凸显STEM教育理念组织项目式学习活动

陆婷

〔摘    要〕  小学科学是素质教育理念下非常重要的学科之一，新课程标准提出小学科学是一门体现科学本质的综合性课程，系统的科学课程的组织与学习，有利于提高学生的科学学习能力，使其逐渐树立正确的世界观、人生观、价值观。STEM教育理念下的项目式学习的组织与实施能够更加凸显科学的本质，将学生放在了科学项目式活动的主体位置上，为学生建立多元化科学探究与实践平台，从而有效提升学生的小学科学综合素养。

〔关键词〕  小学科学；STEM教育理念；项目式学习

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  12-0061-03

STEM教育理念是一种以项目式学习为主、以问题解决为导向的课程组织方式，要以科学课程为桥梁，将科学、技术、工程、数学等方面内容有机地融合起来，结合学生兴趣、爱好、能力等多方面因素，设计综合性的科学活动任务，从而实现通过科学任务来锻炼学生的创新能力、提升小学生的科学学习综合能力的目标。STEM理念下的小学科学课程更加关注学生的主体地位，设计更加符合学生的学习需求，有效培养学生的科学创新与实践精神，从而促进小学生科学学科综合素养的提升。

一、以目标为核心，明确项目式学习的主题

STEM教学理念下的项目式学习是以学生为主体，以问题为中心，在老师的指导下或由学生单独完成某一项目活动的过程。在此过程中教师要关注学生的主体地位，借助项目式学习的过程，调动学生参与科学探究的内驱力，在项目实施过程中，检测学生科学知识迁移、解决问题的能力，促进学生全面发展。因此，STEM理念下小学科学项目式学习的组织与实施首先要有明确的目标，以目标为基础，聚焦学科的核心概念，激发学生的学习动机，打造符合小学阶段学生学情的小学科学项目式学习平台。

下面笔者以《电路中的开关》一节内容结合小学科学新课程标准要求，来谈谈具体的实施与策略。

首先从目标设计中不难看出，以核心素养为基础的目标设计，立足小学具体学情，以学生为主体，从四个维度设计了详细的教学目标，从教学目标中分离出具体的教学重难点：把设计并实施制作小开关作为项目的核心目标，在设计制作的过程中理解开关的作用是用来接通或者断开电路，控制电路中电器元件的工作状态，同时认识开关的结构，知道有的地方需要用导体来做，有的地方必须用绝缘体来做。故本节课的项目过程是先让学生组装一个简单电路，先温习旧知，再让学生想办法发送SOS信号，引出需要用开关来控制小灯泡的亮与灭，然后利用一些材料来做一个小开关，完成小开关的设计讨论、实施制作、测试功能系列活动。如此，学生对本课的重点项目主题和目标以及科学知识的理解自然而然地在項目结束时生能较好地完成与掌握，技能与态度目标得到提高与升华。

二、以兴趣为依托，促进项目式学习的互动

STEM理念下小学科学教学活动的落实要立足学生兴趣，从多方面入手，打造适合学生的项目流程。在项目实验前的准备阶段，通过师生互动，借助多媒体课堂教学内容，创设符合学生学习的多元化平台，有效为后续的项目实验做准备。所以本节课的导入笔者创设了故事情境，请同学们帮助泡泡和炮萝解决一些麻烦。他们在海面上遭遇了暴风雨，船只倾覆了，他们漂流到了一座荒岛上。夜幕降临，漆黑的小岛让人恐惧，但他们在岛上废弃的军工厂找到了一些零件，导线、小灯泡、电池。教师鼓励学生帮助泡泡和泡萝组装一个简单电路，在大家的帮助下，漆黑的荒岛终于有了光明！接下来就要帮泡泡、炮萝想办法逃出荒岛。课前大家组装的电路不仅可以解决照明问题，还可以用它来做一些很厉害的事。比如，发送一些灯光求救信号。大家知道国际通用的求救信号是什么吗？SOS。当没有办法开口说话或者远距离求救的时候。可以用灯光来表示三短—三长—三短，发送求救信号需要小开关来控制，此时学生们想动手发送信号，兴趣点很高，而且完成了前面的工作后成就感很强。但需要在荒岛上利用有限的材料制作完成小开关，有限的材料里面，有绝缘体和导体，教师继续用泡泡、泡萝的故事线串联整个课堂，在孤岛上找翻了天，并没有找到开关。但是他们发现了一个漂流箱，里面有这些材料。有：金属回形针、包塑回形针、金属图钉、包塑图钉…….他们很伤脑筋。能不能利用这些材料帮他们做一个开关呢？在正式做之前我们要做些什么呢？学生自主地就能回答出画设计图，看看各部分用这些材料里的什么来代替。通过简单的生活化情境的创设，通过引导将具体的科学知识与故事情境进行紧密衔接，同时在创设的趣味故事化情境中引导学生初步讨论、交流、设计小开关的各个结构哪里必须用绝缘体，哪里必须用导体。

在初步的任务设计探讨中，借助师生互动的机会，不仅有效提升了学生的科学探究兴趣，同时也借助动手、动脑实践的过程对当堂课探究的主题进行故事情境化的推演，让学生产生身临其境的感受。

三、以迭代为基调，提高项目式学习的质量

要探究合作式STEM理念下小学科学项目式教学的核心部分，那么在探究合作过程中，需要给学生充分的时间和空间，让学生根据手头的材料和工具，结合前期的教师探究化的引导进行活动实验和探究，最终完成作品的制作。

