創(chuàng)設體驗空間，點燃創(chuàng)造火花

張利

一、問題的提出

《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架》中提出：以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心。秉承著這樣的理念，我們在課程設計、教學實踐上都以“育人”為出發(fā)點，以培養(yǎng)學生“核心素養(yǎng)”為根本。

林崇德在《21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究》一書中提到：“單項的課程過于注重單一素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于全面素質人才的培養(yǎng)，或者說，當下還缺乏培養(yǎng)綜合素養(yǎng)的課程。

基于此，我校以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，以STEM理念為指導，聚焦項目式主題活動的開發(fā)設計，注重學生綜合素養(yǎng)的提升和創(chuàng)新能力的發(fā)展。我們的項目式主題活動，是以生活中一些實際問題為出發(fā)點，通過團隊合作、制作計劃、搜集資料、建造測試等環(huán)節(jié)的活動，來解決生活問題。項目式主題活動，給了學生比課堂教學更廣闊的空間，更寬松的時間，更能展現(xiàn)各自不同特長的機會，不僅促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展，更是提高創(chuàng)新能力和實踐能力的有效方式。

基于以上的思考，我以自己設計的《“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽》一課為例，來分析如何利用項目式主題活動來鍛煉并提升學生的創(chuàng)新和實踐能力，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)。

二、以《“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽》為例，分析STEM課程創(chuàng)設體驗空間，點燃學生創(chuàng)造火花

（一）學習內容

本課基于STEM教育理念，在項目引領的方式下，通過挑戰(zhàn)賽形式，以“冰棍別化”為主題，解決生活中“冰棍易化”的實際問題。本次挑戰(zhàn)賽以一般STEM活動流程開展，通過學習資料信息、設計、制作、實驗測試、展示推介、交流和評價等環(huán)節(jié)，最終形成一個能有效減緩冰融化的保溫裝置。從冰棍易化問題引入，通過學習了解生活中常見材料的特點等，進而根據挑戰(zhàn)賽任務，設計自己的保溫裝置。

學生學習的過程就是解決實際問題和完成實際項目的過程，問題或項目構成了驅動學習的核心。學生在解決“冰棍別化”這個綜合問題過程中，要積極地建構知識，強化知識或遷移知識;還要運用工程設計能力、制作能力、協(xié)調能力、策劃能力、表達與交流能力等多方面能力。同時，以競賽模式展開的以小組為研發(fā)集體的模式，促進學生團隊合作能力的建構，讓學生體驗真實的生活，獲得社會性成長。在整個挑戰(zhàn)賽過程中，逐漸提高解決實際問題的能力，樹立實事求是、堅持不懈的科學精神，在設計、建造、改造保溫裝置過程中，不斷提升創(chuàng)新能力。

（二）學習資源

1.學生用iPad：每組一個（里面存好上課用的資源包）。

2.制作材料：報紙、塑料袋、棉花、棉布、毛巾、泡沫塑料、氣泡膜、海綿、鋁薄紙、形狀、大小不同的紙盒、鐵盒、塑料盒、木盒及裝飾紙、裝飾帶、裝飾繩。

3.測試材料：相同量的裝好冰的冰袋、燒杯、量筒。

4.工具：剪刀、膠棒、雙面膠、寬膠帶、尺子、記錄單。

5.學習手冊：資源包學習單、挑戰(zhàn)賽規(guī)則、材料清單及設計單、挑戰(zhàn)賽評分標準及評分單、作品展示單。

（三）主要教學活動設計與策略

【活動一】出示情境，聚焦“冰棍別化”問題

三年級一個學生暑假去燒烤，想帶冰棍解暑，但是冰棍放在車上一會就會化。他提出問題：“制作一個怎樣的裝置才能讓冰棍別化呢？”

在真實的生活情境下，低年級學生的求助會引發(fā)學生強烈的解決問題的欲望，使學生快速聚焦到本活動的主題上“冰棍別化”，為下一環(huán)節(jié)提出“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽具體任務做鋪墊。

