一、研究缘起

“中国制造”从“2025”到“2035”，再到“2049”，它们是中国实施制造强国战略的分布行动，从“中国制造”到“中国创造”再到“中国智造”。“中国智造”基于各种高新技术，破解“中国制造”的困难与挑战，进行产业升级并提升综合国力。根据权威预测，到2025年，制造业十大重点领域存在很大的人才缺口，最高达85.8%[1][2]。人才的需求与缺口倒逼教育的发展，基础教育该如何为“中国智造”奠定人才培养的基础。

生活中发现，许多学生从小对科学探究表现出巨大的好奇，立志“成为一名科学家”，但随着年龄的增大，对科学保持强烈兴趣的越来越少；在高中文理分科时，更愿意选择文科；在高考“3+X”模式上，选X为物理的人数最少[3]……2015年PISA测试中“将来期望进入科学相关行业从业的学生比例”：中国只有16.8%，低于美国的38%和OECD国家均值24.5%[4]。如今的中小学生是“智造”的中坚力量，如何提升他们的科技素养？如何让“智造”渗透在中小学教育中？这是一个十分迫切的研究课题。

二、中小学“智造”科学教育的内涵和内容

中国从“制造”到“智造”的脚步在不断加速，自动化、智能化在制造业表现得十分显著。科技人才的需求越来高端化，对科学知识运用、改造创新、项目设计与开发、分析推理的要求越来越高，“智能”教育需要从基础教育开始。

国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分：了解科学知识、了解科学的研究过程和方法、了解科学技术对社会和个人所产生的影响。因此“智造”教育要求科学素养的提升需要及时跟上科技发展的步伐，从学以致用的角度出发，将数学、科学、物理、化学、生物、地理等学科中的知识与各种工程技术实践联系起来，让学生在学习各种学科知识的同时，也了解并应用知识在工程技术上的应用方式，给学生补上“智造”相关的课程。

电动机是应用工业技术中最常见的工具，涉及机械、动力、电力、能源和自动控制，以及机电一体化等诸多行业的设备。在制造业十大重点领域中，有八个领域都与电机相关，因此，培养学生对“电机”的兴趣，强化应用和创新意识，对落实“中国智造”有着重要的作用。

三、中小学“智造”科学教育的教学实施策略——以电动机教学为例

（一）厘清教学问题，树立“智造”意识

1.教学要求

根据现有的中小学科学课程标准，“电动机”只存在初中物理或科学教学中，课程标准的要求是将其作为“通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关”的一个实例：“了解直流电动机的工作原理”，一般被编排在初三物理教材的后部分。由于许多学校在初三的上学期甚至更早要结束新课内容，让更多的时间用来中考复习，加上历年的中考试题涉及内容较少，因此“电动机”的教学往往被视为“非重点内容”而被忽视。

2.实验机会

2017年全国义务教育质量监测结果显示：科学课中，学生参与动手实验、实践调查的机会较少。如八年级学生在本学期物理课上做过3次及以上动手实验的比例为38.7%，从来没有做过动手实验的比例为23.8%；在配备了实验室的学校中，39.1%的四年级科学教师、39.7%的八年级物理教师表示从不或很少使用[5]。据某区的调研结果，对于“直流电动机”，75%的学校没有做过演示实验，93%的学生没有看过教师演示，98%的学校没有要求进行“简易电动机组装”实验，学生对“电动机”缺乏基本技能的操作训练。

3.学习效果

据对某校高一学生的“电动机”印象抽样调查发现，约75%的学生对电动机的原理“说不清楚”，但记住了“电生磁、磁生电”和“电磁感应”等概念；有近80%的学生认为“电机应该很有用，但我可能不会去用”；只有约5%的学生通过“四驱车”、电动车等设备对其使用有所了解，有的则通过车航模、机器人和无人机操作，达到了“发烧友”水准。学生对“电动机”以及“智造”应用的认知存在着两极差异。

4.教师水平

2017年全国义务教育质量监测结果也显示：63%的四年级科学教师、61.2%的八年级物理教师、75.5%的八年级生物教师和80.7%的八年级地理教师的探究教学处于低或较低的水平[5]。据调查，95%的教师对于电动机的认知停留在教材的介绍，84%的教师没有探究过电动机的内部，对其结构缺乏深入了解，90%的教师认为没必要花费时间让学生对电动机进行研究性学习。教师的“技术”与“制造”意识很淡薄。

文章来源：《现代制造技术与装备》 网址: http://www.xdzzjsyzb.cn/qikandaodu/2021/0728/997.html