技术的核心是发明，工程的关键是设计。随着技术与工程的清晰界定，工程与技术在课程中各自所占的比例得以量化，有利于教师把握工程技术课程设计的重点与难点。x版科学课标在课程内容方面将工程技术相关内容分为两章，每章分三节，共六节进行阐述。第一章为技术、工程与社会，偏重工程理论知识的传授和科学工程技术态度的培养，内容涉及技术与工程的含义、技术与工程的作用、科学技术工程之间的相互影响。第二章为工程设计与物化，偏重工程技术的实践方向，课程内容涉及工程问题的界定、工程的设计、工程的物化。与x版和x版课程标准相比，x版科学课标的课程内容更倾向于安排学生自己动手设计、制作、检验与改进。x版科学课标在课程内容后附加了对每个学段学生的学业要求，每个学段的学业要求都是一个完整的工程设计与物化活动框架，从低学段到高学段赋予这个框架不断丰富的内涵和外延。3.课程实施的保障进一步加强（1）课程评价维度不断丰富x版初中科学课标面向初中生，在课程评价方面，建议通过课堂讨论、设置行为表现任务结合传统评价方式来评价学生对技术设计过程和环节的理解，通过联系实际、创设情境等方式评价学生的工程技术能力。x版小学科学课标作为小学阶段的课程标准，在工程技术方面的课程评价侧重于考察学生对于科学、技术、社会与环境相互关系的了解。x版科学课标在课程评价方面对小学、初中的评价方式与评价尺度进行了统一。x版科学课标并未像前两版一样使用大而笼统的教育评价原则进行概括，而是采用了学业质量描述的方式，从科学观念、科学思维、探究实践、责任态度四个维度对学生应该达到的工程技术水平作详细说明，这一改动明确了工程技术课程评价的维度，有助于区分工程技术活动中学生表现行为的类型，使得学校对学生的工程技术水平进行量化测试成为可能。课程标准强调，采用非纸笔测试的方式重点评价学生的科学探究能力、技术与工程实践能力、创新解决实际问题的能力。在采用纸笔测试的学业水平测试里课程标准建议试题情境有机融合科学技术社会环境要素。（2）课程实施案例更具有指导性首先，课程实施案例数量更多。在x版初中科学课标中所提及的4个案例未涉及工程技术领域，x版小学科学课标使用了“暗盒里有什么（3~4年级）”与“水火箭的制作与发射（5~6年级）”两个与工程技术领域高度相关的案例，实现了从无到有的飞跃。x版科学课标使用“制作指南针（3~4年级）”“设计一座桥（5~6年级）”“不同的季节（1~2年级）”“制作新型液体密度测量工具（7~9年级）”“低头看手机的危害（7~9年级）”五个工程技术领域相关案例，相比于x版的教学案例，x版课程标准增加了为一二年级设计的工程设计教学案例，并为更高学段准备了更加丰富的工程技术课程案例。其次，课程实施案例细节更丰富。x版课程实施案例包含内容标准、学习目标、教学过程、案例评析四个部分。在x版课程实施案例中增加了核心概念和教学思路两个模块。核心概念帮助教师设计工程技术课程时厘清课程的重点，教学思路则帮助教师串联工程技术中纷繁复杂的知识点。在课程案例的课时数方面，x版小学科学课标中的案例为一课时的独立课程；x版科学课标中的课程实施案例有单课时的设计物品的短课程，有三个课时包含认识、制作、改进三方面内容的中课程，有贯穿三个年级不断变得复杂灵活的长课程。最后，跨学科学习趋势更强。x版小学科学课标中课程案例的设计思路仅限于提升学生的工程设计和实现能力。在x年的课程案例中，各种科学原理与技术被融合进工程技术课程中，使课程呈现出由真实问题驱动、由工程设计领导、由科学技术实现、由科学知识筑基的跨学科学习趋势。二、科学课程标准变革对教科书的影响1.综合科学课程的式微与工程技术的边缘化对x版初中科学课标所产生的影响进行分析，发现x版初中科学课标作为2003年新课改的修订产物，虽然由教育部推出，但是其影响颇为有限。在x年之前，xx师范大学就出版过初中《理科》教科书，此后xx、xx、xx都尝试推行过综合科学课程，由于传统分科教师的不适应与家长的抵触，随着xxxx科学实验课程退出和xx南山区改革示范点回归分科，大部分地方的综合科学课程改革不了了之，小部分作为选修课程退居一隅，仅剩下xx省和xx市开设初中科学综合课程。在当时作为科学课程“附庸”的工程技术课程，也只有在浙教版和华师大版的科学课程中以补充阅读的方式存在。在华师大版的初中科学教科书中，与工程技术有关的内容以“科学、技术、社会、环境”的阅读角形式呈现，并且在九年级下册单设一章“科学与社会发展”，对科学与技术的重要性做了较为笼统的介绍。在浙教版的初中科学教科书中，工程设计所占的比重相较于华师大版更大。首先在浙教版教科书中，也有与华师大版教科书一样的“科学、技术、社会、环境”的阅读角呈现形式，但没有单独的章节介绍科学与技术，而是在每一个学期都安排四到五个研究性课题，包括设计海水净化装置、设计自行车摩擦力调节措施、噪声污染控制、社会调查、设计电磁电路、设计研究植物呼吸的实验等。在相应的课题中也明文标注了此课题的目标为培养动手操作的技能。综上，x版初中科学课标在实际教学中影响的地域范围较小，虽然在工程技术方面有所侧重，但在实际执行的过程中，受应试教育评价系统的制约，导致工程技术课程往往在教学实践中被教师和学生忽视，成为学生的“自学课程”或“兴趣课程”。2.综合科学课程的兴起与工程技术地位提升教育部推出x版小学科学课标之后，各地积极响应修订教科书，发行了人教版、苏教版、教科版的小学科学教科书。人教版教科书在每学期的最后一章独立设置技术与工程课程，按照认识、设计、制作、测试、改进的顺序推进教学，所占篇幅为每学期一章。在人教版的科学课程教科书中，工程技术已被看作是与科学课程同等重要的课程，工程技术