淺談蘇教版小學(xué)《科學(xué)》教材中微項(xiàng)目的開發(fā)與實(shí)踐

莫宇紅

STEM教學(xué)將分散的多門課程深度融合，以解決實(shí)際問題為目標(biāo)，是基于項(xiàng)目的參與式學(xué)習(xí)，被世界各國(guó)置于優(yōu)先發(fā)展的位置，在我國(guó)亦發(fā)展迅速，成為近年來科學(xué)教育的熱詞。

小學(xué)科學(xué)教師有責(zé)任和義務(wù)成為STEM教育的先行者，也有條件和能力成為STEM教育的中堅(jiān)力量。面對(duì)沒有專設(shè)的課程時(shí)間，沒有完善的課程內(nèi)容，筆者將STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)融入日常的科學(xué)教學(xué)，從現(xiàn)行的蘇教版小學(xué)《科學(xué)》教材出發(fā)，進(jìn)行STEM微項(xiàng)目的開發(fā)與研究。所謂“微項(xiàng)目”即立點(diǎn)小、用時(shí)少、流程相對(duì)簡(jiǎn)化的項(xiàng)目。通過慧選項(xiàng)目?jī)?nèi)容，慧思項(xiàng)目設(shè)計(jì)，慧玩項(xiàng)目實(shí)施，帶領(lǐng)學(xué)生開啟STEM慧玩之旅。

慧選項(xiàng)目?jī)?nèi)容，突出工程問題背景

2017版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生有機(jī)會(huì)綜合所學(xué)的各方面知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的影響。無獨(dú)有偶，美國(guó)《K-12科學(xué)教育框架》明確了兩條科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)——學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)如何獲得科學(xué)知識(shí)，以及如何探索科學(xué)解釋;學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)如何應(yīng)用科學(xué)，特別是借助于工程設(shè)計(jì)進(jìn)行學(xué)習(xí)。將工程、技術(shù)、設(shè)計(jì)引入科學(xué)教學(xué)，有利于學(xué)生深度體驗(yàn)廣泛的STEM技能，有利于學(xué)生逐步領(lǐng)會(huì)工程、技術(shù)和科學(xué)應(yīng)用之間的區(qū)別與聯(lián)系，從而強(qiáng)化科學(xué)概念。

STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)走進(jìn)科學(xué)課堂，前提在于選擇和開發(fā)合適的教學(xué)內(nèi)容或主題。閱覽整套教材，一二年級(jí)新版教材中每一冊(cè)都有《像工程師那樣》《像科學(xué)家那樣》的專項(xiàng)學(xué)習(xí)單元，除此之外，三至六年級(jí)教材中每一冊(cè)均有不少內(nèi)容隱含工程、設(shè)計(jì)等元素（如表1）。智慧選擇項(xiàng)目?jī)?nèi)容，尤其需要突出工程問題背景，恰當(dāng)背景的內(nèi)容適于學(xué)生設(shè)計(jì)制作一件產(chǎn)品或作品，便于學(xué)生體驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本流程。

教材中適合開發(fā)STEM微項(xiàng)目的內(nèi)容還有不少，科學(xué)教師可以每學(xué)期精選2～3個(gè)內(nèi)容嘗試STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)，每個(gè)項(xiàng)目用1～3個(gè)課時(shí)，既不影響科學(xué)課的整體教學(xué)，又能讓學(xué)生真正參與工程設(shè)計(jì)，體驗(yàn)、融入項(xiàng)目學(xué)習(xí)，運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)來解決現(xiàn)實(shí)生活中的工程設(shè)計(jì)問題，讓科學(xué)學(xué)習(xí)更富有價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

慧思項(xiàng)目設(shè)計(jì)，融入項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程

建構(gòu)主義認(rèn)為，在具體問題的解決中，學(xué)習(xí)者會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)背景對(duì)外部信息進(jìn)行再加工和再創(chuàng)造。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)，就是學(xué)生在真實(shí)的任務(wù)情境中，和團(tuán)隊(duì)一起發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程包括問題與聚焦、調(diào)查與研究、設(shè)計(jì)與制作、展示與評(píng)價(jià)、拓展與應(yīng)用等環(huán)節(jié)。即使開展微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，科學(xué)教師也需將項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程盡可能完整地融入教學(xué)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程，思考整體設(shè)計(jì)，巧設(shè)問題背景，開展調(diào)查研究，設(shè)計(jì)制作模型，測(cè)試優(yōu)化作品。

例如一年級(jí)下冊(cè)《玩泥巴》一課，教材安排了四個(gè)活動(dòng)：挖泥土活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生玩泥巴的經(jīng)驗(yàn)，交流玩泥巴的方法;篩泥土活動(dòng)，篩選出適合做泥人的泥土，了解泥土的組成成分;和泥、捏泥活動(dòng)，學(xué)生親歷玩泥巴過程，自制自己喜歡的泥土作品;泥塑燒制分享活動(dòng)，知道泥塑可以燒制出陶器，了解陶瓷發(fā)展歷史并豐富制作工藝。

就本課開展STEM微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，可以安排2～3個(gè)課時(shí)，聯(lián)合美術(shù)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等教師共同參與效果更佳。第一課時(shí)，科學(xué)教師從無錫非遺文化“惠山泥人展”的情境導(dǎo)入，以“你想設(shè)計(jì)什么樣的泥人作品？”來聚焦問題，通過“制作泥人需要哪些材料？怎么制作？”展開調(diào)查研究，學(xué)生篩選泥土、明確制作泥人的注意事項(xiàng)，以小組為單位設(shè)計(jì)制作流程，畫泥人、捏泥人、展示泥人，學(xué)生在互相點(diǎn)評(píng)中改進(jìn)完善作品。此時(shí)的泥人作品當(dāng)然還不是學(xué)生的理想型，于是第二課時(shí)走進(jìn)美術(shù)課堂，由美術(shù)教師引導(dǎo)學(xué)生將作品進(jìn)一步美化，有條件的還可以燒制泥人。第三課時(shí)，由班主任或綜合實(shí)踐活動(dòng)教師組織舉行“班級(jí)泥人展銷會(huì)”，展示并銷售學(xué)生自制的泥人作品，匯總統(tǒng)計(jì)銷售款項(xiàng)作為愛心基金。還可以讓學(xué)生將自制的泥人作品帶回家，美化后再另選時(shí)間展銷。

