貫徹STEAM教育理念進(jìn)行“船的研究”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

〔摘" "要〕" 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以人工制品開發(fā)、驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)作確定解決問題方案的學(xué)習(xí)型課程模式。在小學(xué)科學(xué)教育中，基于STEAM理念開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠更深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，并發(fā)展批判性思維、合作能力、創(chuàng)造能力和溝通技巧。通過實(shí)踐和反思促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，有助于學(xué)生從具體性知識(shí)學(xué)習(xí)到核心觀念建構(gòu)、從知識(shí)解析到認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變和發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；STEAM教育理念；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；實(shí)踐

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 103-105

隨著科學(xué)教育的不斷發(fā)展，STEAM教育逐漸成為全球教育改革的熱點(diǎn)。新修訂的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，要加強(qiáng)對(duì)探究和實(shí)踐活動(dòng)的研究與指導(dǎo)，整合探究式、啟發(fā)式、項(xiàng)目式和體驗(yàn)式等多種教與學(xué)的方式，設(shè)計(jì)并實(shí)施能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思維型探究和實(shí)踐。項(xiàng)目式教學(xué)作為STEAM教育的核心組成部分，通過實(shí)際項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，能夠促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探索和實(shí)踐。教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊第二單元《船的研究》將重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)與工程的思想和方法，在情境化、真實(shí)化的實(shí)踐活動(dòng)中，運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)研究。

一、任務(wù)導(dǎo)向，確定項(xiàng)目要求

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要以任務(wù)為導(dǎo)向，確定項(xiàng)目要求。船是日常生產(chǎn)生活中常見的重要的交通運(yùn)輸工具，船的發(fā)展史也是人類的科技進(jìn)步史，體現(xiàn)了人們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)教學(xué)資源和教育價(jià)值。教學(xué)中倡導(dǎo)設(shè)計(jì)學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)愉快的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過程。船的研究因其涉及力學(xué)原理和空間概念，對(duì)于五年級(jí)的學(xué)生來說過于抽象，可以通過圖片、視頻、查找資料、實(shí)地考察等了解學(xué)生關(guān)于船的認(rèn)知，生發(fā)后續(xù)研究的問題和興趣。

在本項(xiàng)目研究中，以船的材料、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力等發(fā)展演變過程中的重要節(jié)點(diǎn)為內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)、制作船的實(shí)踐活動(dòng)中，初步感知浮力，體驗(yàn)生產(chǎn)生活需求對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用。在項(xiàng)目研究初始，可以結(jié)合實(shí)際對(duì)項(xiàng)目研究進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提出一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問題，“假如我們是未來救援船的開發(fā)者，我們?nèi)绾位厥绽貌粩嘣黾拥目爝f垃圾（瓦楞紙板）制作一艘救援小船，并至少能承載1個(gè)人的重量？”項(xiàng)目成功的標(biāo)準(zhǔn)是，能讓船漂浮在水面并至少承載1個(gè)人的重量；給船裝上動(dòng)力，讓船行駛得更快、更遠(yuǎn)、更持久。這樣通過情境聚焦，明確項(xiàng)目任務(wù)，師生共同研討，分析任務(wù)要求，為項(xiàng)目研究開啟實(shí)踐導(dǎo)航。

二、方法探尋，掌握項(xiàng)目技能

項(xiàng)目式教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，它通過設(shè)計(jì)和實(shí)施具有實(shí)際意義的項(xiàng)目，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。這種教學(xué)策略強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和實(shí)踐操作，鼓勵(lì)學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作解決實(shí)際問題。為了達(dá)到任務(wù)要求，要讓學(xué)生明確可以用什么材料來造船？怎樣增加船的載重量？怎樣設(shè)計(jì)船的動(dòng)力、控制船的方向？引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)歷，利用不斷增加的快遞垃圾（瓦楞紙板）來設(shè)計(jì)制作一艘小船。學(xué)生要對(duì)造船材料、內(nèi)外部構(gòu)造、動(dòng)力裝置等進(jìn)行分項(xiàng)實(shí)踐性探究，依托船演化的內(nèi)在邏輯，參與設(shè)計(jì)制作一個(gè)工程產(chǎn)品的完整過程，為學(xué)生提供“聚焦問題—設(shè)計(jì)制作—測試改進(jìn)—評(píng)價(jià)完善”的項(xiàng)目活動(dòng)流程。其項(xiàng)目框架如下。

這樣基于任務(wù)確定學(xué)習(xí)內(nèi)容，掌握學(xué)習(xí)方法，突出了“做中學(xué)”“做中悟”的學(xué)習(xí)理念，有利于學(xué)生養(yǎng)成綜合所學(xué)通過“動(dòng)手做”解決問題的習(xí)慣，體驗(yàn)“做”的成功和樂趣，學(xué)生可以在動(dòng)手實(shí)踐的過程中體會(huì)科學(xué)技術(shù)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的影響。

