基于翻轉(zhuǎn)課堂STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)化策略

◇景海津（江蘇：海安市高新區(qū)孫莊小學(xué)）

信息技術(shù)與學(xué)科課程整合是學(xué)科教學(xué)改革的趨勢之一，基于信息技術(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生、學(xué)習(xí)為主體，催生了傳統(tǒng)教學(xué)模式的變革。小學(xué)STEM 項(xiàng)目式教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生在合作探究過程中感受創(chuàng)造的快樂，和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的理念是一致的。在教學(xué)過程中，可以基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，從課前自學(xué)、課中探究以及課后延伸三個環(huán)節(jié)優(yōu)化STEM 項(xiàng)目式教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

在信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)整合的教育改革視域下，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式逐步應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)，改變了師生教與學(xué)的方式。翻轉(zhuǎn)課堂是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種超越，強(qiáng)調(diào)教師的課程開發(fā)能力和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。課前，教師制作微課，上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，并完成預(yù)習(xí)單；課上，師生、生生圍繞核心任務(wù)進(jìn)行合作、交流，幫助學(xué)生鞏固并內(nèi)化知識；課后，學(xué)生觀看微課，拓展延伸知識。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的主體是學(xué)生，教師的角色發(fā)生了變化，由知識的傳授者向?qū)W生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、合作者轉(zhuǎn)變。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生在探究式學(xué)習(xí)中提升科學(xué)素養(yǎng)，這和翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的教學(xué)理念是一致的。

STEM 理念下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，促進(jìn)學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程等領(lǐng)域的知識，借助循序漸進(jìn)的設(shè)計(jì)和探究活動，創(chuàng)造性地完成相關(guān)項(xiàng)目，最終指向生活問題的有效解決，幫助學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐活動中提升科學(xué)素養(yǎng)。

本文以教學(xué)《做個太陽能熱水器》為例，基于生活實(shí)際問題的解決，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，以STEM 教學(xué)理念為基礎(chǔ)，通過問題解決助推教學(xué)。

一、基于翻轉(zhuǎn)課堂的小學(xué)STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的必要性

（一）按照課標(biāo)要求，開展主動探究

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，小學(xué)低年級要開設(shè)科學(xué)課程，而且增加了STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容，和時下流行的課程整合教育理念高度契合，和重視科學(xué)素養(yǎng)培育的國際教改趨勢相一致。STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)重在引導(dǎo)學(xué)生感受和體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對人類社會生活的推動作用，同時綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，在設(shè)計(jì)制作和實(shí)踐優(yōu)化等操作實(shí)踐中，自主解決生活實(shí)際問題。例如，在《做個太陽能熱水器》一課教學(xué)中，學(xué)生要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，首先要了解太陽能熱水器的工作原理，然后再靈活選擇適宜的制作材料，優(yōu)化太陽能熱水器的設(shè)計(jì)方案并動手制作?；诜D(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，教師在優(yōu)化設(shè)計(jì)本課教學(xué)時，可以首先引導(dǎo)學(xué)生課前通過觀看微課自主學(xué)習(xí)，然后在課堂上組織學(xué)生交流討論，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，小組合作完成作品?；诜D(zhuǎn)課堂教學(xué)理念的STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，首倡的學(xué)習(xí)方式是“自主、合作和探究”。學(xué)生在課堂上有更多的自主探究和合作學(xué)習(xí)的時空，可以最大限度地發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，不斷提升科學(xué)學(xué)習(xí)效率。