【活動二】明確挑戰(zhàn)賽任務，評價標準，形成挑戰(zhàn)流程

（1）直接公布本次挑戰(zhàn)任務

任務清晰、明確，促使學生很快了解任務目標，盡快進入任務流程。任務中學生需要運用科學熱學知識，制作減緩冰融化的保溫裝置，并在一定溫度下進行測試，這里面蘊含著科學要素;學生對保溫裝置進行測量和經費控制，蘊含著數學要素;同時學生還要調動已有的技術與工程的手段來制作，可見整個任務的綜合性。本課正是基于STEM任務的真實性、綜合性，引領學生在解決問題過程中提升綜合素養(yǎng)。

（2）商討確定評價標準

“怎樣評價一個保溫裝置的好壞呢？”學生商討后確定從“保溫效果、成本控制、裝置大小、方便使用等方面評價，并形成評分標準。

【活動三】頭腦風暴，制訂計劃

明確了挑戰(zhàn)具體任務，并知道了評分標準后，學生著手設計保溫裝置。

（1）利用iPad進行學習，做好設計前的知識基礎。通過科學知識的復習、各種材料特點的學習，初步思考保溫裝置的設計。

（2）進入材料超市，觀察真實材料，進行價格比較，選材。

（3）設計方案

設計中要標清各部分、各層次材料;簡單標示保冰盒各部分作用;填寫好選擇的材料清單及價格。我們從學生的設計中可以看到，學生根據任務要求，學會了精打細算，有的組想以成本優(yōu)勢取勝，有的組想充分利用材料，以產品的效果優(yōu)勢取勝。

工程的核心是設計，在STEM活動中，教師多種資源的支持和及時的引導，幫助學生做出合理設計，提升學生解決復雜問題的能力，同時在設計中蘊含著創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

【活動四】根據創(chuàng)意，制作保溫裝置，檢測保溫裝置的效果

（1）動手制作

學生往往會急于制作，缺少計劃和分工。所以本環(huán)節(jié)教師要利用一些時間，來引導學生對制作工作進行計劃，并對四人進行合理分工，有序完成制作。

（2）嚴謹測試

對產品效果的測試要采用科學對比實驗方法，保證測試的公平、嚴謹、科學。恒溫箱提供恒定溫度為90攝氏度，冰塊的大小和重量要控制，同時利用量筒測量冰化成水的量。

從各組的測試結果來看，他們的保溫裝置效果是較好的，有的組的冰只化了一點，學生很滿意。不過在與其他組比較過程中，看出了差距。除了保冰效果不同，材料成本也是有差距的。學生實事求是地完成了自評，在自評過程中，促進學生反思。

學生能從材料選擇不當、材料擺放層次不當、密閉性不好、細節(jié)決定成敗、團隊合作不利等多方面綜合分析產品研發(fā)過程中的問題。通過設計、制作、檢測、自評等活動，學生反思能力得以發(fā)展，解決綜合性問題的能力得到提升，科學精神、科學態(tài)度得以內化。

【活動五】推介分享，反思優(yōu)化

本活動是在設計、制作、檢測的基礎上對保溫裝置產品進行推介的活動。旨在通過產品推介，為學生創(chuàng)設一個社會性環(huán)境，體驗一個產品的誕生不僅要考慮性能、成本，還需受眾接受與認可。學生通過產品展示、宣傳，接受低年級學生的投票，完成產品的最終評分，同時，通過整個挑戰(zhàn)賽完成過程的分享與反思，總結收獲與不足，獲得產品改進的思考、科學知識的鞏固、科學素養(yǎng)的提升，完整經歷STEM活動過程，提升創(chuàng)新、實踐能力，提升解決問題的能力。