三、過程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)遷移所學(xué)

鑒于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的真實(shí)性和挑戰(zhàn)性，可以將教材中的“鋁箔紙”“泡沫板”升級(jí)為“瓦楞紙”，讓學(xué)生能真正把它當(dāng)作“船”而非一個(gè)模型，賦予它“未來水上救生船”的角色，讓學(xué)生能站上這艘“救生船”來理解科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生存的作用和意義。

（一）注重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力

工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目以設(shè)計(jì)小船為載體，讓學(xué)生像工程師一樣經(jīng)歷完整的工程設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維、解決問題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的素養(yǎng)，體會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品制作的重要性。學(xué)生在明確造船的要求和材料后，充分調(diào)動(dòng)已有的認(rèn)知和技能進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，再通過小組合作與組間交流等方式對(duì)設(shè)計(jì)方案不斷進(jìn)行修正與完善，展示設(shè)計(jì)理念，最后小組形成一個(gè)較為理想的造船方案。在設(shè)計(jì)過程中將科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)緊密融合，讓學(xué)生進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)運(yùn)算，親歷探究和實(shí)踐的過程。在設(shè)計(jì)過程中要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)問題。

要承載1個(gè)人的重量，需要多大的瓦楞紙？

瓦楞紙如果不夠大要如何拼接起來？需要哪些工具和材料？

制作的救生船應(yīng)該是什么形狀的？

船的底面積、高、體積要多大才能承載1個(gè)人的重量？……

讓學(xué)生在小組交流研討中設(shè)計(jì)、計(jì)算，畫出船的結(jié)構(gòu)示意圖，形成設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮船的穩(wěn)固性和動(dòng)力系統(tǒng)，明確當(dāng)材料相同時(shí)，制作的船型體積越大，船的載重量就越大。

（二）注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力

工程是設(shè)計(jì)方案物化的結(jié)果，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力對(duì)當(dāng)前我國的技術(shù)與工程教學(xué)有著十分重要的意義和價(jià)值。新課標(biāo)對(duì)5～6年級(jí)的學(xué)業(yè)要求是，能嘗試應(yīng)用所學(xué)科學(xué)原理設(shè)計(jì)并制作簡單裝置，能進(jìn)行模擬演示并簡要解釋如何提高效率。因此，讓學(xué)生親歷制作小船的實(shí)踐過程，并遷移所學(xué)是本項(xiàng)目研究的關(guān)鍵，學(xué)生的實(shí)踐能力只有通過參與真正的實(shí)踐活動(dòng)才能逐步提高。

制作：有了船的設(shè)計(jì)圖，就可以組織各小組按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行制作。制作小船對(duì)于小學(xué)生來說是一個(gè)較為復(fù)雜的工程實(shí)踐項(xiàng)目，制作的過程不但要考慮船的載重量、船的結(jié)構(gòu)、精密度、穩(wěn)定性，還要考慮制作成本、科學(xué)性與藝術(shù)性等因素。因此，在開展制作前就要制訂一份評(píng)價(jià)量表，讓學(xué)生明確制作的步驟和要求，在制作的過程中做到有標(biāo)可依、有標(biāo)可驗(yàn)。教師要全程參與學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐過程，留給學(xué)生足夠的時(shí)間真正去實(shí)踐，并適時(shí)進(jìn)行一些關(guān)鍵性的提醒，如“要先分工、再制作”“要先分裝、再組裝”“要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作”等。如果在制作過程中發(fā)現(xiàn)新的問題需要改進(jìn)設(shè)計(jì)的，可以適時(shí)地對(duì)設(shè)計(jì)圖做出調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的制作效果。

測試：測試是對(duì)產(chǎn)品的檢驗(yàn)，通過測試可以發(fā)現(xiàn)和解決產(chǎn)品存在的問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，以便對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。在各小組完成對(duì)小船的制作后，可以組織學(xué)生下水測試。測試前要制訂一份測試項(xiàng)目表，明確具體的測試要求。如，有沒有按照設(shè)計(jì)圖去制作？設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理？能否承載一個(gè)人的重量？有沒有裝上動(dòng)力系統(tǒng)？能否控制船的行駛方向？船身是否結(jié)實(shí)牢固？……在測試的過程中一一對(duì)照，增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，改善學(xué)習(xí)行為，更高效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

