小學高段家庭 STEM 項目“菜單式”線上教學探索

金蕾紅

《義務教育科學課程標準（2022年版）》要求教師設計跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施，強化實踐性，推動育人方式變革，著力發展學生學科核心素養。融合科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）的STEM教育正是綜合性和實踐性很強的一種教學模式，教師用STEM理念開展項目教學，能關注學生個性化、多樣化的學習需求，培養成具有創新素養的人才^[1]。在以往教學中，因受課時的限制，教師將部分STEM項目任務安排在課外讓學生在家中完成，出現了項目完成度降低，質量不盡如人意的情況。為解決這些問題，筆者將信息技術應用家庭STEM教學。筆者嘗試結合課標要求和教材內容，梳理出適合學生在家參與的STEM項目活動，其特點是材料易得、操作易行、安全易控。設計的這些項目源于教材核心概念，又富有童趣。進階式的設計符合學生的認知規律。同時，隨著經濟和科技的發展，家長都配有智能手機，小學高年級學生大多已掌握基本的信息技術。筆者認為利用互聯網技術“菜單式”在線指導與“進階式”的家庭STEM項目相結合將成為解決上述問題有效切入點。筆者按照在線點單、云端派單、線上學單、自主研單、上傳評單五個步驟實施STEM項目教學，滿足了學生個性化學習需求，解決了教師指導上的難題，提高了項目教學質量。下面，以“廚房食品項目”為例，介紹小學高段家庭STEM項目“菜單式”線上教學方法。

一、在線點單，滿足學生個性化需求

在線點單指學生通過互聯網等信息技術選擇自己喜歡探究的STEM項目內容。教學中，教師先根據學生的個體差異、個性需求，為每個學生量身定制符合其自身發展需求的STEM拓展項目菜單，將STEM拓展項目菜單通過“釘釘群”接龍、“番茄表單”的形式實現學生在線點單。

（一）“釘釘群”接龍點單，了解學生喜好

“釘釘群”接龍點單指學生在釘釘群利用“釘釘”軟件接龍功能，在線選擇STEM拓展項目名稱。例如，教師先在群內發布“廚房食品”項目菜單，讓學生閱讀知曉活動所需材料、成品效果，并根據自身喜好選擇子項目名稱。接下來，教師發起接龍活動，讓學生根據自己的選擇進行接龍。

案例1：“廚房食品項目”點單（見表1）

教師發出動員令：“各位家長您好！請和孩子認真閱讀，選擇自己喜歡的內容，稍后我將發起接龍。”

這種點單方式易于學生操作。通過點單，教師可以充分了解每個學生的喜好和選擇情況，充分考慮學生間的差異，尊重他們的選擇。學生做自己喜歡的項目，參與度有了大幅度提高，學習興趣高漲^[2]。但這種點單方式也存在數據統計煩瑣、花費時間較多的弊端。

（二）“番茄表單”點單，便于統計差異

“番茄表點單”指教師利用“番茄”軟件在“釘釘群”發布調查表，讓學生在線點單。例如，在廚房食品子項目“自制‘滅火器”活動中，教師通過“釘釘”軟件的“番茄表單”制作調查問卷，了解學生差異化的學習需求。如何具體操作？教師先點擊“釘釘”搜索框中輸入“番茄”，接著點擊“番茄表單”創建新表單，然后點擊左下方編輯鍵輸入：①制作一個泡沫“滅火器”;②制作一個滅火射程15 cm的“滅火器”。你想研究的問題（項目），例如：小蘇打和白醋數量比為多少時產生的二氧化碳氣體最多？完成后點擊提交按鈕。得到后臺統計數據后，教師公布學生的細化拓展項目走勢分析情況，供學生參考（如案例2）。

案例2：“自制‘滅火器項目”細化單

細化項目1：制作一個泡沫“滅火器”

細化項目2：制作一個滅火射程15 cm的“滅火器”

