在“聲音”單元教學中貫徹STEM教育理念

陳超

〔摘? ? 要〕? 《中國學生發展核心素養》提出“學會學習”“實踐創新”“科學精神”等六大核心素養內涵，明確定義了我國21世紀人才標準。本文呈現的STEM項目式學習單元整合案例由“創設真實情境，明確核心任務”“拆分核心任務，提供學習支架”“理論聯系實際，設計制作成品”“展示評價交流，促進學習反思”四個環節組成。經實踐發現，STEM項目式學習在小學科學教育中的運用可以優化科學課堂教學模式，提升教師執教能力，培養學生核心素養。

〔關鍵詞〕? 小學科學；STEM教育理念；項目式學習；單元整合

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 04? ? 067-069

2023年5月，教育部等十八部門聯合印發的《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》中提到，要注重將知識學習與實踐相結合，強化做中學、用中學、創中學，提倡探索項目式學習、跨學科學習以提升學生解決問題的能力。《義務教育科學課程標準（2022年版）》在教學建議部分指出，科學教育要重視情境創設、自主探究、合作交流、總結反思，要整合啟發式、探究式、互動式、體驗式和項目式等教學方法，實現學生的意義建構和深度學習。

STEM中“S”代表科學，“T”代表技術，“E”代表工程，“M”代表數學，這一融合理念最早由美國國家基金會提出。STEM教育理念強調跨學科學習、實踐導向、合作與交流、自主學習、創新精神和適應性，致力于挖掘學生真正的潛能。項目式學習是一種新型的教與學的方式，以學生為主體、教師為主導，在核心問題的驅動下，在真實情境中，項目小組成員持續探究、合作完成一項具有挑戰性的任務。

綜上，在小學科學教育中開展基于STEM教育理念的項目式學習順應時代要求、符合文件精神。將STEM教育理念與項目式學習進行結合，是培養學生核心素養的有效途徑，幫助學生形成正確價值觀、必備品格、關鍵能力。

一、項目背景

新版教科版小學科學教材呈現為大單元的組織形式，一個單元的課圍繞一個學習主題展開。四年級上冊“聲音”單元由8課時組成，分別是“聽聽聲音”“聲音是怎樣產生的”“聲音是怎樣傳播的”“我們是怎樣聽到聲音的”“聲音的強與弱”“聲音的高與低”“讓弦發出高低不同的聲音”“制作我的小樂器”。本單元各課時之間邏輯關系緊密，有著嚴密的結構和層次。以“聲音”這一熟悉的事物為切入點，首先了解學生初始想法，關注聲音問題，用簡單直觀的實驗建立物體振動與聲音的聯系，再到認識聲音的本質和保護聽力的方法，逐漸架構起聲音的強弱、高低概念，最后完成樂器的設計、制作、測試和展示。

單元整合是在參照課程標準的前提下，對單元教學內容、教學順序、教學內容所占比例進行一定的調整設計，以更好地培養學生的核心素養，促進他們的全面發展。在“聲音”單元的最后一課時《制作我的小樂器》屬于技術與工程領域，對學生的創新思維、實踐能力要求較高，教學難度較大，教學時間偏短，實際教學效果不佳。基于以上的分析，筆者認為基于STEM項目式學習對“聲音”單元進行整合開發會增加學生自主學習、動手實踐的機會，真正地促進學生的素養提升和思維遷移，培養出適應新時代發展要求的人才。

二、項目案例呈現

本項目基于STEM項目式學習對“聲音”單元進行整合，具體設計環節如下。

（一）創設真實情境，明確核心任務

情境創設是教學導入的有效手段，在項目式學習中，創設真實的情境顯得尤為重要。剛上四年級的小學生專注度十分有限，容易受到環境的干擾影響，認知水平、生活經驗更是有限。根據最近發展區理論，只有創設真實的、接近四年級學生實際生活的情境，才能激發他們的學習意愿、增強他們的學習動機。真實情境中的問題和挑戰更具有現實意義和價值，學生會更加積極主動地參與學習，并且能夠感受到學習的實際應用和成就感。本環節教學過程如下。

本學期將迎來一年一度的元旦佳節，為慶祝元旦，班級將隆重推出演奏自制樂器系列節目。要求：每個小組設計制作一個創意小樂器并上臺完成介紹、演奏。屆時，將邀請班主任、音樂教師、科學教師、學生共6名評委參與評價，根據評分規則評選出等級并發放獎品。

（二）拆分核心任務，提供學習支架

項目式學習的核心任務具有復雜、概括性強、難度高等特點，對學生來說，完成整個項目具有一定的挑戰性。在教師提出核心驅動問題后，很多學生對于解決問題是茫然無措的。此刻，教師可及時引領學生通過“頭腦風暴”“魚骨圖”等方法對核心任務進行拆解，形成富有邏輯關系和漸進層次的子任務群。拆分核心任務在項目式學習中是一種有效的教學策略，它能夠幫助學生明確學習目標，提供清晰的學習路線，分配合理的學習資源，增強學習動力，并促進深度學習和綜合能力的培養。這樣有助于學生更好地理解和掌握知識，增強問題解決能力，培養創新思維和團隊合作能力。在項目式學習中，學習支架是教師或學習環境提供給學生的支持和指導結構。它可以包括教學資源、工具、策略和引導性問題等，旨在幫助學生逐步理解和解決復雜的問題、實現學習目標、完成項目任務，比如KWL表就是常用的工具。本環節教學過程如下。

