摘要：“设计和技术”类课是当前科学课的重要课型，它不是纯技术的制作课，而是建立在学生有一定的科学概念或原理的基础上，用科学概念或原理来引领的设计制作课。本文从“设计和技术”类科学课的内涵、特点、目标、教学实施和课内外拓展等方面，阐述了开展“设计和技术”类科学课的教学价值和实施策略。
关键词：设计和技术课；特点；目标；教学实施；拓展
在新课程改革背景下，小学科学课程除了科学启蒙外，还承担着部分涉及到设计和技术领域的教学任务。教材中它常以独立的课文出现，如教科版小学《科学》教材中有“做个小开关”、“制作指南针”、“做个太阳能热水器”、“设计制作一个保温杯”等内容。“设计和技术”是科学教育的有机组成部分，以往我们比较重视科学概念和原理的教学，但对科学课中的“设计和技术”内容比较忽视，往往停留在动动做做的操作层面。科学课里的“设计和技术”不是纯技术的小制作活动，而是建立在学生有一定的科学概念或原理的基础上，用科学概念或原理来引领的设计活动和科技制作活动。事实上，在培养学生创造能力方面，“设计和技术”所发挥的作用，是其他任何科目所无法替代的，正如人们常说的“科学是用脑和手认识自然世界，技术是用脑和手改造世界。”
在当前小学科学教材中增设“设计和技术”领域的教学，它代表了科学实践的重要方面，是科学课程的有机组成部分，是对学生科学素质综合化要求的积极回应。《浙江日报》2006年7月31日发表了《科技素养：是需要，也是责任》的文章，指出：“科技素养正在成为日常生活必不可少的能力。从小处说，一个人如果缺乏起码的科技素养，将难以分享现代人类思想的丰富成果，也难以在现代社会中高质量地生活。从大处讲，国民科技素养的高低，将在一定程度上影响我们选择发展道路的能力。” 2011年3月4日《浙江日报》再次载文《让科学流行起来》，以公民科学素养的现状切入，指出加强科学教育，提升公众科学素质的紧迫性。我们认为，“设计和技术”类科学的教学要从大处着眼，着力提升学生综合的科学素质；从小处入手，把握“设计和技术”课的结构和活动内涵，着力提升学生的创新意识和动手实践能力。
一、何谓“设计和技术”类科学课
“设计和技术”科学课是学生在了解“设计和技术”基本过程、方法的基础上，初步学会综合运用知识和经验进行简单的设计和制作活动，它是学生内化科学认识、解决科学问题、发展实践能力的重要载体。它主要分为“设计”和“技术”两个部分：
“设计”的部分主要包括运用所学科学知识，根据一定的要求设计方案、实施方案、评价方案和改进方案等。它的主要目标是让学生了解设计的基本过程和基本方法，初步发展学生综合运用所学知识进行简单的作品设计能力。
“技术”的部分主要指在设计方案的引导下开展动手实践活动，培养学生基本的动手能力。它的主要目标是让让学生了解制作和改进的过程，感受科学技术进步和发展的意义，逐步发展学生的创新意识和实践能力。
在“设计和技术”类科学课中，我们期望学生从科学认识走向科学实践，培养学生将科学概念转化为技术应用的意识，并通过构思、制作、评价、改进等实践活动，促进学生对科学知识与技能的理解与探究，逐步发展对“科学、技术与社会”相互关系的认识。
二、“设计和技术”类科学课的特点
1．实践性
“设计与技术”课的教学，目的是增加学生动手实践的机会，将浅显的科学原理和科学实践活动有机结合起来，将技术设计和动手制作结合起来，通过学生亲历多种探究活动，初步掌握一些基本的制作技能，理解设计和技术的重要性，在实践中不断发展技术设计和制作能力。在科学课程资源的开发和利用上，我们要根据课标精神有目的地选择校内外的技术教育资源，整合技术教育活动主题，组织好课内外实践活动，让学生动手动脑的活动中增长才干，发展技术设计和实践能力。
2．综合性
根据绝大多数儿童的兴趣爱好、身心发展特点、已有经验等因素，选择符合儿童生活经历、贴近人类社会生活、适应现代科技发展、促进学生可持续发展的基础内容。注重让学生在探究与设计活动中，感受科学、技术、社会与环境的相互关系，体验为满足人们需求进行探究、设计和创造新产品的重要价值，理解科学技术和生活的密切联系。
3．创新性