細化項目3：?????????????（自選一個研究方向）

后臺統計結果：細化項目1（20人）細化項目2（19人）

小蘇打和白醋大概放多少最合適，產生的氣體最多，可以避免浪費材料（3人）

線上點單充分體現了學生的主體地位。教師從重視教師教向關注學生學轉變，激發學生學習科學的興趣，這種教學理念的革新有利于STEM拓展項目活動的開展。

二、云端派單，激發學生學習興趣

云端派單指在線上點單環節后，教師根據學生的選擇，利用網絡技術、App進行派單。

新時代學生已充分掌握計算機的基本操作技能，對于網絡學習有很濃的興趣，這是教師開展云端派單教學的良好基礎。在教學中，云端派單以“釘釘群”派單和“56教室”私單兩種形式實現，具體操作如下。

（一）“釘釘群”派單，共享學習資源

“釘釘群”派單是教師使用“釘釘群”作業布置功能，將相關STEM項目單和學習資料統一發送。 教師在 “釘釘”作業布置頁面輸入“自制‘滅火器”項目信息，在頁面上傳相關STEM拓展項目單、圖片和視頻資料等。教師選擇作業布置范圍，選好相應班級，點擊學生作業需要提交選項，發布作業。教師可以查看家長點單情況且設置提醒，督促學生按時完成作業。

教師以這種方式派單讓所有學生都可以看到班級STEM項目的選擇情況，獲得平等接收各種學習資料的機會。如果有學生臨時改選項目內容，教師也可以滿足他們的需求。部分學有余力的學生可以在完成自己STEM項目活動后，選擇完成其他感興趣的項目。

（二）“56教室”私單，保護學生隱私

“56教室”私單是教師利用“56教室”App或電腦端的智能教學軟件，點對點發布STEM項目活動學習單。教師在實踐中發現，用“釘釘群”統一派單，學生的個人選擇情況等隱私難以保護。學生會因為從眾心理的驅使，影響自己對STEM項目的選擇。教師在教學中融合應用多種App、平臺，就能很好地解決這一問題，保護學生隱私。教師先利用“56教室”App，提前將廚房食品的三個子項目“自制‘滅火器”“自制‘雞尾酒”“自制‘雞毛信”的私單和相關內容的文字、圖片、微課打包，利用App中的“影像題”功能，在教師端進行資源發布。教師先點擊相應班級，選擇上方個人，然后點擊添加相關項目作業，再選擇學生姓名，在備注欄中可輸入相關要求，并提前設定開始時間和完成時間，實行彈性學時。

教師利用這樣的私單模式教學，既保護了學生的隱私，又能讓學生在不受外界干擾的情況下選擇適合的子項目。自己喜歡的才是最合適的，適合的更受歡迎。

三、線上學單，助力項目有效開展

線上學單指學生利用信息技術采用在線學習、觀看微課視頻、資料查詢、專題討論等形式，自主研究STEM項目內容。學生通過獨立或小組合作的形式在線學單，克服困難，逐步提高自主學習能力^[3]。在操作中，教師讓選擇相同項目的學生建群，以“釘釘”小組團隊形式學單。學生也可以通過云平臺提供的資料自學，利用App平臺教師在線輔助學單的方式，達到師生互動的良好效果。

（一）“釘釘”小組學單，培養協作精神

“釘釘”小組學單指學生利用“釘釘群”建群（組）功能，開展小組學單活動。

教師先將同質學生分在不同組中，保證組內學生特長的異質性，再讓各組選出組長，組織成員在自學后列出問題清單，并約定時間利用“釘釘”軟件的會議功能，在線商討相關問題的解決方法和途徑。如果小組商討無法解決問題，教師就在群內提供各種學習資料或進行問題引領，提供學習支架，輔助學生完成項目任務。

教師以這樣的學單方式教學，讓學生在輕松、平等的學習環境中，發揮團隊力量，共同進步，既培養了學生發現問題、解決問題的能力，也讓學生學會用自己的語言表達想法，聆聽他人的不同意見，提高協作能力。