本項目的核心任務為設計制作一個創意小樂器。我們可以通過提問的方式將核心任務分解成一個個子任務，比如：你聽過什么聲音？你聽到的聲音有什么特點？你知道如何使物體發出聲音嗎？傳播聲音需要什么條件？你的耳朵為什么能聽到聲音？你知道有哪些控制聲音強弱、高低的方法嗎？你知道哪些常見的樂器及其發音方式是怎樣的？你想創新、設計、制作的樂器是什么……在整個項目式學習的過程中，我們都可以利用KWL表來記錄自己已經知道（K）、想知道（W）、已經學到（L）的內容，幫助我們隨時監測學習進程。

（三）理論聯系實際，設計制作成品

在項目式學習中，設計制作成品是項目的重要部分，它涉及學生將所學的知識和技能應用于實際情境，創造出具體的成果。設計制作環節通常包含明確項目目標需求、人員分工、完成設計方案、收集準備材料、制作成品、測試改進這六個步驟。在設計、制作成品的過程中，無論是設計方案還是成品都需要經過多次的修改，在保持設計圖與成品一致的情況下反復地迭代、優化。本環節教學過程如下。

小組在樂器介紹演奏會后，再次明確設計制作一個創意小樂器的具體要求；小組選出組長，組織組員推進項目，各小組成員闡述自己的樂器設計，選出主設計師；確定自制樂器名稱、發音原理，主設計師完成樂器初稿設計，組員進行細節設計（樂器各部分材料種類、長寬高、成本預算等）；針對樂器制作、演奏過程中可能遇到的問題，提出解決方案，修改設計圖，收集所需材料；合作完成樂器制作；使用調音軟件檢測樂器音準、音調校準。

（四）展示評價交流，促進學習反思

在項目式學習中，展示評價環節具有重要的意義，不可或缺。學生可以通過展覽、演示、報告等形式展示分享他們的制作成品、制作過程、設計理念和收獲，這不僅能展示項目的成果和學習經驗，促進實踐應用與交流合作，還有助于提供反饋，培養自信和表達能力，并促進學生的學習反思和成長。展示環節使學生的學習更加有目的性、實踐性和意義深遠，并為他們的終身學習打下堅實基礎。在評價方面，除了要做好終結性評價，還要兼顧過程性評價、對學生的正確價值觀及必備品格的評價。這一環節的教學過程如下。

確定展示環節演奏的曲目，小組選派一人進行曲目的演奏，一人展示本組樂器結構和制作環節中所遇到的問題、解決辦法等等。各個小組抽簽決定展示的順序，根據安排先進行樂器的介紹，之后進行本組樂器演奏，每組用時3～4分鐘。在每個小組展示期間，完成3人的同伴互評和3人的教師評價工作，展示結束后進行組內自評。在聽取了學生及教師評委的建議后，可進一步改進和迭代升級方案和小樂器成品。

三、項目成效分析

為了調查此次項目式學習開展的成效，筆者在閱讀相關文獻的基礎上，根據本研究的實際需要，自編項目前測、后測調查問卷，利用上課時間發放并回收，完成對A班（對照班）、B班（實驗班）的問卷調查。通過調查數據對比發現，采用項目式學習進行科學學習的B班學生，對了解樂器制作的材料、獨立使用互聯網查詢資料、辨別不同聲音的強弱、辨別不同聲音的高低、實驗時能做到邊觀察邊記錄、了解不同樂器的發音方式、獨立找出樂器音高不同的原因和獨立調節樂器的音高等，都有了更明確的認知，表現明顯優于A班。

通過項目式單元學習，學生經歷了動手設計、制作、調整、展示、評價的技術與工程過程，項目式單元學習更具有綜合性、復雜性、實踐性、開放性、體驗性。通過問卷數據分析可知，實驗班的學生對于聲音單元的掌握情況較好，可以更好地提高學生觀察世界、關聯思考、提出問題的能力，增加學生動手實踐、設計產品、制作產品的能力，提升深入分析、反思改進的能力，能夠提高學生核心素養的培養成效。

四、項目總結與反思

在小學科學教育中，引入新的教學方式以加強科學教育在綜合性、實踐性、系統性上的獨特優勢成為有效改善其質量的關鍵。項目式學習作為一種以學生為主體、教師為主導的教學方式，有助于促進學生的自主學習和合作學習，有助于培養學生的實踐能力和創新精神，有助于發展學生的高階思維、提升學生的綜合能力。基于STEM理念對大單元學習主題進行項目式學習設計并應用，不失為提升小學科學教育教學質量的有效途徑。但在真實的教學開展過程中，我們必須面對不同學生進行項目式學習的能力相差懸殊的狀況，因此及時、恰當的教學指導對于項目的順利推進是必不可少的。

參考文獻

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