（1）產品推介籌備中

面對即將開始的產品推介活動，學生充滿了期待和熱情。他們積極地參與，策劃推介方式，創(chuàng)意海報，排練宣傳語等。同時還美化產品，增強了藝術性。

（2）產品推介，受眾評分

各組分別展示產品后，接受三年級學生評分。選出你最喜歡的一組產品投出手中星，貼在各組展板上。同時用簡短的表述，告訴得星的組你選他產品的理由。最后各組核算出總分，選出優(yōu)勝組。

推介活動中學生能了解其他組的創(chuàng)意、思考和活動過程。既是展示，又是學習的過程。同時，在展示過程中，學生深深地體會到產品的效果、溝通的親和力、宣傳的感染力等都會影響到受眾對產品的喜愛，他們的策劃、表達、協(xié)調等能力得以提升。

（3）反思優(yōu)化

我們通過反思樹的方式將學生的收獲與不足保留了下來。學生從團隊合作、科學知識的掌握、設計的合理、制作的精細等很多方面深入反思了本次活動。從學生的分享中能體會到學生在STEM項目式主題活動中的收獲很多，也能感受到這個活動已不僅僅是幾節(jié)課，也不僅僅是一次比賽，學生已經將自己置身于這項任務中，融于團體中，在不斷的評價、反思中得到了內心的成長。挑戰(zhàn)賽雖已結束，但反思不停止，優(yōu)化不停歇，迭代產品出現(xiàn)了。我想，這就是STEM課程的魅力！

三、教學效果與反思

（一）基于STEM項目式學習方式，提升學生實際問題解決能力及創(chuàng)新能力

本活動以“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽為主題，解決生活中的實際問題。通過資源包學習，設計、制作一個能有效減緩冰融化的保溫裝置。在挑戰(zhàn)任務過程中，學生需要調動多方面的能力與知識，綜合眾多因素，團結本組同學，共同解決問題。整個主題活動以STEM理念為指導，體現(xiàn)了任務的綜合性、有趣性，活動中提高了學生動手能力、解決實際問題的能力、創(chuàng)新實踐能力，聚焦綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。學生在做中體驗成功與快樂！

（二）以挑戰(zhàn)賽方式推進STEM活動，激發(fā)學生參與項目的積極性，幫助學生持續(xù)保持興趣

挑戰(zhàn)賽這種競賽方式，是學生喜聞樂見的學習方式。從小組合作方式來說，可以促進小組的團結，促使成員間通過共同的競賽目標形成更好的凝聚力。從活動形式來看，新穎、活潑、輕松的氛圍，使學生保持了課上及課下的較高興趣。同時，競賽方式將對作品的評價很自然地融入活動中?！氨鲃e化”挑戰(zhàn)賽也將成為我校STEM課程本土化的成果之一，成為有學校特色的STEM競賽活動。

（三）形成性評價與終結性評價、自我評價及他人評價等多種評價方式相結合

通過對產品各方面的自我評分和他人評分，形成學生對產品的全面認識，促進對產品的改進。通過教師形成性評價，關注學生在活動中的難點，及時給予指導，有效提高課堂效率，將課堂與真實的社會相聯(lián)系，完整體會創(chuàng)新產品研發(fā)的過程。

綜上所述，基于STEM理念，通過項目式主題活動，能有效地培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，學生在解決生活問題的過程中，學習各方面知識，調動多種能力，全身心地投入活動中，各展所長。由此可見，STEM活動是媒介，因為有了它，學生有機會參與解決生活實際問題;因為有了它，學生可以將科學課學來的知識真正應用在生活里;因為有了它，學生的設計能力、動手能力、繪圖能力、策劃能力、合作能力等都能得以發(fā)揮和發(fā)展;因為有了它，學生創(chuàng)新實踐能力得以提高，綜合素養(yǎng)得以提升！

參考文獻：

[1]林崇德.21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M].北京師范大學出版社，2016-03-01：274.

[2]余文森.核心素養(yǎng)導向的課堂教學[M].上海教育出版社， 2017-07-01：276.

編輯 趙飛飛