構建基于STEM教育理念的項目式教學課堂

張茹婷

〔摘? ? 要〕? 隨著互聯網技術的發展以及新時代對新型人才培養的需求，我國教育領域開始重視新型教育理念與教學方法的開發，產生了新型教學模式STEM教育法。本文先分析基于STEM教育理念的小學科學項目式教學的流程，然后以“制作小車”為例，探討如何構建項目式教學課堂，旨在為教師創新教學提供新的方法。

〔關鍵詞〕? 小學科學；STEM教育理念；項目式教學

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 15-0052-03

STEM教育理念最早是在20世紀80年代提出的，它由科學、技術、工程、數學學科融合，強調學生利用所學知識解決生活中的問題，然后在解答過程中學習新的知識，以此提升學生的科學素養。近年來，我國越來越重視科技創新型人才的培養，教育領域也愈加重視STEM教育模式的運用。基于此，本文以小學四年級科學“運動和力”單元教學為例，闡述遵循STEM教育理念開展制作小車的項目式教學活動。

一、基于STEM教育理念的小學科學項目式教學流程

（一）確定項目

小學科學項目式教學的第一步，就是要確定項目，分析學生的學情，知道其興趣所在，然后選擇貼近學生生活的項目。教師在選擇項目的時候，要結合新課程標準，結合小學科學課程的科學探究目標，從科學、技術、環境與社會等多個維度進行考慮，融合多學科知識，培養學生的科學探究興趣與實事求是的科學態度。

（二）制定計劃

確定項目之后，就可實施項目的計劃。要先讓學生意識到開展項目式學習的重要性，激發學生的積極性，使其能夠主動加入項目式學習活動的設計中。教師在制定項目計劃的時候，要結合項目計劃為學生確定任務，做到：第一，結合課程標準設置教學任務，安排課時讓學生了解完成項目的每一處要點，然后在小組中進行溝通。第二，項目式學習包含多個子項目，在組織學生進行小組合作的時候，應針對不同的學生群體使用合適的教學方式，確保推動學生的學習。在制定項目計劃的時候，小組成員要加強溝通與合作，以提高學生的集體合作能力。

（三）項目探究

在項目的探究過程中，教師要做好指導，先設計方案再實施，幫助學生更好地探究。在開展項目式探究的時候，要做好學生的分配工作，充分利用學生的學習積極性，使之明確自己的責任，讓其在交流軟件的輔助下完成項目探究和實驗。教師可以利用課后延時服務為學生提供引導，指導學生解決問題。

（四）制作作品

小組成員結合項目的開展情況，借助教師提供的信息與資源思考問題，并在互聯網與家長的幫助下，找到更多的資源，通過小組交流，項目分工，開展項目作品的設計。教師在此過程中應做好巡查指導，有效引導學生正確運用技術與工程的思維，并提出出現問題的解決方案，幫助學生解決面臨的問題。

二、基于STEM教育理念的小學科學項目式教學實踐

（一）設計目標

本文結合STEM教育理念的跨學科特點，以“自制小車”為項目主題設計項目式教學，結合科學、技術、工程與數學領域整合教學目標。

科學目標：學生能夠知道力可以讓物體運動或者保持靜止；知道幾種常見的力，如重力、摩擦力與彈力等；能夠制作出動力小車。

技術目標：學生知道如何使用工具輔助制作小車；知道使用各種動力制作小車；能夠結合材料自主設計制作小車。

工程目標：學生可以自主設計小車的圖示，知道制作小車需要哪些材料；小組成員合作一同制作小車；在實踐操作中能夠發現問題、解決問題，完善作品。

數學目標：學生能在實踐操作過程中做好實驗記錄；根據動力來源的優勢，優化小車的制作方案；能夠有效分析實驗數據，然后得到結論。

（二）前期實踐

“自制小車”項目式教學活動歷時六周，每周一課時，一課時40分鐘。

在項目式教學活動開始之前，教師創設生活情境激發學生學習興趣，以學生感興趣的“新能源汽車”為切入點。教師提問：“我們生活中見到的汽車都是藍色的車牌，但是最近多了綠色的車牌，你知道這是為什么嗎？”學生答：因為綠色車牌的車表示新能源汽車。教師提問：“你知道什么是新能源汽車嗎？你知道新能源汽車是靠什么運動的嗎？”然后播放介紹新能源汽車的視頻，讓學生自主思考。在項目式教學開展之前，教師對學生進行“環保”與“力學”知識的問卷調查，了解到四年級的學生都知道一些力的知識與環保知識，但是認知不夠深刻。所以在正式開展項目式教學之前，教師要先與學生確定項目主題，讓學生知道什么是力，能夠改變小車運動快慢的因素有哪些。同時將班級中44名學生分成10個小組，對小組成員做好角色劃分，分別為組長、記錄員、資料員、操作員。

