基于STEM教育的小學科學項目式學習模式研究

邵明杰

摘 ?要：STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。在知識經濟時代，只有具備STEM素養的人才能在激烈競爭中取得先機，贏得勝利。我國的STEM教育近幾年也是迅猛發展，教育領域人士不斷的進行探索和研究，希望提出適宜我國學情的方針政策、教學模式等。多年來，STEM教育更關注科學規律在實際問題解決中的整合與應用。STEM教育能夠促進小學生思維的開放性和系統性。在STEM課堂中，問題的解決或者學習項目的實施需要學生運用多領域的知識才能完成，并且往往得到答案的途徑并不唯一，這也就促使學生積極地探索問題，主動地通過查詢資料、動手實驗、推理等各種途徑來得到問題解決的方案。在這一過程中，學生的思維會變得更加靈活主動，他們的探究能力、溝通能力、自控能力等也能得到有效的鍛煉和提升。探索小學科學STEM項目式學習模式基本結構程序和教師指導原則策略，可以幫助學生構建利于提升科學素養。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;項目式學習模式

正文：

在當今全球范圍內，科學技術的進步推動了社會的急速發展，隨著科學技術的進步，局限于單一學科體系內的研究難以取得突破性的進展，而多學科的融合以及先進技術的應用對人類的生產生活做出了重要的貢獻。在科學教育界，“學科整合”也成為研究者越來越關心的話題，通過學科整合的方式培養更多的復合型科技人才成為了經濟發展的一個決定性因素。

STEM教育是一種多學科融合的綜合性教育理念和教育模式，是以跨學科整合的方式培養學生STEM素養的一種技術教育。

一、STEM教育理念

新一輪基礎教育課程改革以來，小學科學課程以STEM為核心的教學結構基本建立。如何使學生真正成為STEM的的主體是小學科學課程改革現階段的一個重要問題。以科學教學課堂為指引，以基于項目的學習模式的設計為主，對STEM理念下項目式學習模式的基本結構程序、教師在其間的引領原則策略及不同內容不同課型中的應用等方面作深入研究。通過觀察和分析教育活動過程，統計分析活動結果，探索小學科學STEM項目式學習模式基本結構程序和教師指導原則策略，可以幫助學生構建利于提升科學素養的學習模式，為老師踐行新課程理念提供借鑒。

二、小學科學STEM教育現狀

《小學科學課程標準》指出：“STEM是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術、工程、數學有機地融合為一體?！庇纱丝梢?，與傳統教育相比，STEM教育更強調學科的融合。目前，在我國中小學普遍采用分科教學的模式，即各學科教師負責教授各自科目，很少重視學科之間的聯系。這樣不利于各科知識和技能的融會貫通和綜合應用[1]。因此，我們要努力改變這種單一學科教學為主的現狀，從現行的國家基礎學科課程出發，尋找適合進行“跨界”和“融合”的內容，進行課程的整合設計，構建學科融合型課程。

多年來，我國小學科學教學一直致力STEM教育教學模式的探究。在實際學過程中，學生的思維過程常常被教師規劃為一條統一的“路徑”，而基于小學科學課程教學目標的探究過程也就顯得有些形式化。STEM教育是強調學生的主體地位，STEM教育更關注科學規律在實際問題解決中的整合與應用。

三、基于項目的學習模式

基于項目的學習主要有以下特征：（1）有一個能夠組織和激發學習活動的問題;（2）學生可以就一個作品的制作進行交流和討論，從而發現新問題;（3）學生需要綜合運用多種學科知識來理解、分析和解決現實問題;（4）活動涉及到的老師、學生等都需要相互合作;（5）在學習過程中，需運用到多種認知工具和信息媒體資源，來支持和陳述自身的觀點。

參與項目式STEM學習的學生，學生首先學習與活動內容相關的數學、科學概念，然后進行工具的組裝和改進，其次以小組為單位進行合作練習，最后將接受STEM技能評價。主體可以是學生個體，也可以是小組、學生群體、甚至整個集體。[2]隨著活動進程不斷發展，STEM活動的主體由學生個體聚合成團隊或群體，逐漸形成穩定的聚類，通過心理活動與實踐活動的同步發展，實現低級心理機能轉向高級心理機能，最終使整個群體的高階思維水平產生質變，整體顯著提升。

《物體的顏色與吸熱》教學設計及反思：

科學問題源于自然，本節課圍繞生活中的現象展開探究，基于STEM教育進行教學。

S：物的的顏色與吸熱的本領有關系，深色物體比淺色物體吸熱快。

T：在探究實驗中，學生的動手能力、觀察能力、交流合作能力都得到了鍛煉與提升。并且運用云教室進行多角度地交互式教學。

E：在教學中，讓學生通過所學的知識設計一個微型保溫杯，將科學知識運用到生活實踐。

M：在探究活動過程中，學生通過觀察數據、記錄數據、借助excel表格分析獲得的實驗數據，本節課，有效地在科學、技術、工程、數學之間形成相互碰撞、相互支撐、相互補充、共同發展，把它們交織在一起，融合在一起，實現深層次的學習、理解性學習，培養學生各個方面的技能和認識。

四、反思及后續研究

STEM習模式的理念與當前我國正在開展新課程改革所倡導的教學思想具有基本的一致性，所以，在新課改具體的實施過程中，教師在情況許可的情況下可以靈活引入此學習模式。STEM學習模式作為一種從問題出發，以學生的學為主的新型學習模式，通過問題引起學生的興趣，強調問題的解決以及對潛在知識的掌握，培養學生獨立思考，積極實踐的品質。教師必須對作為首要因素的問題進行細致的設計，同時強調評價多元化。在教學實施過程中，對于問題的提問方式有時不夠精煉，容易給學生造成困擾。另外，由于教學經驗教少，評價學生形式上還是比較單一，以后要在這個方面多加研究，爭取在評價方式上有說突破。

參考文獻

[1] ?傅騫，劉鵬飛.從驗證到創造——中小學STEM教育應用模式研究[J].中國電化教育，2016，（4）：71-78.

[2] ?王旭卿.面向STEM教育的創客教育模式研究[J].中國電化教育，2015，（8）：92-93.