小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的思考與實(shí)踐

張澤祥

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)稱(chēng)，它既是一種教育理念，也是一種學(xué)習(xí)模式，與傳統(tǒng)的教育理念相比，它更強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。STEM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，是一種以項(xiàng)目為載體、以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)開(kāi)展的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)。在STEM理念下，小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)已是一種常態(tài)化的教學(xué)方式，它既體現(xiàn)了STEM理念的本質(zhì)特征，又體現(xiàn)了整體性教學(xué)原則，能夠讓科學(xué)內(nèi)容更加貼近生活，讓學(xué)科知識(shí)融合得更加深入，讓學(xué)生學(xué)習(xí)更加主動(dòng)。在本文中，筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主題來(lái)源、主要價(jià)值、顯著特征與實(shí)施流程，以供參考。

一、小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主題來(lái)源

在STEM教學(xué)理念下，如果說(shuō)數(shù)學(xué)、科學(xué)是一條暗線，那么工程、技術(shù)則是一條明線。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)立足于工程項(xiàng)目，把科學(xué)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)能力融合在工程項(xiàng)目之中。因此，產(chǎn)生具體的項(xiàng)目是開(kāi)展STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的前提。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主題來(lái)源主要有以下三條渠道。

一是科學(xué)教材。科學(xué)教材是科學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容，也是STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主題的開(kāi)發(fā)基地。教師可以著眼于科學(xué)教材，以科學(xué)教材中的相關(guān)內(nèi)容為切入點(diǎn)，對(duì)教材進(jìn)行重組、改編，將其轉(zhuǎn)化為STEM活動(dòng)項(xiàng)目主題。二是學(xué)科整合。教師可以跨越科學(xué)學(xué)科，采取學(xué)科融合的方法，從其他學(xué)科中挖掘內(nèi)容，將其與科學(xué)學(xué)科進(jìn)行有機(jī)整合，創(chuàng)生出STEM項(xiàng)目主題。三是立足生活，從生活實(shí)際中挖掘?qū)W習(xí)主題，將某些生活問(wèn)題轉(zhuǎn)化為科學(xué)問(wèn)題，形成STEM項(xiàng)目主題，組織學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。

二、小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主要價(jià)值

小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主要有兩個(gè)方面的價(jià)值：一是可以凸顯學(xué)生的主體地位，驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使他們成為科學(xué)的探索者與知識(shí)的建構(gòu)者；二是可以推動(dòng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、方法、技能解決實(shí)際問(wèn)題，完成挑戰(zhàn)性任務(wù)，從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

三、小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的顯著特征

（一）在情境中探究

情境教育理論與學(xué)科教學(xué)實(shí)踐表明，真實(shí)的教學(xué)情境，能夠喚醒學(xué)生的主體意識(shí)，激活學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，促使學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。情境可以有效引入主題，激發(fā)學(xué)生的興趣。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主張從真實(shí)的情境中提出科學(xué)的問(wèn)題，從有趣的情境中拉開(kāi)探究的序幕，在豐富的情境中經(jīng)歷完整的學(xué)習(xí)過(guò)程。教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，應(yīng)從學(xué)生生活實(shí)際出發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的項(xiàng)目情境、問(wèn)題情境、任務(wù)情境，圍繞學(xué)生生活經(jīng)歷，設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)。

（二）在實(shí)踐中體驗(yàn)

“實(shí)踐出真知”，學(xué)生只有親手操作、親身體驗(yàn)，才能獲得真實(shí)的感受和深刻的理解，形成真切的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐性與體驗(yàn)性是科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的重要特征，也是學(xué)生主導(dǎo)性的充分體現(xiàn)?！白鲋袑W(xué)”是小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的重要方式，學(xué)生通過(guò)觀察、制作、實(shí)驗(yàn)等方式去解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中探究發(fā)現(xiàn)。而科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的“做”，不是單一的動(dòng)手操作，而是讓學(xué)生帶著問(wèn)題去做，在做中迸發(fā)出思維火花，通過(guò)“做”與“思”獲得新知和技能。

（三）在跨界中融合

整合性是STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的重要特征，小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)以科學(xué)學(xué)科為載體，融合了數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)學(xué)科知識(shí)，突破了學(xué)科界限，聚集了多方資源。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，其目標(biāo)是多元化的，內(nèi)容是綜合性的。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一種綜合化學(xué)習(xí)方式，以項(xiàng)目為載體融合多學(xué)科知識(shí)，整合多層面信息，在跨界中實(shí)現(xiàn)融合，豐富了學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)了學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。

