现在，由于《新一代科学教育标准》已经明确了工程学科的核心概念和工程实践，因此在小学教学中对工程学科的期望越来越高。为了将工程学科纳入小学教学，我们使用了构建模块（例如乐高积木）帮助学生开始理解工程产品，以及工程师如何工作，同时让他们参与物体结构的学习。通过将科学内容与工程内容相结合，我们希望学生能够更好地理解和运用这两种概念设置。

在本文描述的课程中，要求学生进行观察并构建科学准确的视图，以了解物体是由较小的零件构成的，以及如何用这些较小的零件创建新的物体（NGSS Lead States，2013）。我们还采用了2年级（K—2）工程标准，该标准规定学生通过创建图纸或制作模型说明物体的形状如何影响其功能（NGSS Lead States，2013）。学生将学习如何结合工程实践处理约束条件。为进一步拓展学生的思维能力，本课程既包括工程性质又包括技术性质。

引导活动（30分钟）

在这项全班活动中，每位学生将得到矩形结构的积木（10〜15件，见图1），并告诉他们先不要碰它们。给每个学生1张纸，要求他们记录观察结果，可以通过画画并写下对结构的关注事项。大约5分钟后，我们问：“你们注意到物体有什么？”我们让学生与他们的同桌讨论，然后一起回到课堂上。一名学生说他的结构与同桌的结构不同，少用了1块。接下来提问：“你们注意到其他哪些相似之处或不同之处？”学生解释说，这些积木块有不同的颜色、形状和大小。然后提问：“如何将不同大小的积木块组合在一起，组成相同的形状？”学生通常会注意到某些积木比其他积木大，因此“如果积木很大，则不需要太多积木”。活动和讨论持续约10分钟。在观察并讨论结构之后，我们进行拆卸。

我们让学生根据所提供的相同积木块独立制作一个新结构。对于动手能力较差的学生，可以使用大块积木或与合作伙伴一起工作。只要他们使用了每一块积木，学生就可以自由选择如何搭建自己的结构。我们给学生大约5分钟时间创建他们的新结构，然后让学生绘制新结构的图片。在这段时间里，教师要四处走动，回答学生在工作中遇到的任何问题。几分钟后，回到大课堂。教师提问：“为什么你可以制作出与我们提供的完全不同的结构？”一名学生回答说，不同的积木尺寸不同，因此将其拆开时很容易制作新的结构。继续提问：“积木块的大小如何影响新结构？”学生的答案各不相同，但他们通常会注意到，较小的积木通常会有更多的选择，因为它们更多。引导活动总共持续约20分钟。