此項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)新穎有趣，多學(xué)科教師接龍式參與，各自立足不同的學(xué)科推進(jìn)項(xiàng)目，集合資源優(yōu)勢(shì)，又相對(duì)獨(dú)立不受干擾。STEM在許多教師心目中是學(xué)科整合的代名詞，其實(shí)整合并不是越多越好，STEM也倡導(dǎo)分科教學(xué)，倡導(dǎo)拓展延伸，鼓勵(lì)讓項(xiàng)目學(xué)習(xí)走進(jìn)家庭、走進(jìn)社區(qū)、走進(jìn)工坊?？茖W(xué)教師應(yīng)精選教材內(nèi)容，巧妙轉(zhuǎn)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)讓學(xué)生潛移默化地獲得工程師、設(shè)計(jì)師工作流程的熏陶，促進(jìn)學(xué)生的系統(tǒng)思維、設(shè)計(jì)制作、實(shí)踐創(chuàng)新等能力的自然生長(zhǎng)。

慧玩項(xiàng)目實(shí)施，發(fā)展解決問題能力

STEM視野下，知識(shí)是不斷更新的，是動(dòng)態(tài)和發(fā)展的。STEM從現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，在與現(xiàn)實(shí)生活世界的接觸中，促進(jìn)學(xué)生內(nèi)在知識(shí)體系的創(chuàng)新生成，有助于學(xué)生靈活運(yùn)用已有知識(shí)，提高解決問題的能力。活學(xué)活用、解決現(xiàn)實(shí)問題是STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的價(jià)值所在，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的效果如何，項(xiàng)目實(shí)施是關(guān)鍵。玩轉(zhuǎn)STEM微項(xiàng)目，科學(xué)教師尤其需要關(guān)注課堂中項(xiàng)目實(shí)施情況，助力學(xué)生認(rèn)知能力和解決問題能力的發(fā)展。

例如五年級(jí)下冊(cè)《建橋梁》一課，教師開展微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，在學(xué)生初步認(rèn)識(shí)橋梁結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)后，靈活引入問題情境——隨著城市交通的飛速發(fā)展，我市一座大橋橋面太狹窄，嚴(yán)重影響了車輛正常通行，現(xiàn)拆除橋面后準(zhǔn)備保留橋基，如何有效利用原有橋基改建一座橋梁？教師出示橋基模型，學(xué)生圍繞問題情境展開探討，紛紛提出自己的設(shè)想。此時(shí)，教師追問：“建造怎樣的橋梁？這是一個(gè)工程問題，為了設(shè)計(jì)一種方案來解決這個(gè)工程問題，我們至少需要知道什么？”學(xué)生一下子清晰地意識(shí)到解決這個(gè)橋梁建設(shè)問題是有條件限制的，于是提出諸多問題：可以使用什么材料？建造經(jīng)費(fèi)有多少？制作多長(zhǎng)時(shí)間？怎么樣算設(shè)計(jì)成功？……一系列的問題表明學(xué)生的思考走向深入，維度得到拓展，思維趨向理性、嚴(yán)謹(jǐn)和縝密。當(dāng)教師相機(jī)出示制作材料、明確檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有條件和目標(biāo)需求以小組為單位展開討論，商討繪制設(shè)計(jì)圖，分組交流設(shè)計(jì)創(chuàng)意，在思維的碰撞過程中進(jìn)一步明確各自設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與不足，再針對(duì)不足提出改進(jìn)建議，優(yōu)化設(shè)計(jì)圖。然后，集合全組之力在規(guī)定時(shí)間內(nèi)利用現(xiàn)有材料制作橋梁模型，完工后再一同測(cè)試改進(jìn)，最終制成承重力更好、造型更美、成本更低的橋梁模型。整個(gè)過程，學(xué)生直面問題，思維活躍，始終保持積極的狀態(tài)，不斷調(diào)整、優(yōu)化方案，直至達(dá)成預(yù)定目標(biāo)，有效解決問題。

正如科學(xué)特級(jí)教師曾寶俊所言：STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)，追求更加深入，去探求原理，指向科學(xué);追求更加真實(shí)，注重一定的限制，指向工程;追求更加精確，去探求背后的數(shù)理關(guān)系，指向數(shù)學(xué);追求更加生活，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，指向技術(shù);追求美和個(gè)性，探求個(gè)人因素，指向藝術(shù)。當(dāng)這么多追求發(fā)生在一件事情、一個(gè)項(xiàng)目上，就強(qiáng)調(diào)了學(xué)科統(tǒng)整，化為一個(gè)整體，為項(xiàng)目服務(wù)，為解決問題服務(wù)。

基于小學(xué)《科學(xué)》教材的STEM微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，改變了科學(xué)課堂的形式，改變了科學(xué)教學(xué)的模式，改變了師生思維的方式。科學(xué)教學(xué)與實(shí)際問題緊密聯(lián)系，與生活經(jīng)驗(yàn)緊密聯(lián)系，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，貫通學(xué)科、跨越學(xué)科，讓師生更有活力、課堂更有張力、科學(xué)教育更有生命力。