让学生充分经历并体验各种探究与设计的技术教育活动过程，教师要在引导学生独立思考的同时，鼓励他们合作学习，注重发展学生的实践能力、创新意识与科学思维，逐步要求学生从模仿性设计向改进性设计甚至原创性设计发展，通过科技创新大赛等活动平台，鼓励学生大胆实践，在良好的活动氛围中发展学生的创新意识和实践能力。
三、“设计和技术”类科学课的目标定位
1．目标定位
“设计和技术”教育的目的是提升学生的科技素养和实践创新能力，它反映的是一个人所具有的一种能够对科学技术的理解、应用和实践的综合素养，概括而言在以下三个方面凸显“设计和技术”领域的教育价值：
在科学知识方面：能够了解基本的科学概念和技术术语，内化科学知识，了解科学和技术的紧密关系，理解科学技术所反映的社会价值观及科学文化。
在思维方式方面：能够科学地认识科学技术的益处和风险，了解科学技术是一个不断发展的过程，对科学、技术和社会三者的关系有一定的了解。
在实践能力方面：能够进行简单的设计和制作，有一定的设计和制作能力，有一定的科技创新意识和实践能力，在适当的时机参与有关技术发展和应用的讨论或决策。
2．教学重点
科学课中的“设计和技术”不是对某一或某些技巧的专门性训练，它不同于劳动技术课，在实践研究中我们应将以下方面作为教学的重点：
第一、设计是在一定的科学知识背景之下展开的，教学中找准科学知识应用于生活，并转化为科学技术的教育契机。
第二、技术是在实践中不断改进和提升的，教师不能拘泥于课堂，努力课内外界限，给予学生充分的活动时间和空间，教师给予必要的指导和帮助。
第三、创新精神和实践能力是在模仿和改进中逐步发展的，在多次的导、仿中打实基础，开展有目的的创造实践活动，由制作向创作方向发展。
四、“设计和技术”类科学课的教学实
1．明确目标，提出设计任务
（1）提出明确的技术目标。在课的伊始，要提出制作的产品具体的技术功能指标，这是开展设计的方向和目标。如在《设计和制作小赛车》一节课里，设计一辆怎样的小赛车（具有什么功能），这是教师要明确的问题。在充分考虑教学的科学性和现实性的基础上，课的开始，教师组织学生思考“运用橡皮筋或气球作动用，怎样设计一辆尽量跑得远的小赛车”。在师生的讨论交流中学生明确了“用什么作材料？”“怎么增强动力？”“哪些地方需要增大摩擦力，哪些地方需要减少摩擦力？”这三个结构性的问题，组成了学生设计桥的基本框架。在这样的大思路下，学生的后续设计、制作就会变得有章可循。知道如何构思、如何选择材料、如何调整方案，还能依据一定的标准对自己的作品和他人作品进行评价和反思。
（2）给出明确的限制条件。受条件的约束是设计的重要特点，是科学技术走向现实生活的必然面临的问题。为此，在设计和技术类科学课中，提出明确的限制条件，是理解真正的科学技术设计的开始。如在《设计和制作小赛车》一课中，教师在材料的准备方面提出了明确的要求，动力材料为气球和橡皮筋，车身的长度不超过25厘米，同时给学生提供可选择的车身材料——KT板、轮子、奶茶吸管和、透明胶、线，要求利用相应材料制作小车，并以行驶距离的长短作为评价的核心标准之一。同时还要考虑设计的美观和创意、时间限制，作为评价的量规，赋予活动以教育意义。
2．激活概念，设计技术方案
（1）根据任务激活相关概念。在明确任务后，老师要想办法激活学生头脑中已有的对任务的概念理解。如设计小赛车，要激活学生前面所学的力学知识和材料知识，如：物体的运动、常见的力、摩擦力大小、材料的轻重的因素等。这是学生学习一定的科学概念后的迁移和运用。
（2）通过交流优化设计方案。在各小组构思和初步设计的基础上，经过小组讨论、选择、确定方案。在这个过程中，学生要思考哪个方案最可行，哪个方案最实用，哪个方案最节约等。这个环节是学生设计一个解决问题的方案的过程，也是一个对多种方案进行选优的过程。
3、反思调整，解决实际问题
这个环节是设计和技术类科学课的核心环节，学生将根据方案设计来制作、测试。教学时要求学生先验证、再调整。
（1）验证和调整原先设计。在实际教学中，很容易受到材料或其它小组的影响轻易否定或更改原先设计方案，甚至将方案丢在一边，想到哪做到哪。因此，在实践的第一阶段，教师要有意识地鼓励学生先做验证，看看自己原来的构思行不行，问题出在哪里，在小组研讨或听取别人意见后慎重修改，在多项可能的选择中进行优化。如果在实践中有新的创意，最好立即在方案加以体现，着手调整原先设计方案。