（四）在合作中成長(zhǎng)

“集體是力量的源泉，眾人是智慧的搖籃?！痹谛抡n改背景下，當(dāng)今合作學(xué)習(xí)的價(jià)值日益凸顯。合作探究是小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的重要方式，教師可以將學(xué)生分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，引導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目進(jìn)行合作探究。合作探究對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)有積極的促進(jìn)作用。首先，合作加強(qiáng)了學(xué)生之間的互動(dòng)交往，提高了學(xué)生的人際交往能力，增進(jìn)了學(xué)生間的情感與思想的交流，

促進(jìn)了學(xué)生健康和諧成長(zhǎng)；其次，合作讓學(xué)生組成學(xué)習(xí)共同體，形成合作伙伴關(guān)系，發(fā)揮協(xié)作互助精神，凝心聚力，從而開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛力，達(dá)到“1+1＞2”的學(xué)習(xí)效果；最后，合作起到了傳幫帶的作用，增強(qiáng)了學(xué)困生的成就感和歸屬感，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

四、小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)施流程

小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)主要分為五個(gè)環(huán)節(jié)，下面，筆者以“不同的聲音”這一課的教學(xué)為例，談?wù)勑W(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的具體實(shí)施流程。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，確定項(xiàng)目

在小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，確定項(xiàng)目選題是教學(xué)的第一步。小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目既要寓教于樂(lè)、關(guān)注生活，又要能整合多元知識(shí)，體現(xiàn)學(xué)科核心知識(shí)，凸顯學(xué)科的本質(zhì)特征。項(xiàng)目主題的確定應(yīng)由師生共同完成，通常由教師創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、認(rèn)同問(wèn)題，進(jìn)而共同商定項(xiàng)目主題，明確活動(dòng)任務(wù)。

在教學(xué)“不同的聲音”這一課時(shí)，筆者對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了改編重組，將教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)成STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式。在教學(xué)過(guò)程中，筆者借助學(xué)校舉辦的“小巧手”比賽活動(dòng)的契機(jī)，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)科技創(chuàng)新大賽的情境，組織學(xué)生觀看科技大賽海報(bào)，啟發(fā)學(xué)生利用這個(gè)單元所學(xué)知識(shí)，提出自制創(chuàng)意樂(lè)器參與比賽的想法，在情境中引出“制作樂(lè)器”這一項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主題。

（二）提供材料，精心準(zhǔn)備

“一個(gè)善于做準(zhǔn)備的人，是距離成功最近的人?！本臏?zhǔn)備是STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的第二步。教師在課前除了要做好教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備好探究材料，還要精心指導(dǎo)學(xué)生做好學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備包括舊知識(shí)的復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)材料的準(zhǔn)備。前者包括查閱相關(guān)資料，豐富知識(shí)儲(chǔ)備，激活已有經(jīng)驗(yàn)等，后者包括準(zhǔn)備導(dǎo)學(xué)單、實(shí)驗(yàn)單、實(shí)驗(yàn)器材等。總之，教師要提前為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)搭建好橋梁，奠定好基礎(chǔ)。

在和學(xué)生共同確立了項(xiàng)目主題后，筆者引導(dǎo)學(xué)生圍繞“好樂(lè)器的標(biāo)準(zhǔn)”展開(kāi)了學(xué)習(xí)，給學(xué)生提供了一段資料讓學(xué)生閱讀，同時(shí)讓學(xué)生自學(xué)書(shū)本內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)自學(xué)，明晰了好樂(lè)器的衡量標(biāo)準(zhǔn)，如“能發(fā)聲”“聲音有高低變化”“聲音有規(guī)律”

“外形美觀”，并對(duì)音量、音調(diào)概念有了初步認(rèn)識(shí)，對(duì)音量大小和音調(diào)高低的影響因素有了一定了解，從而為后續(xù)的學(xué)習(xí)活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