評(píng)估與改進(jìn)：學(xué)生設(shè)計(jì)制作的小船，基本無法一次性完全達(dá)標(biāo)，所以測試和改進(jìn)小船是一個(gè)不斷迭代的過程。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生往往會(huì)樂此不疲，教師要根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目的板塊設(shè)計(jì)調(diào)控好時(shí)間，合理安排項(xiàng)目進(jìn)程。教師還要在整個(gè)項(xiàng)目過程中跟蹤指導(dǎo)，關(guān)注每一個(gè)小組的達(dá)標(biāo)情況，有序組織開展測試和改進(jìn)活動(dòng)。同時(shí)要兼顧活動(dòng)過程的安全性，特別是制作過程的工具使用安全、下水測試的用水安全等都要特別提醒，確保萬無一失。測試和改進(jìn)全部結(jié)束后，便可以組織學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體要求開展評(píng)估，并請(qǐng)部分小組來談?wù)勗谡麄€(gè)項(xiàng)目活動(dòng)中的問題與收獲。教師還要特別關(guān)注沒有達(dá)標(biāo)的小組，讓其他同學(xué)幫他們分析原因、提出建議，鼓勵(lì)他們課后繼續(xù)研究改進(jìn)，爭取達(dá)到測試標(biāo)準(zhǔn)。

（三）注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神

項(xiàng)目式教學(xué)策略通常需要學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行分工與合作，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。在團(tuán)隊(duì)合作中，要考慮內(nèi)容的難易程度，學(xué)生需要學(xué)會(huì)溝通、協(xié)調(diào)和分工，讓他們?yōu)榱斯餐娜蝿?wù)目標(biāo)相互配合、相互支持，這些技能對(duì)于他們未來的社會(huì)生活和職業(yè)發(fā)展都具有重要意義。在制作小船的項(xiàng)目活動(dòng)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)團(tuán)隊(duì)成員要進(jìn)行充分的交流研討，討論出最佳的設(shè)計(jì)方案；在制作小船的過程中需要根據(jù)各自的特長密切配合，分工制作；在測試改進(jìn)環(huán)節(jié)也需要做好分工，密切配合，共同評(píng)估各自的作品，提出改進(jìn)措施等。

這種以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方法，通過“任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—測試—完善”等環(huán)節(jié)，小組合作，動(dòng)手實(shí)踐，二次改進(jìn)，讓學(xué)生在動(dòng)手、觀察、比較和總結(jié)中運(yùn)用遷移所學(xué)，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，能培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

四、成果展示，活動(dòng)整體評(píng)價(jià)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的最終表現(xiàn)形式是成果展示與評(píng)價(jià)。學(xué)生需要把他們的項(xiàng)目成果向同學(xué)、老師展示，闡釋或者呈現(xiàn)他們的作品。學(xué)生和教師在成果展示的過程中需要針對(duì)項(xiàng)目實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行多元評(píng)價(jià)，綜合評(píng)估，包括：項(xiàng)目的內(nèi)容、探究和項(xiàng)目執(zhí)行的有效性、項(xiàng)目成果的質(zhì)量、項(xiàng)目中遇到的問題及解決方案、項(xiàng)目中綜合運(yùn)用了哪些學(xué)科的相關(guān)知識(shí)等，并知道如何基于反饋來改進(jìn)他們的執(zhí)行方案，完善他們的方案。

在項(xiàng)目活動(dòng)全部任務(wù)完成后，教師可宣布舉辦小船展覽會(huì)，課后需要每組撰寫一份300字左右的說明書，說明書的撰寫也可以請(qǐng)語文教師指導(dǎo)完成，結(jié)合制作的小船進(jìn)行展示。因此，建議再利用一節(jié)課的時(shí)間舉辦班級(jí)或年級(jí)小船展覽會(huì)，讓學(xué)生觀摩其他小組的船，這也是學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)的過程，同時(shí)學(xué)生撰寫說明書或者介紹小船的過程也是對(duì)造船項(xiàng)目活動(dòng)的總結(jié)與反思，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)研究的興趣。

STEAM教育作為一種新興的教育模式，其核心在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。項(xiàng)目式教學(xué)策略作為STEAM教育的實(shí)踐方式之一，通過將學(xué)習(xí)內(nèi)容與真實(shí)世界的問題相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其解決實(shí)際問題的能力。本項(xiàng)目以船為載體，引導(dǎo)學(xué)生在技術(shù)與工程的實(shí)踐活動(dòng)中，深入體驗(yàn)人類為了提升船只的載重量、穩(wěn)定性、動(dòng)力性能等，對(duì)造船材料、內(nèi)外部構(gòu)造、動(dòng)力裝置等進(jìn)行不斷改進(jìn)和發(fā)明。整個(gè)過程融合了科學(xué)、語文、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、美術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，有助于學(xué)生形成物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化等跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]郁波.科學(xué)教師教學(xué)用書（五年級(jí)下冊）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2020.

[3]李薇.基于深度學(xué)習(xí)理論的小學(xué)科學(xué)單元項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中小學(xué)課堂教學(xué)研究，2023（8）.