（二）突破課堂桎梏，拓展探究時空

在傳統(tǒng)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師指導(dǎo)學(xué)生開展STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時，常常會碰到學(xué)習(xí)探究時間不足的教學(xué)難題。例如，教學(xué)《做個太陽能熱水器》一課時，傳統(tǒng)課堂的教學(xué)流程一般如下：首先，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)太陽能熱水器的科學(xué)知識；其次，教師啟發(fā)學(xué)生思考選擇制作太陽能熱水器的材料，如何科學(xué)有效地提升太陽能熱水器的吸熱和保溫能力；最后，學(xué)生交流討論，優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行制作活動。這種課堂教學(xué)模式以知識傳授為主，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，學(xué)習(xí)形式比較單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的探究熱情，最為關(guān)鍵的是學(xué)生自主操作實(shí)踐的時間嚴(yán)重不足，所以完成作品的效率和優(yōu)良率難以保證。從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求來看，本課的教學(xué)重點(diǎn)是學(xué)生自主合作探究，完成太陽能熱水器的制作，如果教師的講授時間擠占了學(xué)生的探究時間，學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位就無法落實(shí)。借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，教師可以有效解決STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探究時間不足的教學(xué)問題。教師可以把相關(guān)的科學(xué)知識制作成學(xué)習(xí)微課，要求學(xué)生在上課之前自主觀看學(xué)習(xí)，并完成以太陽能熱水器設(shè)計(jì)方案為主體的學(xué)習(xí)任務(wù)單。這樣處理，把知識傳授移至課前，課堂教學(xué)時間得到了合理分配，不但能夠提升教學(xué)效率，還可以有效激發(fā)學(xué)生的自主探究熱情。有了充裕的探究時間，學(xué)生就可以在科學(xué)課堂上通過小組合作方式，展開深入的學(xué)習(xí)探討，教師也可以深入學(xué)生中間去點(diǎn)撥引導(dǎo)，教學(xué)指導(dǎo)更有針對性和實(shí)效性。

（三）立足學(xué)生個性，實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，小學(xué)科學(xué)教學(xué)要立足所有學(xué)生，促進(jìn)每一個學(xué)生的個性發(fā)展。眾所周知，學(xué)生的個性存在差異性，課堂教學(xué)要立足學(xué)生個體差異性，有的放矢地教學(xué)，最大限度地提升所有學(xué)生的能力。通常來說，一個班級有四十名左右的學(xué)生，教師難以關(guān)注到每個學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，特別是在STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教學(xué)時間非常寶貴，教師難以兼顧所有學(xué)生并因材施教。基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念，在《做個太陽能熱水器》一課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以從自身學(xué)情出發(fā)，觀看微課并思考記錄，通過學(xué)習(xí)任務(wù)單呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。在課堂教學(xué)中，教師著重引導(dǎo)學(xué)生交流太陽能熱水器的設(shè)計(jì)方案，在反饋中答疑解惑，修改完善，并和學(xué)生進(jìn)行深度交流，有針對性地解決學(xué)生存在的困惑，確保每個學(xué)生的思維都能得以進(jìn)一步提升。課后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助微課，自主拓展，延伸學(xué)習(xí)，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)探究欲望，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂的小學(xué)STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的策略

一言以蔽之，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程可以分為課前預(yù)學(xué)、課上共學(xué)和課后延學(xué)三個階段，教師的教和學(xué)生的學(xué)相互作用，共同推進(jìn)教學(xué)的開展。例如，在《做個太陽能熱水器》教學(xué)中，具體教學(xué)策略如下。

（一）課前預(yù)學(xué)

所謂課前預(yù)學(xué)，就是學(xué)生借助學(xué)習(xí)支架自主學(xué)習(xí)的思維過程。從學(xué)情角度看，小學(xué)五年級學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)已初步形成，好奇心和求知欲很強(qiáng)，對STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的興趣非常濃厚。引導(dǎo)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺觀看微課，開展課前預(yù)學(xué)活動，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也可以有力提升學(xué)生的自學(xué)能力?！蹲鰝€太陽能熱水器》預(yù)學(xué)微課主要介紹了太陽能熱水器的構(gòu)成、各個組件的功能及科學(xué)原理，學(xué)生可以從自己的科學(xué)基礎(chǔ)和理解能力出發(fā)，隨時掌控自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏，這樣可以減少傳統(tǒng)課堂中教師的單向講解傳授，學(xué)生從知識的被動接受者蛻變?yōu)橹R的主動建構(gòu)者。學(xué)生以學(xué)習(xí)任務(wù)單為載體，深入學(xué)習(xí)預(yù)學(xué)微課，完成學(xué)習(xí)任務(wù)：（1）有哪些方法可以提高太陽能熱水器的吸熱能力？（2）有哪些方法可以提高太陽能熱水器的保溫能力？（3）完成太陽能熱水器的設(shè)計(jì)草圖。在課前預(yù)學(xué)過程中，學(xué)生一定會碰到這樣或那樣的問題，比如，“太陽能熱水器的集熱器、儲水箱用什么材料為宜？”“紙盒需要密封嗎？”等。教師通過學(xué)生的預(yù)學(xué)情況，可以充分了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑惑，并及時指導(dǎo)學(xué)生在線與教師、學(xué)生進(jìn)行交流探討。引導(dǎo)學(xué)生開展課前預(yù)學(xué)，可以有效解決傳統(tǒng)課堂形式單調(diào)、時間不足等問題，拓寬了科學(xué)教學(xué)的時空。學(xué)生真正成了科學(xué)學(xué)習(xí)的主人，在興趣的驅(qū)動下開展自主學(xué)習(xí)，提升了學(xué)習(xí)效率。

