凸顯STEM教育理念組織項目式學習活動

陸婷

〔摘? ? 要〕? 小學科學是素質教育理念下非常重要的學科之一，新課程標準提出小學科學是一門體現科學本質的綜合性課程，系統的科學課程的組織與學習，有利于提高學生的科學學習能力，使其逐漸樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。STEM教育理念下的項目式學習的組織與實施能夠更加凸顯科學的本質，將學生放在了科學項目式活動的主體位置上，為學生建立多元化科學探究與實踐平臺，從而有效提升學生的小學科學綜合素養。

〔關鍵詞〕? 小學科學；STEM教育理念；項目式學習

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 12-0061-03

STEM教育理念是一種以項目式學習為主、以問題解決為導向的課程組織方式，要以科學課程為橋梁，將科學、技術、工程、數學等方面內容有機地融合起來，結合學生興趣、愛好、能力等多方面因素，設計綜合性的科學活動任務，從而實現通過科學任務來鍛煉學生的創新能力、提升小學生的科學學習綜合能力的目標。STEM理念下的小學科學課程更加關注學生的主體地位，設計更加符合學生的學習需求，有效培養學生的科學創新與實踐精神，從而促進小學生科學學科綜合素養的提升。

一、以目標為核心，明確項目式學習的主題

STEM教學理念下的項目式學習是以學生為主體，以問題為中心，在老師的指導下或由學生單獨完成某一項目活動的過程。在此過程中教師要關注學生的主體地位，借助項目式學習的過程，調動學生參與科學探究的內驅力，在項目實施過程中，檢測學生科學知識遷移、解決問題的能力，促進學生全面發展。因此，STEM理念下小學科學項目式學習的組織與實施首先要有明確的目標，以目標為基礎，聚焦學科的核心概念，激發學生的學習動機，打造符合小學階段學生學情的小學科學項目式學習平臺。

下面筆者以《電路中的開關》一節內容結合小學科學新課程標準要求，來談談具體的實施與策略。

首先從目標設計中不難看出，以核心素養為基礎的目標設計，立足小學具體學情，以學生為主體，從四個維度設計了詳細的教學目標，從教學目標中分離出具體的教學重難點：把設計并實施制作小開關作為項目的核心目標，在設計制作的過程中理解開關的作用是用來接通或者斷開電路，控制電路中電器元件的工作狀態，同時認識開關的結構，知道有的地方需要用導體來做，有的地方必須用絕緣體來做。故本節課的項目過程是先讓學生組裝一個簡單電路，先溫習舊知，再讓學生想辦法發送SOS信號，引出需要用開關來控制小燈泡的亮與滅，然后利用一些材料來做一個小開關，完成小開關的設計討論、實施制作、測試功能系列活動。如此，學生對本課的重點項目主題和目標以及科學知識的理解自然而然地在項目結束時生能較好地完成與掌握，技能與態度目標得到提高與升華。

二、以興趣為依托，促進項目式學習的互動

STEM理念下小學科學教學活動的落實要立足學生興趣，從多方面入手，打造適合學生的項目流程。在項目實驗前的準備階段，通過師生互動，借助多媒體課堂教學內容，創設符合學生學習的多元化平臺，有效為后續的項目實驗做準備。所以本節課的導入筆者創設了故事情境，請同學們幫助泡泡和炮蘿解決一些麻煩。他們在海面上遭遇了暴風雨，船只傾覆了，他們漂流到了一座荒島上。夜幕降臨，漆黑的小島讓人恐懼，但他們在島上廢棄的軍工廠找到了一些零件，導線、小燈泡、電池。教師鼓勵學生幫助泡泡和泡蘿組裝一個簡單電路，在大家的幫助下，漆黑的荒島終于有了光明！接下來就要幫泡泡、炮蘿想辦法逃出荒島。課前大家組裝的電路不僅可以解決照明問題，還可以用它來做一些很厲害的事。比如，發送一些燈光求救信號。大家知道國際通用的求救信號是什么嗎？SOS。當沒有辦法開口說話或者遠距離求救的時候?？梢杂脽艄鈦肀硎救獭L—三短，發送求救信號需要小開關來控制，此時學生們想動手發送信號，興趣點很高，而且完成了前面的工作后成就感很強。但需要在荒島上利用有限的材料制作完成小開關，有限的材料里面，有絕緣體和導體，教師繼續用泡泡、泡蘿的故事線串聯整個課堂，在孤島上找翻了天，并沒有找到開關。但是他們發現了一個漂流箱，里面有這些材料。有：金屬回形針、包塑回形針、金屬圖釘、包塑圖釘…….他們很傷腦筋。能不能利用這些材料幫他們做一個開關呢？在正式做之前我們要做些什么呢？學生自主地就能回答出畫設計圖，看看各部分用這些材料里的什么來代替。通過簡單的生活化情境的創設，通過引導將具體的科學知識與故事情境進行緊密銜接，同時在創設的趣味故事化情境中引導學生初步討論、交流、設計小開關的各個結構哪里必須用絕緣體，哪里必須用導體。

在初步的任務設計探討中，借助師生互動的機會，不僅有效提升了學生的科學探究興趣，同時也借助動手、動腦實踐的過程對當堂課探究的主題進行故事情境化的推演，讓學生產生身臨其境的感受。

三、以迭代為基調，提高項目式學習的質量

要探究合作式STEM理念下小學科學項目式教學的核心部分，那么在探究合作過程中，需要給學生充分的時間和空間，讓學生根據手頭的材料和工具，結合前期的教師探究化的引導進行活動實驗和探究，最終完成作品的制作。

