《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称课标2022）在课程内容设置中，明确提出了“技术、工程与社会”和“工程设计与物化”两个核心概念，让学生理解技术与工程的性质、特点与实践过程，以及对人类生活和社会的影响。科学学习不能停留在理论和书本层面，教师要创设丰富多彩的学习活动，通过科学模型制作、项目研究、工程活动等形式，给学生提供充足的机会和场景去运用已经获得的科学概念、原理和技术。[1]因此，小学科学教学不仅要重视科学探究，也要关注工程实践，让学生能够创造性地运用科学原理解决真实问题，经历科学探究和工程实践的过程，发展工程思维与实践能力，逐步提升科学核心素养。 一、工程实践和项目式学习的关系 （一）工程实践 要理解工程实践，首先要清楚科学、技术与工程这三个概念。科学，在实施手段层面主要是用我们所说的科学实验和探究来理解自然现象，是关于“是什么和为什么”的问题。技术是指根据生产实践经验和自然科学原理发展而成的各种工艺操作方法和技能。工程则是一个以科学与技术为基础的系统性工作，是人们改造世界的实践过程，是关于“做什么和怎么做更好”的问题。工程中包括科学与技术，一项工程往往是若干科学和若干技术的综合应用。工程设计是一个为了满足人们的期望和要求，而对各种问题和要求设计解决方案的反复且系统的过程。[2]在这个设计过程中，人们需要调动创造力、已有的生活经验和积累的学科知识，所以，工程设计是工程实践中的重要环节，是决定实践质量以及工程是否成功的关键因素。在小学科学教学中进行工程实践教学时，要关注工程设计与生活的联结点，以真实问题为导向，以科学探究为基本方法，以项目任务为载体，以工程设计为重要途径，积极探索多样化的工程设计方案，并实现设计方案物化。 （二）项目式学习 项目式学习最终的落脚点是学生的学习。巴克教育研究所提出了项目式学习的八大准则：重点知识的学习和成功素养的培养；解决一个有挑战性的问题；持续性的探究；项目要有真实性；学生对项目要有发言权及选择权；学生和教师在项目中进行反思；评论与修正；项目式学习成果的公开展示。[3]在科学教学中，往往也存在一些实践性问题，需要学生经历项目设计与实践的过程。本文认为，科学教学中的项目式学习是基于一定的问题情境，运用科学原理进行创造性的实践活动，以达到解释现象、解决问题并制作产品的目的，同时在项目实施的过程中建构新知识、发展实践能力，以及对原有知识进行修正与完善。 （三）工程实践与项目式学习的内在联系 从起点来看，项目式学习要能够激发学生自主探究和动手实践的兴趣，通过项目研究来开展学习活动，最终实现作品的产出。工程实践也是以问题为导向的，需要在问题解决过程中完成工程任务。从过程来看，二者都经历了明确问题、前期研究、设计制作、展示交流等基本环节，重视设计与实践的循环。从结果来看，二者最终都要有产品的输出，同时在活动过程中建构相关知识，发展实践能力。因此，项目式学习和工程实践有着内在的联系。当然，基于工程实践的项目式学习更加注重工程设计与物化表达，强调学生要像工程师那样经历工程活动的过程，能够描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件，并据此比较各种解决方案，初步判断合理的方案。同时，能借助表格、草图、模型等形式说明设计思路，进而利用常见工具对材料进行加工，制作简单的实物，改进并展示。 二、基于工程实践的项目式学习模式 （一）基于工程实践的项目式学习的育人价值 课标2022指出：科学课程要培养的学生核心素养，主要是指学生在学习科学课程的过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需的正确价值观、必备品格和关键能力。[4]在科学教学中，从工程实践入手开展项目式学习，对发展学生的科学核心素养有着重要意义。 首先，让学生在解决问题中建构对知识的理解，实现“做中学”，建立具有广泛联系的知识网络，形成可迁移的概念性知识体系。其次，工程实践活动需要通过分析、综合、归纳、演绎等方法，进行严谨的思维加工与操作，通过对问题多角度、深层次的解剖与拆解，寻求问题解决的思路和方法，发展学生的模型建构、推理论证、创新思维等科学思维。再次，工程实践项目中包含了大量的探究实践活动，不仅能让学生经历探究实践的一般过程，也能促进对探究实践活动的内涵理解和技能发展。最后，工程实践活动以解决生产、生活中的实际问题为起点，和生活实际紧密联系，促使学生乐于探究和实践，逐步理解科学、技术、社会、环境之间的关系。 （二）工程实践的关键阶段 工程实践是一个系统活动，包含工程决策、工程设计和工程实施三个阶段。工程实践项目包含了很多小系统和次问题，因此，工程决策需要明确最主要的工程目标和最有效、可行的方案。在工程过程（工程活动、工程思维）中，设计过程（设计活动、设计思维）居于特别重要的地位。此阶段需要依据工程目标，对方案进行重新思考与架构，对方案的可行性和操作步骤进行逐一分解试验。这是一个从抽象到具象的过程，学生需要调动科学、技术、工程相关领域的知识，发挥创造性和实践性。工程实施则是依据工程设计方案，物化方案的过程，最终形成符合标准的结果。在工程决策阶段，教师必须基于学习内容和学生认知，创设真实的问题情境，引导学生进入情境，分析情境中的要素，指导学生在情境中找到需要解决的核心问题。同时提供相关学习资料，使学生形成基本的知识储备，包括相关科学知识、工具的认识与正确使用以及一些制作技巧等，帮助学生初步形成项目研究基础。