（二）課上共學(xué)

課上共學(xué)是探究學(xué)習(xí)的主體部分，是教師的教和學(xué)生的學(xué)相互作用的重要階段。和傳統(tǒng)科學(xué)課堂不同，在翻轉(zhuǎn)課堂的STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生在課前對學(xué)習(xí)內(nèi)容已有一定的認(rèn)知和探究，他們通過課前預(yù)學(xué)，了解了太陽能熱水器的相關(guān)知識和自己個性化的設(shè)計(jì)方案。在課堂上，教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行交流討論，在思維碰撞中解決疑問，在小組合作學(xué)習(xí)中不斷完善設(shè)計(jì)方案。例如，學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中會產(chǎn)生這樣的疑惑：“鋁箔紙放在什么地方合適？”“要把紙盒的哪些地方涂黑？”“怎樣調(diào)整角度確保陽光直射太陽能熱水器？”教師可以順勢引導(dǎo)學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴，促進(jìn)學(xué)生遷移運(yùn)用知識，靈活借助知識解決實(shí)際問題。針對一些學(xué)生的特殊問題，教師可以一對一地開展指導(dǎo)，開展個性化教學(xué)。在教師和學(xué)生的多維互動交流中，學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位得到了落實(shí)，創(chuàng)新能力和思維品質(zhì)得到了有效提升，學(xué)習(xí)效率顯著提高。學(xué)生在修改完善設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，借助課前搜集的材料，借助小組合作，集思廣益，充分調(diào)動組員的創(chuàng)造性，群策群力動手制作太陽能熱水器。在集中展示階段，學(xué)生相互介紹作品并分享制作體驗(yàn)，有效實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)目標(biāo)。課前預(yù)學(xué)不僅可以有效引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行初步理解，還充分保證了課上共學(xué)的交流探討時間。在課上共學(xué)階段，教師把學(xué)生推到了課堂的正中央，有效落實(shí)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，促進(jìn)學(xué)生通過自主、合作、探究學(xué)習(xí)，通過設(shè)計(jì)、制作、交流作品的學(xué)習(xí)過程，不斷提升其科學(xué)素養(yǎng)，有效提高了課上共學(xué)的教學(xué)效率。

（三）課后延學(xué)

課后延學(xué)階段，主要是促進(jìn)學(xué)生在遷移運(yùn)用中深化課堂上所掌握的知識。在傳統(tǒng)科學(xué)課堂中，學(xué)生在制作、交流作品之后，沒有自主總結(jié)提升的機(jī)會，教師在教學(xué)總結(jié)時也只是蜻蜓點(diǎn)水，拓展延伸匆匆?guī)н^。學(xué)生缺少鞏固強(qiáng)化知識的機(jī)會，被動學(xué)習(xí)的效果可想而知。在基于翻轉(zhuǎn)課堂的STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生在課后延學(xué)階段，可以工程報告書為載體，自主總結(jié)設(shè)計(jì)、制作過程中的全程體驗(yàn)，并上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，教師即時評價并點(diǎn)撥引導(dǎo)。有能力的學(xué)生還可以延伸學(xué)習(xí)相關(guān)微課，比如，《怎樣檢驗(yàn)太陽能熱水器的效能》，自主嘗試檢驗(yàn)，滿足學(xué)有余力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求?；谕卣寡訉W(xué)的檢驗(yàn)試驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的探究熱情，能夠有效提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

三、結(jié)語

基于翻轉(zhuǎn)課堂的STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)促進(jìn)了科學(xué)與其他學(xué)科課程的有效融合，顛覆了“先教后學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，促進(jìn)了課堂教學(xué)的深度變革。在STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)領(lǐng)域引入翻轉(zhuǎn)課堂，可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐載體，順應(yīng)學(xué)生的個體差異，促進(jìn)學(xué)生的個性發(fā)展。誠然，基于翻轉(zhuǎn)課堂的STEM 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也對教師、學(xué)生和家長提出了新的挑戰(zhàn)，有必要在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步研究和探討。