在具體實驗探究過程中，教師作為參與者要積極參與到學生學習項目實驗過程中，當學生在項目實踐中遇到問題時，可以及時給予學生項目指導，指導的方向可以是小組之間的互相探討，去發現問題解決問題，確保學生課堂項目式學習質量。

基于此，在具體探究過程中，小組學生按照以下程序開展了項目實驗活動：把開關取下來仔細觀察它有哪些結構，這些結構是由什么做的?？梢杂檬裁床牧洗妗Ｒ孕〗M為單位討論并把想法畫出來，用了什么材料可以用文字標注在旁邊。設計圖拍攝上傳投屏，每個小組都根據自己觀察設計出了自己的小開關，然后學生一一介紹自己的小開關的各個結構是用什么材料來制作的，其他學生提意見，或者提問，最終找到了相應的材料來做開關的主要結構。讓學生在提問和討論中發現有的地方需要用導體做，有的地方需要用絕緣體做。從而來實現開關的功能。最后留有時間讓學生根據其他小組方案可以借鑒的優點，或者對討論時候發現的問題進行改進，這就體現了迭代的思想。在這樣重復的討論與反饋中，最終的目的是逼近所需目標或結果。每一次對過程的重復稱為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結果會作為下一次迭代的初始值。共同互助式的項目討論可以讓學生的思維提升一個維度，打開更多的視角，獲得更多的渠道與策略，然后完善自己的設計方案，使方案更加周全與完善。最終看一看能不能控制小燈泡。嘗試用自己制作的小開關來發送SOS求救信號。投屏分享成功小組自制的開關。沒有成功的小組則繼續改進。

四、以延伸為方式，鍛煉項目式學習的能力

STEM理念指引下的小學科學項目式教學活動要以新課程標準為指導，從課堂項目式學習向科學探究活動入手，打造多學科融合的項目式科學實驗平臺，將課堂所學的知識應用于情境化故事以及實踐探究中，從而進一步發揮小學科學課程的育人功效。

新課程標準提出，科學課程旨在培養學生的科學素養，因此在項目式學習延伸設計中，教師不僅要關注教材內容，還可以充分借助國家中小學智慧教育平臺的教育資源，融合各種版本的科學教材以及數字教學資源等，創編STEM小學科學項目式學習活動教材，為學生課后的項目式活動的實施提供明確的方向。例如結合5～6年級學生科學知識積累、科學探究能力，在具體項目式活動設計過程中，可以在設計完成開關的基礎上，再進行思考與升級設計一個開關控制兩盞燈泡，將難度進行有基礎的提高。在本節課的設計中，教材上本身是直接讓學生制作體驗控制紅綠燈三盞燈泡，但是個人覺得這樣學生的思維有一些脫節，不理解怎么用一個開關控制三盞燈，所以筆者在拓展環節做了如下思考與改進。

師：同學們很厲害。老師將你們的設計圖用漂流瓶傳送給了泡泡和炮蘿，它們發送了求救信號但是并沒有獲救，為什么呢？小燈泡的顏色是同一種顏色不夠明顯。

師：最好能用不同顏色的兩盞燈，三短用黃燈發，三長用紅燈發。能不能在剛才的開關上改進，讓這個開關控制A、B兩盞燈交替亮。老師把另外一個紅燈給大家，在材料袋B里，試試看。

師：成功了嗎？哪個小組成功了？

師：你們來說說看怎么做的？

生：再加一個圖釘，這邊的導線都連在這里的圖釘處。交替金屬，和上面的接觸點連接，上面的黃燈就亮了，和下面的接觸點連接，紅燈就亮了。

師：這兩組真的很棒，這下泡泡和炮蘿終于發送了明顯的求救信號。于是它們在排長面前開始炫耀。

師：排長也不甘示弱。說自己還可以用一個開關控制三盞不同顏色的燈呢。

師：想不想看看，你們知道排長的這個開關是怎么控制的嗎？試試？

師：小開關真的有大作用。那你們的小開關還能繼續改進控制三盞燈嗎？帶著你們的小開關課后繼續吧。

這樣的設計從一個開關控制一個燈泡，改進開關控制兩個燈泡，再改進到一個開關控制三個燈泡，思維的層次螺旋式推進，每一次的推進又是有一定的基礎的，學生也會有能力觸及得到成功梯度。結合年段所學的內容以及生活經驗設計符合學生興趣、愛好以及生活經歷的各種項目式學習形式，開展了小組項目式科學實驗活動。

STEM理念下的項目式科學活動在學生現有科學知識的基礎上，加以延伸和拓展，結合學生興趣，從故事情境入手，吸引學生，鍛煉學生的綜合能力，充分發揮出科學學科的育人功效。不僅如此，STEM理念下的項目式活動的落實，也能夠鍛煉學生項目式學習的能力，從更多維度促進小學生科學綜合素養的提升與發展。

STEM理念下基于兒童視角的小學科學項目式學習活動的組織與實施，要從當前科學教學活動組織的問題入手，建立適合學生學習的多元化探究活動平臺。從項目式教學的目標入手，合理組織項目式學習的任務，鼓勵學生自主合作探究完成項目任務，同時結合課堂項目式學習的主題以及形式等對科學課后活動的形式進行綜合拓展，明確項目目標，以此為探究開展的中心，以項目式活動的方式，豐富科學活動形式與內容。再通過系統的課程評價，明確項目式學習的收獲與問題，為后續的課程提供明確的方向，從而有效提升小學科學項目式學習的綜合質量，進一步促進學生科學學科綜合素養的提升與發展。

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