SCI论文（www.lunwensci.com）
摘 要 : 工程思维是工程的“思维习惯”，对培养学生核心素养具有重要价值.设计型学习视阈 下，教师根据工程思维内涵，培养学生工程思维，可以发展学生综合思维，提高学生核心素养，提升 公民科学素养，具体策略包括 : 创设情境，明确任务; 分解任务，搭建通道; 探究方案，修改完善; 根据表现，科学评价; 做好总结，布置任务.教师通过落实这些培养策略，可以有效培养学生工程思维.
1 设计型学习与工程思维的内涵
设计型学习(DBL) 又称为“基于设计的学习” ， 是由美国教育学者 Nelson 在设计思想的基础上，经 过不断实践和完善提出的.国内外的专家学者已经 对设计型学习进行广泛、长期和深入研究，明确它是 一种基于设计的学习，是一种融合探究活动和设计 实践的学习方法，教师提出设计型学习挑战，学习者 经过反复探究、设计，完成面向真实情境的项目，形 成学习成果[1].
工程思维是工程的“思维习惯” ，根据课程标准 可以明确概念 : 以系统分析和比较权衡为核心的一 种筹划性思维.工程思维通常包括系统思维、创造 力、乐观、合作、沟通交流、伦理考虑等.工程思维要素主要有创造性、系统性、权衡性、价值性、双赢这五大要素.创造性思维，是指开拓认识新的领域与得 到新的成果的思维 ; 系统性思维，是指基于与任务相 关的多个方面，整体出发以及统筹考虑，正确处理整 体与局部关系的思维 ; 权衡性思维，是指根据经济、 科学、技术、生态等价值目标，权衡各类利益关系生 成的思维 ; 价值性思维，是指要满足实际需要、创造 价值性内容，进而实施各项活动的思维 ; 双赢思维， 是基于互利与互惠理念，满足各方需要，更好进行创造的思维.
2 设计型学习视阈下培养学生工程思维的意义
2.1 发展学生综合思维
现实生活中面临着各种各样的问题，在分析与 解决这些问题的过程中，往往需要综合多种因素进行考虑、统筹各方面的关系，既要关注整体，也要关乎局部细节，形成系统性解决问题的方案.以工业生 产为例，一个企业要生产某项工业产品，往往需要综 合考虑位置、交通、经济等宏观要素与诸多细节，在 具体生产时还要综合考虑经济效益、技术情况、工艺 条件、废气废水废料处理、是否安全等因素.这就为解 决实际化学问题提供了新视角，要求不能孤立地、单一 看问题，而是需要建立全局意识，统筹考虑多种因素分 析和解决问题，因此设计型学习视阈下培养学生工程思维，可以发展学生综合思维.
2.2 提高学生核心素养
根据新版《义务教育化学课程标准》，明确核心 素养包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科 学态度与责任，这些核心素养都需要学生经历知识 探究过程，才能逐步生成.工程思维对于解决问题具 有关键作用，包括多方面的思维，在化学教学中培养 学生工程思维，需要组织与开展综合性活动，学生在 探究任务的过程中运用工程思维解决问题，能够有 效提高学生的化学核心素养[2].
2.3 提升公民科学素养
化学作为一门自然科学，渗透非常多样的科学 素养，教师需要加强理论教学、组织实践活动、布置 探究任务，逐步培育学生的科学思维.科学思维与工 程思维有着密切的联系，在探究任务的过程中学生 需要运用工程思维做出决策、构建方案、实施方案， 也需要运用科学思维解决问题.因此，教师根据化学 教学内容设计探究任务，培养学生工程思维，能够提升未来公民的科学素养.
3 设计型学习视阈下培养学生工程思维的策略
3.1 创设工程情境，明确主题任务
基于设计型学习视阈下的化学教学中，教师需 要明确设计型学习有利于培养学生工程思维.根据 王颖、王奇伟借助 LBD 理论建构工程思维培养的教 学模型，明确发展工程思维要经历的环节有 : 创设情 境，明确任务→搭建桥梁，建立联系→ 设计实施，修 改完善→ 交流评价，总结归纳.因此，创设工程情境，明确具有设计价值的主题任务，这是培养学生工程 思维的第一步.教师需要根据初中化学的课程主题 内容，联系现实生活背景，根据初中学生的知识基 础、操作能力等，引入现实生活背景问题，结合原料 获取、生产原理、回收利用等创设工程任务，这样可 以激发学生探究的兴趣，明确当前需要解决的工程主题任务.
例如，沪教版九上《金属的冶炼与利用》单元， 经过本单元的学习，学生能掌握金属的性质与利用、 铁矿石等金属矿物冶炼的方法、金属防护与废金属 回收的方式等.基于绿色中国、碳中和建设的背景， 结合垃圾分类的现实情况，结合当前我国废金属回 收和利用的情况，教师可以创设这样的工程情境 : 废 金属作为一种资源，我国每年可回收的废旧金属达 到 1 000 亿吨，当前回收率是 85% ，在废旧金属回收 利用中普遍采用火法富集、湿法溶解、微生物吸附等 工艺，能减少环境破坏，降低金属冶炼成本.但是调 查发现社区废旧金属回收利用不佳，请你调查社区 废旧金属主要品种、回收情况、回收价值等，为更好 回收利用提出建议.基于这个主题任务，教师要求学生复习本单元的化学知识.
