利用延時服務開展STEM項目化教學
——以“身邊的化學物質”為例

萬雨喆

一、用延時服務延伸課堂

當前中小學開展STEM教育主要有兩種方式：一是單獨開課，進行信息技術支持下的創客教育，如機器人學習、圖像化編程等；二是學科融合，基于STEM理念進行教學設計，在數理化等學科教學中滲透綜合性素質教育。［1］由于多數STEM教學的開展依賴高時間成本的產品制作，而中學STEM教育存在課堂時間不足、項目挖掘不深、課后負擔過重等情況，因此，如何協調好學科教學內容和STEM項目課時是我們需要思考的問題。

2021年7月19日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》。江蘇省教育廳隨即發布《關于全面推進中小學課后服務進一步提升課后服務水平的實施意見》，提出要全面擴大課后服務的范圍和時間，實行“5+2”延時服務模式，即中小學每周5天開展課后服務活動，每天至少提供2小時課后服務時間。這一政策為解決中學開展STEM教育的課時困境創造了條件。

STEM理念下的項目化學習重視在真實情境下培養學生解決實際問題的能力，通常以問題探究或產品制作的形式開展項目實踐。由此，我們的STEM項目化學習活動的開展思路是利用好延時服務階段，對課堂教學進行補充和延伸。（見下頁表1）

表1 STEM項目化學習開展思路

二、STEM教學實施案例

以滬教版《化學》九年級上冊第二單元“身邊的化學物質”的教學為例，筆者為STEM項目化學習創設了連貫的情境脈絡（以下簡稱“境脈”），設計了以“探索地外文明”為境脈的系列項目活動，分別對應教材氧氣、二氧化碳、水三個板塊的內容。（見表2）

表2 STEM項目化學習單元設計

每個項目活動被拆分為3～4個課時任務，依照“界定任務—制作產品—交流展示”的環節進行。項目盡量不設置課前預習準備，確保所有內容都在延時服務階段完成，不增加學生課外負擔。

以“尋找生命之源——自制凈水裝置”為例，這一項目的設計除了包含教材第二單元中水的相關內容外，還在活動中融入了有關酸、堿、指示劑、溶液和濁液等基礎知識，為之后的課堂教學做鋪墊。

下面是“尋找生命之源——自制凈水裝置”項目教學設計案例的具體實施過程，從學生活動和教師組織出發，實現教師引導下的學生自主學習。

任務1：界定任務。

學生活動：（1）觀看中國宇航員在太空生活的視頻，了解宇航員飲水的方式，理解在外星球尋找水源的意義；（2）了解水資源的凈化方式；（3）篩選凈水材料與相應的獲取方法；（4）設計凈水方案，包括材料來源、加工方法、裝置外形、制作時間等。

教師組織：（1）幫助學生理解項目意義，回答學生的問題，如“在哪些星球發現了水”“目前是否發現過地外生物”等；（2）提醒學生注意提取關鍵信息，如常見的凈水裝置的共同點、適用的材料與來源等；（3）組織頭腦風暴，按照“匯集觀點—討論篩選—決定方案”的順序進行；（4）觀察小組設計過程，對共性問題板書講解，對特性問題提問引導。

【設計意圖】播放中國宇航員的視頻片段，幫助學生體會本次學習的意義；同時鍛煉學生科學閱讀的能力，培養學生批判性、創造性等高階思維能力。小組合作進行“頭腦風暴”并設計凈水方案，培養學生合作、交流等團隊能力。本環節綜合學科知識與實際需求，發展學生的組織能力、協作能力、動手能力、抽象思維和時間分配意識。

任務2：制作產品。

學生活動：（1）完成凈水裝置的搭建，并討論評價指標；（2）在準備的材料（至少10種）中挑選1～2種（建議每次1種）加入水中，制成污水，觀察不同污水加入指示劑的變化情況；（3）用自制的污水測試過濾裝置的過濾能力；（4）針對測試情況進行討論，包括凈水方案的優點、不足、改進建議等。

教師組織：（1）組織學生討論凈水裝置的評價量表，確定評價的維度和等級；（2）給學生提供多種材料、試劑，指導他們觀察不同物質與水混合的情況、加入指示劑的情況，比較并總結異同；（3）拍攝學生測試產品的過程性照片、視頻，為學生之后的產品發布、報告制作準備材料；（4）提醒學生從實際情況出發進行討論，對材料來源、成本、環保等因素進行思考。

【設計意圖】搭建凈水裝置、觀察不同污水加入指示劑的變化情況旨在幫助學生體會“從需求出發設計產品指標”的工程設計思想，初步感受對比實驗，學會從群體中找出特性和共性，培養其歸納總結、分析推理能力。讓學生提前感知“物質在水中的分散”與“酸堿的部分性質”等知識點，為后續課堂教學做好鋪墊。在本教學環節中，學生經歷反復實踐、修改的過程，有利于形成嚴謹求實、精益求精、勇于創新的科學態度。

任務3：交流展示。

學生活動：（1）制作海報介紹凈水裝置；（2）采用同行評價的方式，對其他小組的凈水方案進行評價；（3）2～3組代表自愿進行公開展示，并針對同行評價進行回答；（4）針對本次項目活動制作總結報告。

教師組織：（1）為學生提供照片素材，提醒展示過程需簡潔、明確；（2）指導小組在回廊墻壁上粘貼海報、放置凈水裝置，讓學生用便利貼寫下對相應裝置的評價；（3）組織2～3組進行公開交流，包括模型展示、優點介紹、回應評價；（4）整理活動場地，收集小組總結報告并評價反饋。

【設計意圖】在掌握基礎知識和進行操作試驗后，教師引導學生進行交流展示，有利于鞏固學生對知識的掌握程度，并培養學生的表達能力、藝術審美，提高其信息素養?；ピu和師評環節能夠發展學生的批判性思維和反思與溝通能力。

三、總結反思

“雙減”政策旨在構建良好的教育生態，促進學生全面發展、健康成長。筆者認為“雙減”背景下的STEM項目化教學應當注重以下幾點。

第一，學生中心。學生應當是課時任務的方案設計者、執行者和評價者。教師可以承擔組織者、主持人的職責，向學生介紹任務背景、明確目標和必要的限制條件，主要在時間把控和難點突破兩方面幫助學生。

第二，合理分工。最好的方法是每名學生都參與到小組秩序的管理中來，學生除了一起參與任務的討論、實施外，還應承擔或兼任以下角色：小組管理員、資料管理員、進度管理員、材料管理員、評價管理員等。明確的職責能加強學生的責任感，提高其投入度。

第三，評價開放。項目化的探究活動中，教師應當允許學生去嘗試可能失敗的實驗方案，并引導他們對結果進行反思。評價形式盡量采用組間評價、組內評價和個人評價，教師應關注學生的過程性、形成性評價，重點評價學生在活動過程中的參與程度、表現能力。