（三）中期實踐

1.項目一：反沖力與彈力的探究

基于STEM教育理念的小學科學項目式教學模式的開展，先以問題激趣，集中學生的注意力，然后在小組中開展討論。如教師為學生變魔術，變出許多個氣球，然后提出問題：“你能不能用我變出來的物品讓汽車玩具動起來？”此時學生會積極思考，并在小組中主動與他人交流。教師發放任務學習單，讓學生在小組交流中填寫自己的猜想，然后進行第一個項目——反沖力的探究。學生結合交流討論，總結自己的猜想驗證實驗所需的材料，如果小組內部不能總結出實驗所需的材料，可以在小組間進行交流，如需要吸管、小車、氣球……小學生還不太了解小車的結構，所以不知道在開展項目中具體要使用什么材料，教師可以先指導學生了解小車的基本結構，在此基礎上學生再選擇材料就輕松得多。在項目式實驗中，項目式學習任務單中提出“什么是反沖力？”的問題，讓學生知道反沖力能夠讓小車行駛得更遠；提出“怎樣開展實驗？”的問題，學生可以畫出實驗過程，也可以寫出開展項目式實驗的過程；再提出“怎樣才能讓小車行駛得更遠？”的問題。例如，在第三小組學生完成了實驗并填寫完任務單之后，讓他們在班級中進行總結，說一說自己在實驗過程中出現的問題與解決辦法；教師對其進行評價，同時梳理“反沖力”知識點。

接下來是對彈力的探究。在此項目中，教師先展示橡皮筋，然后以問題“橡皮筋有什么作用？”引出本項目的內容——彈力。教師播放橡皮筋讓小車運動起來的視頻，讓學生在學習任務單中提出自己的猜想，同時發放材料讓學生自己制作彈力小車，在任務單上記錄制作流程。在此過程中教師提出兩個問題讓學生分析討論，第一是橡皮筋纏繞圈數與小車的運動有無關聯；第二是橡皮筋纏繞的圈數與小車的運動距離有無關聯。請學生利用直尺、秒表記錄數據，分析小車運動的距離與橡皮筋纏繞圈數是否有關，再請小組在班級中匯報實驗結果。教師最后梳理與彈力有關的知識點。

2.項目二：制作作品

經過上面的項目，小學生已經能夠初步了解什么是彈力與反沖力，而本項目以制作作品、完成項目為主。教師在再次為學生播放新能源汽車的概念之后，為學生介紹“現在很多汽車公司宣布停止再研發燃油發動機”，然后提出問題：“你能用其他的方法改變使用燃油發動機的情況嗎？”請“小設計師”們以小組為單位，設計新型的運動小車。在此需要讓學生明確：第一，小車運動動力的來源是什么，知道應該使用什么材料制作小車。對此，不同小組選擇的動力有所差異，如有的小組決定使用電作為小車的動力，有的小組決定使用磁力作為小車的動力，等等。據此，教師挑選合適的動力來源，選擇適合的材料。學生在選擇材料的時候可能會產生困惑，這需要教師的有效指導。第二，在確定小車運動動力來源、材料之后，就可繪制小車的草圖。此時學生可以充分發揮想象力，通過與同組同伴的溝通之后繪畫想象中的小車，如果繪畫能力不高，教師可以使用文字描述小車的模樣。學生設計完小車外形之后可在班級中展示，經過自我評價、互相評價與教師評價之后，再由學生對小車設計圖進行完善。第三，在完成外形的設計后就可結合小車的材料、動力來源等進行完整的設計，然后請小組派代表到講臺上講述小車的制作思路與過程，同時匯報在實驗過程中遇到的問題與解決過程。教師認真傾聽，收集小組學生的信息，然后對其進行點評，幫助學生進行有效優化。

在設計項目作品之后，就可開展作品的制作。經過之前的交流與討論，各個小組的學生已經能夠明確小車的制作，現在就可以領取適合的材料，開始動手制作。制作的時候學生要根據分工明確自己的角色，合作開展小車的制作。小組中如果遇到材料不足、技術不足的問題，可以向其他小組求助，這樣，讓小組合作上升一個高度。

在開始制作的時候，各個小組積極性都很高，齊頭并進，到中后期可能因為材料不足、技術阻礙的問題，有個別小組會落后。為此，教師會每隔5分鐘查看一遍各個小組項目開展情況，并對落后的小組進行督促。對于遇到難題不能解決的問題，教師還要有效指導和幫助學生，以此鼓勵學生繼續進行下去，提升其學習自信心。

（四）后期實踐

基于STEM理念的項目式教學后期階段主要是小組學生展示匯報，在小組中交流評價。在展示項目作品的時候，學生會對其進行簡單的介紹，如實驗過程、實驗思路、實驗理念、實驗中遇到的問題等。項目小組中的學生在規定的時間內完成項目的制作后，就能通過交互式白板匯報展示，總結經驗，反思不足。教師要求每一名學生都到講臺上進行匯報，并展示自己小組制作的小車能否向前運動。在小組學生展示匯報的時候，其他小組的學生與教師可以結合他的講述，提出問題與完善建議。在學生完成成果匯報后，教師發放自評表與交互評價表，完成評價。

三、結語

本文在小學科學項目式教學過程中融入科學、技術、工程、數學等學科，為培養學生的思維方式改變教學方式，構建基于STEM教育理念的小學科學項目式教學課堂，培養學生的創新能力，對發展學生的科學素養有重要作用。

參考文獻

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