“雙減”背景下基于STEM教育的小學科學項目式學習模式研究

摘 要：在“雙減”背景下，STEM教育理念因注重實踐性、探究性和跨學科整合而備受關注。特別是在小學科學教育中，項目式學習作為一種有效的教學方法，不僅能夠激發學生的學習興趣，還能培養其解決問題的能力和團隊合作精神。因此，以“光的反射現象實驗”為例，分析了STEM教育背景下基于項目式學習的小學科學課程的特征，指出了STEM教育背景下基于項目式學習的小學科學課程的發展方向，并提出了基于STEM教育的小學科學項目式學習活動的開展策略，為小學科學課程教學改革提供了新的思路。

關鍵詞：“雙減”；STEM教育；項目式學習；小學科學

基金項目：本文系福建省教育科學“十四五”規劃2022年度課題“‘雙減’背景下，基于項目式學習的STEM教學模式再探”（FJJKZX22-698）研究成果。

作者簡介：張燕霞（1984—），女，福建省泉州市惠安縣螺陽中心小學。

在教育改革背景下，“雙減”政策的實施對學校課程和教學模式提出了新的要求。STEM教育作為一種跨學科整合的教育模式，強調對科學、技術、工程和數學的綜合應用，已經成為教育改革的重要方向之一。在小學階段，如何通過項目式學習模式促進科學課程的創新與發展，成為當前重要的研究課題。項目式學習不僅能夠增強學生的實踐能力和解決問題的能力，還能夠提升學生的團隊合作意識和創新精神。因此，在“雙減”背景下探索基于STEM教育的小學科學項目式學習活動的開展策略，對于推動學校教育的轉型與升級具有重要的現實意義。

一、STEM教育背景下基于項目式學習的小學科學課程的特征

（一）實用性

“雙減”政策要求減輕學生的課業負擔，注重提高教育質量，項目式學習恰逢其時。在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程具有實用性。通過項目式學習，學生能夠開展科學探究，將課堂學習與生活實踐緊密結合，提升知識應用能力。例如，通過“光的反射現象實驗”這一項目，學生不僅能夠理解光的基本特性，還能夠探索光的反射規律，并將其運用到實際生活中，如應用反光材料等。這種學習方式不僅能夠激發學生的學習興趣，還能培養學生解決問題的能力和創新思維，符合“雙減”政策下減負增效的教育改革方向。開展項目式學習不僅是為了提升學生成績，更是為了培養學生運用所學知識的能力，為他們未來的學習和生活奠定基礎。

（二）全面性

在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程具有全面性。通過設計和實施項目，學生不僅能學到科學理論知識，還能培養創新思維、解決問題的能力、溝通能力、團隊合作能力等綜合素養。例如，在開展“光的反射現象實驗”項目時，學生需要運用物理、數學等多學科知識進行實驗設計、數據分析、結果討論等，這有助于提升學生的綜合能力。通過項目式學習，學生能夠在良好的學習環境中，全面發展自身的認知能力、情感態度和道德素質，提升自身的綜合素質。

（三）趣味性

“雙減”政策提倡減輕學生的課業負擔，強調通過增加學習的趣味性和實踐性來提高教育質量。在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程具有趣味性，這與“雙減”政策的理念高度契合。教師通過設計有趣的科學實驗和項目，可以激發學生的好奇心和探索欲望，使他們在學習過程中享受到樂趣。例如，開展“光的反射現象實驗”這一項目不僅能讓學生理解光的基本特性，還能通過實際操作，讓學生充分領悟光的反射規律。有趣的實驗有助于吸引學生的注意力，提升他們的參與度和學習積極性。

二、STEM教育背景下基于項目式學習的小學科學課程的發展方向

（一）關注學生的發展需求

在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程應當關注學生的發展需求，與“雙減”政策的要求相輔相成，以學生為中心，充分考慮學生的認知水平、興趣特點和學習風格，設計適合其發展的學習任務和項目活動。例如，在項目“光的反射現象實驗”中，教師可以根據學生的認知水平和實踐能力，設計不同難度的實驗活動，以滿足不同學生的學習需求，促進學生個性化發展［1］。

