基于STEM理念的科學課程項目式教學活動探析

莊夢園

［摘 要］STEM理念是當前科學教學的重要理論指導，對培養學生的科學態度和實踐能力有重要作用。在科學教學過程中，教師可適當引入項目式教學活動，在項目活動內容整合、項目活動程序設計、項目活動實驗組織、項目活動訓練拓展、項目活動生活對接等方面進行探索，為學生順利進入科學學習創造良好條件，讓項目式教學活動助力科學課程教學的發展，促進學生科學核心的素養提升。

［關鍵詞］小學科學；STEM理念；項目式教學活動

［中圖分類號］ G623.6 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2023）03-0080-03

作為基于科學、技術、工程、數學四門學科而產生的跨學科學習方式，STEM理念成為當前科學教學的重要理論指導，對培養學生的科學態度和實踐能力有重要作用。在小學科學教學中引入項目式教學活動，與STEM理念形成高度對接，能夠為學生提供更多學習實踐的機會，促進學生學科核心素養的提升。教師可以從項目活動內容整合、項目活動程序設計、項目活動實驗組織、項目活動訓練拓展、項目活動生活應用等方面展開探索，充分發揮STEM理念的助學效果。

一、整合內容，建立STEM教學機制

科學課程教學中，教師要適時引入并整合項目式活動內容，使項目式活動與科學教學相契合，使之不偏離學生學習的基本要求，讓學生在項目式活動中獲得成長。在整合項目式活動內容時，教師要深潛教材之中，對科學教材、教學活動、教學方法等展開關聯性分析，在其中滲透STEM理念，為學生參與項目式教學活動創造良好條件。在整合項目式教學活動內容時，教師還要考慮學生的實際學情。唯有與學生的學習需求形成高度對接，才能通過項目式教學活動建立科學教學成長點。

例如，教學教科版科學教材三年級上冊《整理我們的天氣日歷》一課時，教師可先進行學情調查：“大家還記得上周二的天氣是怎樣的嗎？”學生大多記不清了，教師隨即引入本課內容：“如果要記住上周，乃至前兩周的天氣情況，就要做天氣日歷，把相關的天氣指數都記錄下來。那么，制作天氣日歷需要關注哪些與天氣相關的指數呢？”學生在教師的引導下開始討論，并總結出需要記錄的天氣指數包括降水、氣溫、風速、風向等。接著，教師引出天氣符號，引導學生對天氣符號進行觀察并解讀。在學生能夠掌握較為基礎的天氣符號后，教師讓學生利用這些天氣符號，制作今天的天氣日歷。學生開始觀察天氣并制作天氣日歷，學習活動順利展開。在課堂展示環節，教師先組織學生在小組內進行交流，相互比較，看看自己制作的天氣日歷和其他同學制作的天氣日歷是否有不同之處，并進行對比分析，如果出現較大的數據誤差，就需要做驗證處理。學生沒有精密的儀器，無法準確測量氣溫、風速等數據，此時教師可提供相應的幫助。通過合作交流，學生對這些數據進行集體評估，這在一定程度上能夠提升數據的準確性，有助于學生在討論中形成清晰的天氣概念。經過反復推敲討論，學生逐漸達成共識。于是，教師鼓勵學生主動介紹自己設計的天氣日歷，學生熱情響應，課堂氣氛活躍。

在上述教學中，教師充分整合項目式教學活動內容，將項目式教學活動設定為與科學教學內容相關的天氣日歷，并與學生一起對活動內容進行研究、分析、實踐、解讀，鼓勵學生勇于展示自己設計的天氣日歷，將項目式教學活動推向高潮。教師合理設計項目式教學活動內容，激發了學生參與學習的積極性，提升了學生的學習主動性，讓學生在具體實踐中逐漸形成科學的認知。

二、設計程序，明確STEM教育目標

在設計項目式教學活動的程序時，教師要有梳理意識，不僅要對項目內容做規劃，還要仔細分析項目活動的每一個環節，評估其可操作性，并且要在各項目活動環節中滲透STEM理念。首先，要組建項目式教學活動的團隊。項目式教學活動是具有合作性質的活動，合作團隊的組建是項目式教學活動順利展開的基礎。其次，要合理分配項目式教學活動任務，設定明確的任務目標，讓活動順利展開。最后，要設計活動程序，對活動展開的順序進行梳理，明確每一個項目活動環節的具體任務，形成完整的項目活動程序。此外，教師在設計項目任務時，要充分考慮學生的認知積累。只有將所設計的項目任務與學生的認知基礎相對接，才能給學生帶來全新的學習體驗。