（二）云平臺學單，加強師生互動

云平臺學單是教師利用“56教室”等App讓學生在線預習相關內容，利用平臺功能整合問題上傳，進行在線解答。

教師在“56教室”發布《滅火原理》小視頻并與學前任務單一起上傳。學生自學后，完成學前任務單上的設計圖及相關問題：如何利用教師提供的材料設計一個“滅火器”？如何制作一個泡沫“滅火器”？如何讓小蘇打和白醋在需要的時候反應產生二氧化碳？如何控制“滅火器”的出氣量？如何控制小蘇打和白醋的量？教師利用“56教室”的學習圈功能，先在學習圈發布話題，再邀請學生展示自學成果。例如，A生：可以將小蘇打和白醋倒入塑料瓶中，反應產生了二氧化碳氣體就可以滅火。B生：我們可以將小蘇打和白醋分成相同的份數進行對比實驗。同時，教師在平臺進行驅動問題的跟進指導：廚房里的哪種物質可以提供泡沫？二氧化碳看不見，如給你們氣球，有辦法知道產生的二氧化碳量是多少嗎？學生在問題驅動下，發現洗潔精可以產生泡沫。學生將氣球套在塑料瓶上，通過氣球的大小來判斷產生二氧化碳的量。對于爭議較大的內容，如“小蘇打和白醋的量應該多少比較合適”，教師重新設計實驗單再次發布任務，讓學生根據初步想法自行設計實驗進行探究。

通過生生、師生實時互動，教師根據學生在學習中遇到的問題隨時調整研究內容、方向和側重點，既滿足了學生探究的好奇心，又讓項目研究更貼近真實情境，激發學生思考，高效開展項目活動。

四、自主研單，培養學生螺旋式探究能力

自主研單是指個體差異、個性需求不同學生，在明確了項目開展的一系列流程后，自行開展STEM項目活動。在教學中，教師將主項目的級別分成基礎菜單、進階單兩個模塊。兩個模塊相對獨立，供學生自由選擇，同時模塊之間又是相互交錯，這有助于培養學生綜合能力。各菜單具有重復點擊、多次學習的特點，學生可以根據自身實際情況進行選擇，如遇到問題可以退到基礎單學習，等具備一定學習能力，再完成進階菜單的任務。

（一）研基礎單，面向全體學生

基礎單指教師對同一年段學生，發布同一主題的STEM項目活動，同一子目錄內含有多個難度系數相同子項目活動。教師將“廚房食品項目”分為“自制‘滅火器”“自制‘雞尾酒”“自制‘雞毛信”三個子項目，三個相關子項目活動中“制作簡易‘滅火器”“制作兩色‘雞尾酒”“繪制兩色‘雞毛信”三個難度系數相同的子項目供學生自主選擇。基礎單上的任務難度系數較低，是大多數學生通過視頻等資料學習后就能獨立完成的，或者在家長輔助之下能較好完成的項目（如案例3）。

案例3：自制“滅火器”

“自制‘滅火器”之基礎單

——制作簡易“滅火器”

（1）觀看《滅火原理》視頻后，請結合“物質與變化”單元內容，思考我們可以用哪個實驗的產物制作簡易“滅火器”。

（2）請尋找家中廚房里的物品，列出材料和注意事項，將自己的設計方案用圖文結合的方式記錄下來。

（3）制作中如果有什么發現或疑問，也要記錄哦！

這些拓展項目的難度不大，取材方便，貼近生活，富有童趣，能給予學生極大的信心，為他們參與更高難度的進階學習活動奠定基礎。

（二）研進階單，促進不同層次學生發展

進階單指同一STEM拓展項目活動中，教師將教學菜單設計成進階式，實現由易到難、由簡單到復雜、由一般思維到創新思維的過渡。例如，教師先確定廚房食品子項目“自制‘滅火器”菜單，再將菜單按難易程度分為“制作簡易‘滅火器”—“制作泡沫‘滅火器”—“探究高效‘滅火器”三個進階項目。初級項目活動中，學生觀察小蘇打與白醋反應的現象，發現產生的氣體可以讓燃燒的火焰熄滅，指向科學觀念這一核心概念。中級項目活動中，學生在前一級別的基礎上，利用洗潔精、小蘇打、白醋、餐巾紙、棉線制作泡沫“滅火器”，探究如何讓滅火泡沫產生多，滅火時間長。學生動手操作，經歷產品設計、產品制作過程，有利于提高探究實踐能力^[4]。高級項目任務：學生對已制作泡沫“滅火器”，根據不同的需求，進行創新設計并制作更高效“滅火器”，探究小蘇打和白醋的用量比為多少時產生二氧化碳氣體最多。高級項目教學目標指向對學生科學思維的培養。教師在進階式菜單中為學生構建不同的學習支架（如案例4），輔助學生在最近發展區內完成進階式項目活動。

案例4：進階式菜單——自制“滅火器”