（二）注重聯系生活實際

在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程應注重聯系生活實際，這與“雙減”政策的核心理念高度契合。項目式學習強調將科學知識與生活實際緊密結合，使學生能夠在日常生活中找到學習的意義和應用科學知識的價值。在“光的反射現象實驗”活動中，學生不僅可以理解光的反射原理，還能運用相關知識解決實際問題，如理解鏡子的成像原理、設計反光衣物等。這樣的實踐活動不僅加深了學生對科學知識的理解，還培養了他們將理論知識應用于實踐的能力。

（三）適應學科體系發展

在STEM教育背景下，基于項目式學習的小學科學課程應適應學科體系發展，注重培養學生的創新能力和實踐能力，將科學知識與實際應用相結合，使學生在解決實際問題的過程中掌握科學原理。同時，課程設計要注重跨學科整合，將科學、技術、工程和數學有機結合起來，培養學生的綜合思維能力，合理減輕學生的學業負擔，避免機械性、重復性的作業，以有趣和富有挑戰性的項目來激發學生的學習興趣，增加學生自主探究和合作學習的機會。通過項目式學習，學生不僅能夠掌握科學知識，還能提高團隊合作能力、溝通交流能力和解決問題的能力。

三、基于STEM教育的小學科學項目式學習活動的開展策略

（一）以項目為主線，優化課堂教學設計

在STEM教育背景下，項目式學習作為一種重要的教學方法，旨在通過引導學生參與實際項目，培養其綜合運用科學、技術、工程和數學知識解決問題的能力。在小學科學課程中引入項目式學習，可以有效提升學生的動手實踐能力和創新思維。項目式學習不僅注重知識的傳授，還強調讓學生在實踐中學習，通過自主探究和合作學習，促進學生全面發展。以“光的反射現象實驗”為例，教師可以通過優化課堂教學設計，充分發揮項目式學習的優勢，將“光的反射現象實驗”作為核心項目，引導學生圍繞這一主題開展系列活動。例如，在課堂開始時，教師可以通過展示日常生活中的光反射現象，引起學生的興趣和好奇心。接著，教師可以設置具體的實驗任務，如：制作簡單的反射鏡裝置并觀察光的反射現象。學生可以分組合作，設計實驗方案、收集實驗材料、進行實驗操作并記錄實驗結果［2］。

為了進一步優化課堂教學設計，教師可以結合不同學科的知識，拓展項目的深度和廣度。例如：可以引入數學知識，指導學生測量光的入射角和反射角，并通過計算驗證反射定律；可以結合技術和工程知識，鼓勵學生設計和制作復雜的光反射裝置，探索更多的光學現象。這不僅豐富了項目的內容，還能使學生在跨學科的綜合應用中，提升對知識的整合能力。教師應注重學生的個性化學習需求，根據不同學生的興趣和能力，設計差異化的學習任務，確保每個學生都能在項目中找到自己的角色和價值。

（二）以學生為主體，發展學生的探究能力

在STEM教育背景下，項目式學習活動旨在以學生為主體，在實際探究和解決問題的過程中，發展學生的探究能力和自主學習能力，幫助學生深入理解科學原理，培養他們的創新思維和團隊合作能力。在“光的反射現象實驗”活動中，教師可以先簡要介紹光的反射原理，如光線的傳播路徑、入射角和反射角的關系等。接著，教師可以提出開放性問題，如：為什么我們能看到鏡子中的自己？為什么光線從水面反射時會改變方向？這些問題能夠引導學生思考，并激發他們進行實驗探究的欲望。在實驗過程中，教師可以讓學生以小組合作的形式設計和開展實驗，例如制作簡單的反射鏡，使用激光指示器或白光源等裝置觀察光的反射現象。教師在此時應起到指導和監督的作用，鼓勵學生自主設計實驗和記錄數據，并在實驗過程中自主解決遇到的問題。這種以學生為主體的學習方式，不僅能使學生深入理解光的反射原理，還能培養學生解決問題的能力和自主學習的技能［3］。

教師可以在學生自主探究的基礎上，引導他們進行更深入的學習，讓他們探索不同材料對光的反射效果的影響，或者使用數學工具測量光的入射角和反射角，并驗證反射定律。這些活動不僅豐富了學生開展實驗的經驗，還提升了學生對跨學科知識的整合和應用能力。教師在這個過程中要注重引導學生的思維，幫助他們分析和理解實驗數據，進行科學推理，得出實驗結論。通過這些探究活動，學生不僅能夠掌握科學知識，還能夠培養批判性思維、創新能力和團隊合作精神。教師應在項目結束時，組織學生進行成果展示和討論，讓他們分享實驗結果和心得體會。通過這種方式，學生不僅能對光的反射現象有更深入的理解，還能在實踐中培養解決問題的能力和探索未知的勇氣，為其未來的學習和發展打下了堅實的基礎。