（2）研究和破解技术难题。在学生的实践操作中，还存在着一个眼高手低的问题，想得很好，却很难做出来。比如制作小赛车时，细节问题会在制作中充分暴露出来，比如轮子会左右晃动、车子跑不直、轮子打滑、气球喷嘴口过大或过小等。当发现问题时，教师要给学生一个自我解决问题的空间，减少过多的干扰，以发展学生技术设计的实践能力。
4、展示交流，评估活动作品
（1）展示和评价作品。在展示与交流的过程中，一要介绍作品的科学原理、二是作品特色，并对照作品设计要求，进行现场检验，是否达到了预设目标。如“设计和制作小赛车”，把跑得最远和最近的一组挑选出来，在对比中，就不难发现原因的所在。
（2）反思和改进作品。让学生在比较中学会反思，寻找原因，在反思中促进新的观念的形成。这比身本身作品的优劣更值得关注，是学习的隐性成果之一。在有限的课堂时间内，学生作品的精致化程度不会很高，我们不妨将这些作品看成是“模型”或“样机”，给反思改进留下了很大空间。我们既要让学生反思设计中所运用知识的合理性，更要反思制作中解决问题的办法是否合理，引导学生从较多的问题中寻找关键的问题，思考如何着手下一步的解决方案。
5、拓展时空，发展创新能力
时间和空间的保证是切实提高学生实践能力的关键，由于学生差异的客观存在，要想在统一的时间里做出大家都满意的作品，是不可能做到的事。为此，课内以科学性为主，而创新性、工艺精细化等目标就应放到课外。如，在课内设计一辆小赛车，是老师规定的材料、在有限的时间里完成的，做出来的产品大多样式单一、技术粗糙的“样车”。在课的结束时，教师给学生观看其他车的模型的资料，为学生提供很多其他的创作思路，布置作业或者在科学兴趣小组活动中继续研究和改进。
五、“设计和技术”类科学课的课内外拓展
在开展“设计和技术”活动时，我们应该坚持“动手做”、“做中学”的教学价值取向，紧紧抓住课内外活动载体，以课内为基础，以课外为拓展，在实践活动中达成教育目标。
1．由浅入深，夯实基础。充分发挥主题单元下基础课的作用，不断习得设计和技术方法。在对教材中有关科学产品的探究中，知道我们现在所使用的各种工具和机械都是设计的产物，知道为了实现不同的功能需要不同的设计和制作，知道设计需要技术做保障，知道科学技术离不开科学知识的支撑。在感受和理解的基础上，学生要经历制订计划、选择工具和材料、测试、再测试、修改和完善产品或程序、交流结果、提出变化或改进的建议等过程。在具体教学时，设计和制作课应有所侧重，不同年段不同内容确定不同的学习重点，如有的课侧重于方案设计，有的课侧重于模仿制作，有的课侧重于作品展评，有的课侧重于作品创新。
2．由导到创，循序渐进。有效开展课内外技术实践活动，不断发展设计和技术能力。设计和制作活动要由简单到复杂，由模仿到改进再到创新，不要求一步到位。从活动空间上来说，由课内的一个小活动向一个大活动方向发展，由教师指导为主向学生自主方向发展，由基于教材向走向生活方向发展。如三四年级以课内的小制作的形式进行，设计主要以口头设计和画图为主，五六年级需要开放空间更大的设计活动，需要一份包括材料、简单的设计图、功能介绍等内容的设计方案，所要运用的知识更加综合，制作难度有所增加，同时需要更紧密的小组协作和师生互动才能完成一项设计和制作任务。
3．以评促学，实践创新。积极组织丰富多彩的科技创新活动，培养学生的创新精神。学生才能的发挥需要成长的舞台，正面的激励和成功的体验会强化他们积极的情感。为此，我们要着力营造科技创新和研究性学习的氛围，整合课堂内外、校园内外的各种资源，合理衔接各级科技创新评比活动，通过兴趣活动、实践活动、比赛活动、评星活动等，点面结合，整体推进，让学生在成功的激励下不断进步。
综上所述，在科学课中开展“设计和技术”教育，它既是科学概念和科学方法内化应用的需要，也是发展学生科学动手实践能力的需要，更是从科学认识走向科学实践的需要。我们要理解“设计和技术”教育的内涵，精心准备实践材料，积极组织指向于实践能力提升的课内外设计和制作活动，为提高学生科学的综合素质做出更多的努力。