例如，教學教科版科學教材三年級上冊《測量氣溫》一課時，教師利用多媒體播放一段本地的天氣預報視頻，要求學生關注氣溫等相關內容。學生對氣溫有生活認知積累，能夠積極投入觀看視頻與記錄氣溫的活動中。視頻播放結束，教師拿出溫度計并分發給每一個小組，要求學生以小組為單位進行實驗操作，讓學生先觀察溫度計的結構特點，思考如何使用溫度計，以及使用過程中有哪些注意事項等。學生展開觀察研究，教師巡視班級，適時提醒學生留意溫度計液柱的變化，研究溫度計的讀數。為了給學生帶來更直觀的體驗，教師讓學生到室外進行氣溫的測量，學生興致勃勃地前往室外展開實驗操作。教師組織學生到不同位置測量氣溫，并記錄和對比實驗數據，分析不同位置、不同區域的氣溫存在差異的原因。學生分別在太陽下、樹蔭下、池塘邊、操場上等不同地方測出了不同的氣溫數值。在分析環節，教師提示學生結合影響氣溫的多種因素對測量結果進行分析。在具體討論中，學生重點關注了太陽光直射這一因素，研究太陽光直射對局部地區氣溫的影響，從而發現有太陽光直射的地方氣溫比沒有太陽光直射的地方氣溫要高。在這個項目式教學活動的實踐過程中，教師全程跟進學生的學習，從技術角度進行指導，組織學生展開集體討論，引導學生逐漸學習并內化本課的知識。

在上述教學中，教師明確項目式教學活動的目標，以此為基礎推出項目式教學活動內容，引導學生展開具體操作，每一個步驟和環節都有對應的知識梳理，幫助學生進入高效學習狀態。學科認知積累需要一定的過程，教師在項目式教學活動實踐中全程跟進學生的學習，適當對學生的操作進行指導，確保項目式教學活動順利開展。

三、組織實驗，強化學生的操作體驗

科學課程中有不少實驗內容，這是開展項目式教學活動的有利素材。學生對科學實驗有較高的參與熱情，教師可為學生創設一些生活化的實驗內容，利用貼近生活的實驗提高學生的學習主動性。教師基于學生的實際學情，對實驗內容進行篩選、設計和組織，能夠幫助學生更好地習得科學知識。

例如，教學教科版科學教材三年級上冊《測量降水量》一課時，教師先引導學生觀察實驗器材：“這是測量降水量的雨量器，請大家仔細觀察，看這個雨量器有什么特點？”學生饒有興致地觀察雨量器。教師適時介紹雨量器的裝置特點，引導學生學會辨認雨量器的刻度與讀數。為激發學生的學習思維，教師將學生分成幾個小組，要求學生以小組合作的形式自行制作一個雨量器。實驗步驟為：首先，學生檢查教師所提供的制作材料是否齊全，并對這些材料進行具體分析，從技術角度對材料進行取舍；其次，教師與學生共同明確操作步驟，并對每一個步驟的操作要領進行總結；再次，教師提示學生制作雨量器要考慮室外的環境特點，還要注意投放的位置，減少建筑物、樹木等因素對雨量器測量效果的影響，制作材料也要選取耐水性材料；最后，在教師的指導下，學生通過討論，形成具體的規劃和設計，按照步驟進行設計制作，最終制作出具有個性特色的雨量器。為了檢驗制作成果，教師組織學生利用現有條件進行成果檢驗，對雨量器的應用效果進行評估。經過反復操作和檢查，雨量器制作任務圓滿完成，教師組織學生進行成果展示，學生都能夠積極響應。

在上述教學中，教師設計并組織了貼近生活實際的實驗操作，為學生提供實操的機會。教師對操作步驟、注意事項等內容進行適時引導，讓學生介紹自己的實驗成果，尤其側重介紹雨量器的制作技巧和應用功能等。在這一項目式活動中，學生的多種感官得到了調動，接收到的信息更為豐富，學習認知也更為深刻。

四、拓展訓練，開闊學生的學習視野

教師要適當拓展項目式教學活動的內容，對活動形式進行創新，讓科學課程與其他學科形成多點對接，在STEM學習中開闊學生的視野，有效推動項目式教學活動的順利展開。教師要在不同的訓練環節滲透STEM理念，為學生提供更多方法支持，促進項目式教學活動的高效運行，促進學生跨學科思維和能力的發展。

