初探STEM微項目化科學課教學

陸詠梅

科學課程標準鼓勵開展STEM學習。STEM教育是項目化學習的一種，既是教學手段又是學習方式。微項目化學習是項目化學習的一種類型，是指在不改變課時的情況下，在課堂上為學生提供15～20分鐘的長時段探索性項目任務，或者在課外用類似實踐性作業的形式對某個內容或主題進行小探索。

本文以小學科學六年級下冊《小蘇打和白醋的變化》一課為例談談基于課堂教學的微項目學習。

一、重定教學目標，凸顯高階目標

在布魯姆目標分類學中，“高階”指學習目標和內容中的高階“知能”;知識維度主要指“程序性知識”和“元認知知識”;認知維度主要指“分析、評價和創造”三個等級。“問題解決、批判性思維、開放性視野和創新能力”被國際公認為是21世紀的高階思維能力。如果說教材是課程資源的核心，那么學科本質則是學科內容體系的核心。教材直接呈現出來的往往只是學科知識，其他學科素養隱含在其中。本節課隱含在科學概念之中的科學素養目標應當有：科學探究的一般程序;問題意識，提出科學問題的能力;能根據提出的問題設計實驗探究問題;能有依據地展示交流、批判質疑，能接受同學的意見，修正觀點，敬畏科學，勇于探究。

二、創新活動設計，以高階認知策略驅動項目化學習

（一）培養學生問題意識，從問題解決的角度驅動學習

1.場景式的問題情境和課題引發的問題

這一課，教學思路上是以問題驅動學習。分兩個板塊。首先學生觀察桌面上的粉末和液體，判斷是什么物質。這是一種場景式的問題情境，學生一進教室就開始觀察，這是什么物質？此環節在師生互動交流中讓學生復習正確的“聞”，懂得有足夠的證據才能做出正確的判斷，這是一種理性思維。在揭示課題后教師詢問：能不能混合？交流后播放一個視頻——諾貝爾研究炸藥，混合實驗爆炸的瞬間，讓學生敬畏科學，培養科學的思維方式，也向諾貝爾勇于探究的精神致敬。出示課題后繼續追問：你有什么問題？學生在前面兩課的基礎上自然提出小蘇打和白醋的變化是物理變化還是化學變化？怎么研究？學生明確研究的問題，有意識地在接下來的實驗中仔細觀察尋找證據。

2.實驗觀察中產生的新問題

第二板塊是學生交流根據現象判斷這是一種什么變化，并提出進一步研究的問題，小組設計實驗進行自主探究。把教學重點放在了第二板塊。

第一板塊的問題實驗后解決，學生都能根據現象——產生了氣體，判斷出這是一種化學變化。但是，學生的觀察是不仔細的，是不是有更多的變化證明這是一種化學變化。引導學生補充質疑，有的說氣味變了，不那么酸;有的說變冷了;有的說在底下還有小蘇打，有的說沒有了。教師追問：通過剛才的實驗，你有什么新問題？學生陷入了思考。“這種氣體是什么？”“液體的溫度真的下降了嗎？”“里面的液體還是白醋嗎？我覺得不是。”“里面的沉淀物還是小蘇打嗎？”對學生提出的問題做一個猜想，說出依據，比如有學生說：“氣體是二氧化碳。因為雪碧里產生的氣泡就是二氧化碳。”教師追問：“你確定嗎？”看似無意一問，其實落實了一項教學目標，有足夠的證據才能做出判斷。那么怎么研究？“可以劃火柴放進去嗎？”引導學生敬畏科學，查閱資料再確定實驗方案。學生在提問中思維碰撞，經歷挑戰，進行深度思考。

接下來教師為學生提供了足夠的材料，由小組確定要研究的問題，選擇材料自行設計實驗探究，并完成一份研究匯報。

（二）培養學生創造性思維，鼓勵自主探究

問題驅動學習后，小組選擇想研究的問題設計實驗，并展開探究。在這個過程中，小組學生間有思維的碰撞、溝通、批判質疑、悅納等，學生的科學態度、跨學科素養得到鍛煉。

教師提供的材料有：小蘇打、白醋、氣球、溫度計、火柴、蠟燭、燒杯、定量勺、廢液杯、鉛畫紙。學生根據自己的問題有選擇地使用材料探究。實驗自主開放，有的小組并沒有像教師預設的把小蘇打裝進氣球，白醋在瓶子里。而是把白醋倒進了氣球，小蘇打倒進了瓶子，然后把氣球套在瓶子上，拉起氣球混合。小蘇打裝進瓶子顯然更方便。學生如果還需要再做一次，材料可以再提供，希望他們有足夠的時間去探索。

（三）程序性知識從扶到放，實現學生思維遷移

這一課，教師潛移默化地讓學生獲得了科學探究的一般方法。第一板塊學習結束黑板上的板書是這樣的：問題——假設——實驗（設計）——觀察——發現（問題）。這一板塊在程序性知識方面體現扶一扶。到第二板塊學生就用上面的程序性知識來進行科學探究，這是解決問題方法，在思維上獲得遷移，這也是項目化學習的特點。學生產生的新問題，回家繼續研究，白醋、小蘇打超市都能買到。

（四）元認知知識貫穿探究與展示交流環節

1.學會提問

“提出一個問題比解決一個問題更重要。”問題意識是一種元認知。這一課，場景式的情境開門見山，一下就吸引了學生，課有了良好的開端。第二板塊來自學生自己提出的問題，更有探究熱情。至實驗結束，學生意猶未盡，很多問題還可以開展家庭實驗室。積極地、主動地思考、探究、解決問題，這是一種良好的心智習慣，是解決問題的前提。

2.學會質疑

學生在實驗探究的交流中與自己對話，與同伴對話，在對話中質疑、反思，通過獨立而深入的思考，經歷智力上的挑戰，感受到邏輯的力量。當學生說氣體是二氧化碳的時候，教師的追問讓學生反思、質疑。有學生這樣說：“可能是，但不能肯定。”當學生說：“氣味不是那么酸了。”這說明了什么？“液體不是白醋了！那是什么？”“如果加入小蘇打不再冒泡的話就不是白醋了。”“杯子里還有小蘇打。”“一定是小蘇打嗎？如何檢驗？”“如果加入白醋還會冒泡的話就是小蘇打。”