在具体实验探究过程中，教师作为参与者要积极参与到学生学习项目实验过程中，当学生在项目实践中遇到问题时，可以及时给予学生项目指导，指导的方向可以是小组之间的互相探讨，去发现问题解决问题，确保学生课堂项目式学习质量。

基于此，在具体探究过程中，小组学生按照以下程序开展了项目实验活动：把开关取下来仔细观察它有哪些结构，这些结构是由什么做的。可以用什么材料代替。以小组为单位讨论并把想法画出来，用了什么材料可以用文字标注在旁边。设计图拍摄上传投屏，每个小组都根据自己观察设计出了自己的小开关，然后学生一一介绍自己的小开关的各个结构是用什么材料来制作的，其他学生提意见，或者提问，最终找到了相应的材料来做开关的主要结构。让学生在提问和讨论中发现有的地方需要用导体做，有的地方需要用绝缘体做。从而来实现开关的功能。最后留有时间让学生根据其他小组方案可以借鉴的优点，或者对讨论时候发现的问题进行改进，这就体现了迭代的思想。在这样重复的讨论与反馈中，最终的目的是逼近所需目标或结果。每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。共同互助式的项目讨论可以让学生的思维提升一个维度，打开更多的视角，获得更多的渠道与策略，然后完善自己的设计方案，使方案更加周全与完善。最终看一看能不能控制小灯泡。尝试用自己制作的小开关来发送SOS求救信号。投屏分享成功小组自制的开关。没有成功的小组则继续改进。

四、以延伸为方式，锻炼项目式学习的能力

STEM理念指引下的小学科学项目式教学活动要以新课程标准为指导，从课堂项目式学习向科学探究活动入手，打造多学科融合的项目式科学实验平台，将课堂所学的知识应用于情境化故事以及实践探究中，从而进一步发挥小学科学课程的育人功效。

新课程标准提出，科学课程旨在培养学生的科学素养，因此在项目式学习延伸设计中，教师不仅要关注教材内容，还可以充分借助国家中小学智慧教育平台的教育资源，融合各种版本的科学教材以及数字教学资源等，创编STEM小学科学项目式学习活动教材，为学生课后的项目式活动的实施提供明确的方向。例如结合5～6年级学生科学知识积累、科学探究能力，在具体项目式活动设计过程中，可以在设计完成开关的基础上，再进行思考与升级设计一个开关控制两盏灯泡，将难度进行有基础的提高。在本节课的设计中，教材上本身是直接让学生制作体验控制红绿灯三盏灯泡，但是个人觉得这样学生的思维有一些脱节，不理解怎么用一个开关控制三盏灯，所以笔者在拓展环节做了如下思考与改进。

师：同学们很厉害。老师将你们的设计图用漂流瓶传送给了泡泡和炮萝，它们发送了求救信号但是并没有获救，为什么呢？小灯泡的颜色是同一种颜色不够明显。

师：最好能用不同颜色的两盏灯，三短用黄灯发，三长用红灯发。能不能在刚才的开关上改进，让这个开关控制A、B两盏灯交替亮。老师把另外一个红灯给大家，在材料袋B里，试试看。

师：成功了吗？哪个小组成功了？

师：你们来说说看怎么做的？

生：再加一个图钉，这边的导线都连在这里的图钉处。交替金属，和上面的接触点连接，上面的黄灯就亮了，和下面的接触点连接，红灯就亮了。

师：这两组真的很棒，这下泡泡和炮萝终于发送了明显的求救信号。于是它们在排长面前开始炫耀。

师：排长也不甘示弱。说自己还可以用一个开关控制三盏不同颜色的灯呢。

师：想不想看看，你们知道排长的這个开关是怎么控制的吗？试试？

师：小开关真的有大作用。那你们的小开关还能继续改进控制三盏灯吗？带着你们的小开关课后继续吧。

这样的设计从一个开关控制一个灯泡，改进开关控制两个灯泡，再改进到一个开关控制三个灯泡，思维的层次螺旋式推进，每一次的推进又是有一定的基础的，学生也会有能力触及得到成功梯度。结合年段所学的内容以及生活经验设计符合学生兴趣、爱好以及生活经历的各种项目式学习形式，开展了小组项目式科学实验活动。

STEM理念下的项目式科学活动在学生现有科学知识的基础上，加以延伸和拓展，结合学生兴趣，从故事情境入手，吸引学生，锻炼学生的综合能力，充分发挥出科学学科的育人功效。不仅如此，STEM理念下的项目式活动的落实，也能够锻炼学生项目式学习的能力，从更多维度促进小学生科学综合素养的提升与发展。

STEM理念下基于儿童视角的小学科学项目式学习活动的组织与实施，要从当前科学教学活动组织的问题入手，建立适合学生学习的多元化探究活动平台。从项目式教学的目标入手，合理组织项目式学习的任务，鼓励学生自主合作探究完成项目任务，同时结合课堂项目式学习的主题以及形式等对科学课后活动的形式进行综合拓展，明确项目目标，以此为探究开展的中心，以项目式活动的方式，丰富科学活动形式与内容。再通过系统的课程评价，明确项目式学习的收获与问题，为后续的课程提供明确的方向，从而有效提升小学科学项目式学习的综合质量，进一步促进学生科学学科综合素养的提升与发展。

参考文献

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