基于小學科學學科視域的STEM項目學習

黃文華

STEM教育強調多學科的融合，倡導問題解決驅動的跨學科整合學習，成為多國家科學課程改革的方向。《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《新課標》）提倡融合跨學科知識，倡導STEM項目學習，它是基于項目的合作探究教學過程，即圍繞一個具體問題進行計劃、設計、改進、解決問題的過程，要求學生有批判性思維并且要善于分析，強化思維技能。

基于小學科學學科視域開展小學科學項目式學習的教學實踐，探索以“學習—研究—實施”一體化模式開展的STEM項目學習實施和評價策略。

一、搭建STEM項目學習支架

1.STEM項目式學習內涵

項目學習（Project-based Learning）旨在以解決真實而具體的問題為基礎，在問題驅動下，學生運用多學科知識與技能來解決項目探究實踐中的具體問題的項目。高質量的項目學習往往指向學生學習的本質，強化高階思維技能，發展學生跨學科素養。

2.項目學習支架設計

學習支架理論來源于維果斯基的“最近發展區理論”，有針對性地給學生搭建學習支架，可以激發學生潛能以達到這個區間的最高水平。“目標導引型支架”和“協作交流型支架”是項目式學習常用的支架模式。

“目標導引型支架”的作用是讓學生明白項目實施的目標，如項目解決的問題或形成的產品，以此來倒推設計和學習目標相符合的前、中、后期項目作品，從而合理安排活動過程，提高項目的達成度。“協作交流型支架”強調，在整個項目實施過程，教師組織學生交流并根據項目的要求與學生的情況，給予必要的指導與支持，還要通過評價促進學生交流行為的良性發展。

二、落實STEM 項目式學習實施流程

項目式學習實施流程為：選擇項目主題—制定學習目標—項目分解與評價—制定項目方案—項目實施過程—展示總結反思。

1.選擇項目主題

項目主題選擇要注意做到既吸引學生注意又符合課程標準要求。例如選題前可依照課程標準的學習內容劃定一個選題范圍，采用個人訪談、調查問卷、平時交談等方式了解學生感興趣的主題；隨后學生與教師共同討論，根據學生的能力和實際條件選定項目主題，這樣會使學生從中獲得參與感，提高參與欲望。

2.制定學習目標

項目學習目標的制定要符合以課程標準為核心的原則，項目組的各學科教師要根據本學科的課程標準，確定項目涉及了學生能夠學習和掌握哪些符合課程標準的內容、能夠學習哪些技能、能夠實踐哪些思維方法，項目學習目標制定要符合學生的知識能力水平，目標的設置難度要適當，目標難度過大會讓學生無從下手并產生畏難情緒，學習動機自然會被大大削弱；目標過于容易，學生不需要努力就可以實現，會引起學生的輕視且失去學習興趣。

3.項目分解與評價

在選定項目主題后，需要根據最終的項目目標分解各階段的小項目目標，每個小項目都應該有一套明確的輸出結果，并且有對應的過程性評價。具體做法是，從學習目標倒推，設計和學習目標相符合的前、中、后期項目作品。然后對每個作品的知識和技能進行分解，并列出明確描述，根據描述與同學一同商討制定項目評價標準表，利用評價表幫助學生理解這個項目的目標，明確知識和技能的掌握程度的要求。這樣有利于教師幫助學生實現該項目的學習目標。通過這個過程，教師和學生對評價表內容達成一致理解，制定項目方案。

4.制定項目方案

制定項目方案就是對項目的主要作品進行分析，規劃出必要的工作任務以及需要準備的資源，確認學生需要掌握的知識和技能，在什么時候掌握這些知識和技能。確定項目的主要活動以及項目方法時，需要考慮如何可視化地描述整個項目包含的所有工作。此時，可采用故事版的形式制定進度表，確定主要的里程碑任務和其他重要活動的預計日期，讓整個項目的所有工作實現可視化的描述。

5.項目實施過程

指導項目學習的教師需要管理好項目的實施過程，這需要使用一些工作與策略方法，做到項目過程結構完整并且每一步都可以評價。我們研究中總結了一個非常有效的策略，即一開始就把項目的目標和背景介紹給學生，這樣，對項目背景和目標的了解，甚至是理解這個項目如何使自己、學校和社會得到收益，能夠幫助學生投入項目。如在“雨水收集”項目中，我們跟學生討論并計算出學校一年通過收集的雨水所省下的水費，可以制作一個雨水收集系統時，學生非常興奮，積極性很高。二是在管理項目時，要考慮選擇合適的解決問題工具，如項目清單，項目作品簡報及基于網絡的管理平臺等，幫助學生聚焦項目問題，跟蹤學生的思路發展，最終實現項目方案。三是把項目分成若干單獨的部分，通過過程性文件獨立對部分進行更新和監控，如隨機跟學生就項目會談，每周例會，組織小組對項目進行反思，檢查學生或全班已完成的項目工作清單等，以保證項目最終學習目標的實現。

6.展示評價與反思

項目實施結束后，我們進行展示總結，同時可采取多種形式評價學生活動表現。當然更關鍵的是在項目結束時要留出充足的時間讓全班對項目進行評價和反思，項目最終評價可以鼓勵學生形成反思分析的能力和習慣，這樣可以幫助學生把這個項目中學到的知識和技能應用到未來的項目或任務中，同時可幫助教師在項目中發現不足，為下一次項目策劃做準備。

三、探索STEM項目學習的評價方式

基于小學科學學科視域的STEM項目學習評價，根據概念與原理、技術與工具、過程實踐和能力特征四個維度設定標準并開展，具體見上頁表。評價對象涉及STEM項目學習實施的過程與結果、STEM項目學習實施中學生個體與團隊的表現和成果兼顧考慮；評價主體包括教師、家長、同學；評價形式力圖多樣，包括報告、作品、海報、說明書等，展示形式主要是項目學習展示與匯報。

四、STEM 項目式學習對學科教學產生的影響

1.對不同學生情感態度和學科學習成就感的影響

經過多次的STEM項目式學習實施后，我們看到學生對學習的轉變，學習積極性與主動性的提高最為明顯。我們還發現，一些原來學習比較困難的學生，他們的動手能力比較強，在項目式學習的過程中他們找到了自信，甚至優越感。學生解決問題的能力也有所增強。給學生時間和空間，他們從來都不會讓我們失望，他們收獲的是超出我們所預期的。可以說不同的學習方式，成就了不同的學生。

2.對教師課程研發意識和研發能力的影響

經歷項目式學習，教師對該課程的研發，從“被動接受”轉為“主動創造”，顯露出更強的研發意識和研發能力，并吸引了更多的教師參與項目的實施。

注：本文系廣東省基礎教育小學科學教研基地項目（中山）研究成果。