3.2 适当分解任务，搭建探究通道
工程往往需要解决一些“结构不 良”“流程不 佳”等问题，一项工程任务对学生而言是复杂的，因 此教师需要指导学生适当分解工程任务，将其细化 为多个问题，搭建探究问题与解决任务的通道，融入 工程思维.通过搭建通道，能畅通工程任务与思维要 素的联系，促进学生利用工程思维解决问题 ; 还能够 引导学生运用所学知识和技能解决工程任务.教师 要求学生分组参与工程任务的探究，并根据情况分解任务，在任务驱动下探究问题.
例如，基于“社区废旧金属科学回收”的工程任 务，通过以上分析，明确社区回收现状、行业发展情 况、金属防护与废品回收等相关.教师要求学生分组 参与这些工程任务的探究，对工程任务进行分解，根据学生分解情况总结指导.本项工程任务分为社区废旧金属回收调查，探究行业回收利用废旧金属方 法，以所学知识为基础提出科学回收废旧金属的建 议.各组学生在探究这些分任务过程中会遇到各类 问题，如 : 社区民众对回收废旧金属的态度如何? 为 何社区废金属回收率低? 行业中回收利用废旧金属 的火法富集、湿法溶解、微生物吸附的原理是什么? 如何利用所学知识解决社区废旧金属回收的问题? 教师指导学生融入创造性、系统性、权衡性、价值性和双赢思维，思考、探究、解决问题.
3.3 探究实施方案，指导修改完善
工程思维能够帮助学生思考和解决各类问题， 学生可以基于已学的化学以及其他学科知识，参与 社会调查活动，运用搜索引擎获得资料，共同探究解 决问题.各个小组需要反复权衡解决问题的方案，持 续优化方案，检验设计是否合理等，在这样的过程中 逐步形成工程思维.教师要发挥启发与引导作用，层 层递进引导学生借助工程思维探究任务，逐步进行优化完善.
例如，根据学生在探究工程任务过程中遇到的 问题，教师要进行启发式引导 : 要明确社区中废旧金 属回收率低的原因需要做什么? 行业中废旧金属回 收率达 85% 是通过什么技术方法做到的? 根据所 学知识，如何解决社区回收废旧金属中遇到的占用 地面、锈蚀严重、污染环境的问题? 经过这些方面的 指导，学生需要设计调查问卷认识社区居民回收废 旧金属的态度、主要方式等 ; 在网上搜索资料，认识 火法富集、湿法溶解、微生物吸附的实现原理与方 法 ; 探究无害化压缩或者破碎金属的方法、金属防锈的方式等.
3.4 根据学生表现，科学实施评价
新课标中的课程理念提出“倡导实施促进发展 的评价” ，要求教师改进终结性评价的方式，科学设 计评价工具，依据核心素养评价，加强过程性评价， 根据学生在化学学习中的表现，构建教、学、评一体 化评价方式.不仅如此，教师还要基于工程思维，探 究增值评价的方式，引领学生自评与互评，反思自 — 136 —身，最后根据评价结果优化教学，运用评价推动立德树人.
例如，根据“社区废旧金属科学回收”的工程任 务，教师根据学生探究过程与展现的结果，通过实施 多方面的测试，对学生探究工程任务过程进行定量 评价，对展现的图文、表格、实物等进行定性评价.教 师还要融入权衡性思维等评价，如 : 能对比权衡单因 素利益关系计 10 分 ; 能根据具体情境权衡利益关系 计 20 分 ; 能通过线上线下渠道搜集资料，综合多种 因素权衡利益关系计 30 分.教师还可以先让学生自 评与互评，最后融合多元要素进行总结评价，优化后续教学.
3.5 总结知识技能，布置课后任务
一项工程任务实施之后，为促进学生巩固化学 知识，更好提升学生工程思维，教师还要总结其中涉 及到的知识与技能，布置课后探究任务，要求学生利 用课余时间自主构建工程任务，运用工程思维和所学知识，分组进行探究.
例如，根据上述的工程任务，教师要总结相关知 识技能 : 通过加强废旧金属回收能保护环境的宣传， 提高民众回收意识，并通过完善激励与惩罚机制，加 强流动回收个体人员管理，提高社区废旧金属的回 收率 ; 微生物吸附能够防止废旧金属受到腐蚀 ; 通过 密封压缩或破碎金属减小体积，防止污染环境，通过 减少与空气和水的接触防止金属锈蚀.教师可以布置 课后类似探究任务: 调查本地供暖机构或火力发电厂等企业，探究它们如何降低烟气中有害气体的含量.
参考文献 :
[1]李月.设计型学习视角下以化学教学培养工程 思维的实践[J].教学管理与教育研究，2022. 7 (13) :91-93 .
[2]王豪钟.启发性挫败视阈下初中化学实验教学的 设计研究: 以“化学实验测定与探究”教学为例 [J].中小学教师培训，2022(9) :64-69.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/73465.html