例如，教學教科版科學教材三年級上冊《水能溶解多少物質》一課時，教師為學生設計的訓練任務為：“在日常生活中，我們經常會看到水溶解物質的現象，也知道一些物質是不能溶于水的。講臺上有一些材料，請大家判斷一下，哪些材料可以溶于水？”學生開始觀察教師準備的材料，紛紛做出猜想，課堂學習氛圍濃厚。經過一番討論，學生回答：“沙子、石塊、塑料是不能溶于水的，而食鹽、面粉、糖塊是可以溶于水的。”教師繼續追問：“將這些物質分別放入水中，它們將會以什么樣的姿態出現呢？是否會出現溶解、沉淀、懸浮等現象？能否用過濾的方法將它們與水分離？”學生在問題的引導下繼續討論和思考。經過反復論證，學生得出答案：“沙子、石塊、塑料等物質，都不能溶于水，塑料會懸浮，沙子和石塊會沉到水底。面粉、食鹽、糖塊會均勻地分布水中，食鹽、糖塊會溶解，面粉會懸浮在水中。”為了給學生留下深刻的印象，教師再次拓展訓練內容，讓學生自行尋找更多的材料進行實驗，要求學生在實驗前先對所選取的材料是否溶于水的情況進行猜測，再通過實驗來驗證，看誰的猜則更為準確；如出現誤判，則要對誤判的情況進行分析，找出造成誤判的原因。

在上述教學中，教師選取了豐富的材料開展實驗，讓學生先對這些材料進行判斷與分析，再進行實驗操作，驗證自己的判斷是否準確。驗證實驗的操作難度不大，學生都能夠順利進入其中，獲得學習成效。教師進一步拓展訓練內容，讓學生自行選取更多的材料進行操作實驗，這一過程開闊了學生的學習視野，提升了學生的學習能力。

五、生活應用，提升學生的實踐品質

項目式教學活動要對接學生的生活實際，以促進學生學科認知的內化。在項目式教學活動中，教師要及時地對學生進行引導和組織，讓學生順利進入生活場景之中，在生活應用中建立學科認知，充分地將所學知識運用到生活實際中。科學、技術、工程、數學等學科在生活中有廣泛應用，如何做好對接設計，讓學生在生活環境下展開科學學習，這是教師要重點解決的問題。學生的生活經驗呈現差異性，教師需要對此進行理性地分析，找到適合的切入點，讓學生順利進入科學學習的核心。

例如，在教學教科版科學教材四年級上冊《液體之間的溶解現象》一課時，教師先進行學情調查：“回想我們之前做過的實驗，食鹽能不能溶解于水中呢？”學生對這樣的內容記憶猶新，脫口而出：“食鹽能溶解于水中”。隨后，教師拿出三個小瓶子：“這三個小瓶子里分別裝的是我們在日常生活中常見的醋、食用油和酒精。大家猜想一下，這些液體都能夠溶于水嗎？”學生根據自身的經驗進行猜想：“醋和酒精肯定能夠溶于水，食用油應該不能溶于水。”教師開始演示，將這些液體分別倒入水中，要求學生觀察實驗結果，對觀察到的現象進行互動交流。學生討論過后，教師繼續引導：“有些東西看上去能夠相溶，但事實并非如此，如酒精和水這兩種液體看似能夠相溶，但酒精的密度要比水小一些，因此當兩種液體混合時，酒精會浮在上層。經過細心觀察，你們還有什么新發現呢？”學生在教師的指引下，紛紛說出自己的新發現。有的學生說：“兩種食物油放在一起，按道理能夠相溶，其實不然，兩種油并不能完全相溶。”有的學生說：“兩種飲料大多能夠相溶，特別是帶有色素的飲料，混合之后，液體的顏色會發生改變，說明兩種飲料相溶得比較充分。”

在上述教學中，教師基于學生的生活常識推出實驗，要求學生先猜想，后觀察，再總結，形成完整的學習程序，給學生創造學習內化的機會。學生有一定的生活積累，教師聯系學生的認知實際設計實驗，能夠順利地啟動學生的思維，學生通過思考、觀察、歸納總結等學習環節，逐漸找到內化知識的方法。

綜上所述，項目式教學活動具有實踐操作性，教師在設計項目式教學活動前要做好學情調查，要在項目式教學活動的各個環節滲透STEM理念，為學生創造更多跨學科學習的機會，引導學生在實踐操作中培養和提升科學能力，促進學生科學核心素養的發展。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 張碩司.A-STEM理念下的小學科學創新教學：以“電路的研究”一課為例[J].中小學信息技術教育，2021（Z1）：120-122.

[2] 袁敏婷.STEM理念下的小學低年級科學課教學研究[J].小學科學（教師版），2020（7）：24.

[3] 江劉，呂麗.STEM理念下小學科學拓展課程資源的開發與利用[J].教學月刊小學版（綜合），2020（5）：31-34.

（責編 韋於坊 杜 華）