小學科學STEAM家庭項目式學習的探索

周燕

2017年，教育部頒布《義務教育小學科學課程標準》倡導STEM教育和跨學科學習方式。科學、技術、工程與數學，即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、數學有機地融為一體，有利于學生創新能力的培養。筆者從2019年開始，在自己的教學實踐中嘗試運用STEAM項目式學習的方法進行科學教學。今年寒假因為疫情的原因，我們只能上網課，所以又做了一個新的嘗試，家庭項目式學習。現以《我是小小計時器設計師》為例，對其進行實施和評價，以期望加強STEAM的實踐探索。

一、教學分析

本單元為教科版五年級下冊的第三單元，要讓學生使用一些測量時間的重要設備做實驗，最終完成一個計時器的設計。要掌握的科學概念是對“時間”的認識，學習用圖表表格等來記錄、整理和交流信息。

學生通過幾年的科學實驗，有較強的動手能力，求知欲高，有探索知識的欲望。

二、學習的設計

STEAM項目式活動，最核心的是以學生為主體，基于真實的問題進行研究。這次因為在家里學習，爸爸媽媽和媽媽在整個過程中充當了幫助者和合作者的角色，對于學生的實時表現予以恰當的指導與尊重。

1、《我是小小計時器設計師》的跨學科概念圖

S-科學性問題 如何準確計時的方法

T&E-技術與工程 繪制設計圖紙，利用相關工具與材料制作計時器

A-藝術 對設計外觀進行美化，同時對產品進行廣告語提煉和宣傳

M-數學 根據相關設計，計算相關參數

2、學生有效學習的4C能力的設計：

溝通協調能力 因為在家，所以學習通過網絡、電話等尋求支持和幫助，宣傳視頻中也要考慮面向對象的不同進行講解。

復雜問題解決能力 遇到問題，及時查找資料，逐步尋找解決辦法。

獨立思辨能力 由老師引導，學生自主完成，培養獨立思考問題的能力，學會對自己和他人進行評價反思，提升思辨能力。

創新能力 鼓勵學生在已知的擺的知識上，大膽嘗試，不斷創新，并為作品創作宣傳視頻，多個角度培養學生自主創新能力

三、項目實施

1.驅動問題：我們如何設計一個計時器，并讓它能進行精確的一分鐘計時？

根據我們之前學習過的擺的原理和簡易擺鐘的制作知識，結合參考資料，思考如何能夠進行精確計時，這里涉及到齒輪操縱器的作用和如何制作？多長的擺長是合適1分鐘60次擺動的？所以學生需要分析擺長的影響并進行設備的改造。同時，鼓勵學生們在創作中大膽想象。

2.項目任務分解：

【任務一】請拿起你的計時器，看看一分鐘你都能做什么吧？完成表格。

資源加油站：觀看微視頻《一分鐘》

【任務二】請你根據自己一天的時間安排制作你的24小時時間圖

反思：通過這段時間的時間管理實踐，我生活中的變化 ？

【任務三】了解了解和認識計時器的發展歷程，完成思維導圖

【任務四】設計一個能計時1分鐘的計時器，完成手繪設計圖。

【任務五】制作并調試計時器，提交實物圖。

【任務六】根據你面向的對象，請編制一份精美的產品說明書，來打動你的觀眾，完成一份宣傳單。

【任務七】推銷你設計的產品，提交視頻。

【任務八】邀請父母或者同學評價活動成果。

四、項目的反思

1、學生的綜合能力得到了提升

在這個過程中，學生們遇到了各種問題，比如說：擺為什么不能連續擺動？擺不能夠精確一分鐘60次？制作的齒輪太粗糙，擺動時間受影響……還有的同學對如何進行作品的宣傳很懵。正是在這個過程中，不斷的鼓勵他們，每一個出現的問題都是你研究的好機會，同時把做好的作品通過每次上課的展示和請成功同學做分享，大家慢慢都克服了困難。

杜威說，教育是給學生一些事情去做，不是給他們一些東西去學，結果他們自然地學到了東西。真的，在這個制作計時器的過程中，孩子們不僅很好地學習了擺的知識，還在其他方面改進了技能，例如溝通能力、問題解決能力以及演講展示能力。

2、教師除了對孩子進行指導外，也要對家庭教育提供支持

因為是在家庭中完成的，所以整個過程中，團隊合作的部分就少了，取而代之的是學生和父母之間的合作。比如一個同學設計的是電子的計時器，父親從一開始否定孩子的想法題異想天開，工程師在外地無法幫忙。收到媽媽的苦惱求助后，我就告訴她：問題即機會，正好是爸爸和孩子學習合作的好機會。爸爸可以和孩子一起研究選擇什么材料，成本低，效果好。最后和孩子找到了最合適的材料和方案，利用傳感器和電子計數器，做出了全年級最準確的計時器。

通過這次的項目式學習，我深深感受到了學生為學習主體時，他們對于學習的熱情和執著。通過探究性問題與科學課程教學有機結合，不僅能夠提高學生學習效率與質量，還能最大程度激發學生好奇心，幫助學生提高自身實踐能力、邏輯思維能力和創新能力，這些綜合能力將為學生今后的學習與生活打下堅實基礎。

參考文獻

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