（三）伙伴合作，形成方案

在開(kāi)展STEM活動(dòng)之前，必須制定科學(xué)合理的活動(dòng)方案，活動(dòng)方案是對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的規(guī)劃，可以避免開(kāi)展活動(dòng)時(shí)盲目無(wú)序。有了明確的方案，學(xué)生就知道要做什么、怎么做，學(xué)習(xí)活動(dòng)就有了目標(biāo)和方向，探究實(shí)踐就會(huì)更加高效。工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方案的重點(diǎn)是工程設(shè)計(jì)，這就要求學(xué)生運(yùn)用綜合性知識(shí)，發(fā)散工程思維與技術(shù)思維，對(duì)所要完成的作品進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成科學(xué)合理的施工方案。教師要引導(dǎo)學(xué)生自主研討設(shè)計(jì)，包括完成項(xiàng)目的思路、產(chǎn)品制作的流程、材料的選擇、圖稿的設(shè)計(jì)等，還要組織學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行論證和修改，以形成比較完善的、可行的施工方案。

在教學(xué)“不同的聲音”這一課時(shí)，在學(xué)生自主研討了好樂(lè)器應(yīng)具備的條件之后，筆者給學(xué)生提供了設(shè)計(jì)單，讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)樂(lè)器制作方案，各組邊討論邊填寫(xiě)設(shè)計(jì)單，如制作的樂(lè)器名稱(chēng)、所需要的材料、制作的具體步驟、樂(lè)器設(shè)計(jì)圖等?；顒?dòng)方案的形成，需要師生攜手完成，師生之間要結(jié)成合作伙伴，學(xué)生之間要開(kāi)展協(xié)作學(xué)習(xí)。

（四）手腦雙揮，制作產(chǎn)品

工程制作是科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)。學(xué)生親手將計(jì)劃付諸行動(dòng)的過(guò)程，既是一個(gè)生成勞動(dòng)的過(guò)程，也是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力與創(chuàng)新能力的過(guò)程。工程制作能幫助學(xué)生了解科學(xué)原理，應(yīng)用工程原理，將技術(shù)融入工程。該環(huán)節(jié)需要學(xué)生手腦共用、做思結(jié)合，學(xué)生不僅要?jiǎng)邮种谱鳟a(chǎn)品，還要?jiǎng)幽X思考，不僅要根據(jù)既定方案實(shí)施，又要在制作過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況做出適當(dāng)調(diào)整。此外，學(xué)生還要對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試，找出產(chǎn)品的不足之處，并設(shè)法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改造和優(yōu)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

在“不同的聲音”這一課的教學(xué)中，在工程設(shè)計(jì)活動(dòng)結(jié)束后，筆者讓小組長(zhǎng)到材料區(qū)自主選擇材料，分組合作制作樂(lè)器。有的小組制作的是彈撥樂(lè)器，有的小組制作的是吹奏樂(lè)器。產(chǎn)品初步成型后，各組學(xué)生嘗試演奏，根據(jù)效果進(jìn)行調(diào)試，設(shè)法調(diào)節(jié)音量大小，改變音調(diào)高低，以使樂(lè)器發(fā)出更加優(yōu)美的樂(lè)音。在學(xué)生制作產(chǎn)品的過(guò)程中，教師在讓學(xué)生自主操作的前提下，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)輔助，對(duì)有困難的學(xué)生施以援手，以確保學(xué)生的安全和活動(dòng)的順利開(kāi)展。

（五）展示成果，評(píng)價(jià)反思

新課程提出“教學(xué)評(píng)”一體化的理念，要求充分發(fā)揮評(píng)價(jià)的作用，用評(píng)價(jià)去引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)。展評(píng)是科學(xué)STEM項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)的第五個(gè)步驟，該環(huán)節(jié)著重給學(xué)生提供了展示成果、交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果與學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行診斷與甄選，通過(guò)評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生自我反思，促使學(xué)生更好地發(fā)展。

在教學(xué)“不同的聲音”這一課時(shí)，當(dāng)各組學(xué)生完成樂(lè)器制作之后，筆者讓各個(gè)小組拿著樂(lè)器進(jìn)行展示匯報(bào)，他們邊介紹制作樂(lè)器時(shí)用到了哪些材料，邊給大家演奏。在學(xué)生展示的過(guò)程中，筆者請(qǐng)其他小組學(xué)生提出問(wèn)題或建議，同時(shí)，筆者也適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并提出建設(shè)性意見(jiàn)。在此基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生自我反思，想想自制樂(lè)器過(guò)程中用到了哪些知識(shí)、取得了哪些收獲、還有哪些值得改進(jìn)的地方，并對(duì)學(xué)生提出課后進(jìn)一步調(diào)試完善樂(lè)器的任務(wù)，將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸至課外。

（作者單位：

江蘇省南通市通州區(qū)姜灶小學(xué)）