（三）以教師為導向，助力學生攻克難點

在STEM教育背景下，教師扮演著重要的角色，他們以導向者的身份，通過科學的教學方法和專業的知識，幫助學生攻克項目學習中的難點，引導他們克服困難，實現學習目標。在光的反射現象實驗中，學生可能會遇到如何選擇合適的實驗材料、如何設計實驗裝置以及如何控制實驗變量等難點。在這方面，教師可以提供必要的指導和建議，例如給學生介紹常用的實驗材料和工具、示范實驗裝置的制作方法，同時鼓勵學生通過團隊合作和討論，共同解決在實驗設計中遇到的問題。

學生需要觀察、記錄和分析實驗數據，以驗證光的反射規律。教師可以通過示范和講解，指導學生正確記錄實驗數據、繪制實驗圖表，并引導他們從數據中發現規律、得出結論。同時，教師還可以提供相關的背景知識和案例，幫助學生理解數據背后的原理，進一步加深他們對光的反射現象的認識。教師應關注學生在學習過程中的個性化需求，針對不同學生的學習能力和興趣，提供個性化的輔導和支持。對于一些學習能力較弱或對科學實驗缺乏興趣的學生，教師可以采用更具啟發性和趣味性的教學方法，激發他們的學習興趣，為他們提供更細致的指導和輔助。在教師的指引下，學生能夠更好地克服學習中遇到的困難，實現學習目標，為后續進行更高層次的科學學習打下堅實的基礎。

（四）以合作為載體，發展學生的高階思維

在STEM教育背景下，項目式學習活動以合作為載體，促進學生高階思維發展。在項目式學習活動中，教師可以引導學生在實驗設計、數據分析和結論推理等方面展開合作，從而發展他們的高階思維能力［4］。在“光的反射現象實驗”中，學生可能會面對如何選擇合適的實驗方法和工具、設計實驗步驟和分工等挑戰。通過合作學習，學生可以共同討論和決定實驗的具體步驟和角色分工。教師在這個過程中應扮演引導者的角色，引導學生進行有效的團隊溝通與合作，激發他們的創新能力和解決問題的動機。學生可以根據自己的觀察和實驗結果，相互比較和討論，進一步優化實驗設計，達到更好的實驗效果。實驗結束后，學生需要收集、分析和解釋實驗數據，從而驗證光的反射規律。通過合作學習，學生可以共同討論和比較實驗結果，發現其中的規律，并展示實驗數據。教師在這個過程中要為學生提供相關的背景知識和指導，幫助學生從數據中得出科學結論，并引導他們思考實驗結果背后的原理。這種合作學習的方式不僅提升了學生的學科理解能力，還培養了他們團隊協作、溝通交流和解決問題的能力。

結語

本文探討了基于STEM教育的小學科學項目式學習模式在“雙減”政策下的應用策略和效果。以“光的反射現象實驗”為例，展示了項目式學習在優化課堂設計、培養學生探究能力、支持教師教學和促進學生高階思維發展方面的顯著成效。這一模式不僅能夠激發學生的學習興趣和創造力，還能夠有效地提升其科學素養和實踐能力。在未來的教育改革中，應進一步推廣和應用基于項目式學習的教育模式，以滿足學生綜合素質發展的需求，并促進學校教育的持續發展與進步。

［參考文獻］

[1]龔凱健.淺談小學科學項目化學習中的學習進階：基于《2017中國STEM教育白皮書》的思考［J］.內蒙古教育，2019（24）：80-81.

[2]許其新.STEM理念下小學科學項目式學習探究［J］.天天愛科學（教學研究），2023（2）：4-6.

[3]張麗，田雪梅.STEM理念下小學科學項目式學習的實踐探索［J］.小學生（上旬刊），2022（9）：67-69.

[4]劉捷飛.生本理念下小學科學項目式教學應用策略探究［J］.科學咨詢（教育科研），2020（2）：230.