初級項目“簡易‘滅火器”學習支架：引導學生觀察小蘇打與白醋反應的現象;通過實驗和查閱資料的方式，了解生成氣體的特征。

中級項目“泡沫‘滅火器”學習支架：能否利用洗潔精、小蘇打、白醋、餐巾紙、棉線制作泡沫“滅火劑”;思考如何做一個射程15 cm的“滅火器”。

高級項目“高效‘滅火器”學習支架：能否利用塑料瓶和氣球探究小蘇打和白醋的用量比為多少時產生二氧化碳氣體量多？研發高效“滅火器”。

教師通過分兩步走，實現對學生探究活動的有效指導，扶著學生先走，慢慢培養學生獨立探究、解決問題的能力。教師設計的進階單，體現了學生的主體性，增強STEM項目活動的趣味性，顧及每個學生的發展需求。

五、上傳評單，教學評一體化促進學生能力提升

上傳評單是教師通過各種平臺發布評價表，以此了解學生學習情況，并通過數據反饋及時調整教學活動的順序和難易程度。教師根據學生的個性需求制訂活動菜單，為優秀學生提供展示的平臺，讓學生成為彼此的學習伙伴和學習資源的來源，通過評價促進學生發展，實現“教—學—評”一體化。在具體操作中，教師在學生探究之初，通過平臺系統發布單挑戰榜，再通過“釘釘”“微信”和各種App搭建展示臺，實施學生互評，以及教師點評和家長點評。教師用典型學生反映的典型問題進行指引，或通過平臺對學生進行個性化輔導。

（一）發布挑戰單，培養學生發現問題能力

發布挑戰單是教師利用“56教室”平臺學學習圈功能編寫并發布評價單。學生研讀挑戰榜后對自己的項目開展更加心中有數。同時，教師通過評價培養學生發現問題的能力，促進學生科學素養發展。

教師首先根據“自制‘滅火器”項目的內容，在“56教室”平臺教師端編寫項目的評價表（見表2）;然后，登入“56教室”學習圈發布評價表，讓學生通過學生端對自己的STEM項目活動進行自評;最后，教師在后臺將數據統計完成后，篩選榜單分類，在學習圈再次發布內容。整個發布評價單的過程，圈內所有學生都能看到，并且可以隨時針對榜單線上發問，請求同伴解答。學生參與如此活躍的線上交流活動，在比較中發現問題，及時修改、優化自己的項目方案。

通過挑戰榜自評，學生能自主根據評價單的內容有序完成探究實驗。評價單儼然成為一張STEM項目的指導單。

（二）搭建互學臺，培養學生解決問題能力

搭建互學臺指教師利用信息技術展示學生STEM項目的作品實現在線師評以及學生互評。

教師通過“釘釘群”“微信群”“56教室”等為學生搭建展示平臺，將自己制作的“滅火器”進行展示。同時，便于學生在活動過程中就遇到的問題在群里“求救”，如：泡沫“滅火器”口部被餐巾紙堵住了，泡沫出不來怎么辦？學生通過查看教師發布的優秀作品，發現有學生在塑料瓶身上開了一個口子并接上吸管。通過互學，學生對自己的產品在同伴原有設計的基礎上進行修正迭代，將吸管改為橡皮管，其韌性更強效果更好，這有助于培養學生解決問題的能力。教師對于學生的優秀作品可以在線評價，同時及時給予指引和鼓勵。

總之，信息技術的應用對學生在校外開展的STEM項目活動有很好的輔助作用，可以提高學生項目活動的參與度和完成效果，學生的能力和素養得到了有效提升，符合新時代的育人理念。當然，信息技術與教學活動融合是一個逐漸的過程^[5]。技術開發方應根據實際情況進行平臺系統的調整和優化，不斷完善平臺功能，以適應學生個性發展需求。教師將信息技術應用于家庭STEM拓展項目教學還需要不斷探索。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準：2022年版[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

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[4] 許文虎.基于“互聯網+”智慧教學的新型教學模式研究與實踐[J].模式論叢，2017（32）：58-61.

[5] 張少白.“互聯網+”小學開放式教學模式的研究[J].新作文， 2018（6）：262.

（作者系浙江省杭州市富陽區教育發展研究中心教研員）

責任編輯：祝元志