基于項(xiàng)目的STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

朱依晴

[摘 要]STEAM理念是一種綜合性的教育理念，強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神以及批判性思維。運(yùn)用STEAM理念開(kāi)展小學(xué)科學(xué)教學(xué)，設(shè)計(jì)與實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，有助于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)精神與實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展。在基于項(xiàng)目的小學(xué)科學(xué)STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)情境下的問(wèn)題解決，選擇凸顯綜合性特點(diǎn)的學(xué)習(xí)主題，實(shí)施多元化的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式，綜合考量學(xué)習(xí)前期分析、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等內(nèi)容，通過(guò)課堂觀察分析、編制項(xiàng)目學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)卷、具體分析作品來(lái)檢驗(yàn)實(shí)施效果，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]小學(xué)科學(xué);STEAM教育;項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng);設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-9068（2022）21-0071-03

STEAM是一種以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，已被廣泛運(yùn)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，且教學(xué)效果良好。STEAM教育理念的核心在于融合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等學(xué)科，通過(guò)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方式建立起連接這些學(xué)科的紐帶，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)模式，對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量具有積極的意義。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要時(shí)刻注意滲透STEAM理念，以項(xiàng)目為主設(shè)計(jì)STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行整合式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

一、小學(xué)科學(xué)STEAM教育理念概述

STEAM教育是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科為一體的綜合性教育。它與傳統(tǒng)的單學(xué)科教育方式有所區(qū)別，強(qiáng)調(diào)交叉學(xué)科的整合重構(gòu)，并結(jié)合科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生學(xué)中做、做中學(xué)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)則是以學(xué)生為主體參與項(xiàng)目活動(dòng)解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式，提倡團(tuán)體分工合作，共同完成項(xiàng)目目標(biāo)，習(xí)得多方面的知識(shí)。

小學(xué)階段是儲(chǔ)備知識(shí)的關(guān)鍵時(shí)期，學(xué)生知識(shí)需求較為強(qiáng)烈，STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)充分結(jié)合STEAM教育與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，具備可行性與可操作性，更加貼合學(xué)生的實(shí)際情況，也較符合小學(xué)科學(xué)的教學(xué)要求。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，項(xiàng)目式活動(dòng)是落實(shí)STEAM教育理念的重要途徑，在課堂上開(kāi)展由STEAM理念指導(dǎo)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，符合學(xué)生認(rèn)知水平與動(dòng)手能力的實(shí)際情況，有助于實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。綜合來(lái)看，教師在設(shè)計(jì)小學(xué)科學(xué)STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，要堅(jiān)持以真實(shí)性、開(kāi)放性、創(chuàng)造性、主體性、跨學(xué)科性為設(shè)計(jì)原則，根據(jù)實(shí)際完成學(xué)習(xí)前期分析、學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)、搭建項(xiàng)目式學(xué)習(xí)支架、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等任務(wù)，促進(jìn)活動(dòng)順利開(kāi)展。

二、基于項(xiàng)目的小學(xué)科學(xué)STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

鑒于STEAM教育理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)系密切，對(duì)基于STEAM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，可從以下幾個(gè)方面入手。

1.學(xué)習(xí)前期分析

一是學(xué)習(xí)者分析。選取杭州市某小學(xué)五年級(jí)學(xué)生作為研究對(duì)象。五年級(jí)是培養(yǎng)獨(dú)立性與發(fā)散性思維的關(guān)鍵學(xué)年，也是加快創(chuàng)新能力與社交能力發(fā)展的最佳時(shí)期。該階段學(xué)生的大腦在不斷完善功能與結(jié)構(gòu)，認(rèn)知能力及發(fā)展需求符合開(kāi)展STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)條件。

二是學(xué)習(xí)內(nèi)容分析。選取五年級(jí)科學(xué)教材中有關(guān)“光”的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入理解光與生活的密切聯(lián)系;結(jié)合生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象及相關(guān)事物進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，加深學(xué)生對(duì)光的認(rèn)識(shí)。

2.學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備

一是知識(shí)點(diǎn)分析。整理、歸納五年級(jí)教材知識(shí)點(diǎn)，圍繞什么是光、光的傳播路線以及平面鏡、凹透鏡、凸透鏡的成像特點(diǎn)等基礎(chǔ)內(nèi)容，明確待學(xué)習(xí)內(nèi)容與其他學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系。

二是STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。結(jié)合五年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，客觀看待所學(xué)習(xí)內(nèi)容與其他學(xué)科知識(shí)，形成與潛望鏡相關(guān)的跨學(xué)科項(xiàng)目。該項(xiàng)目以科學(xué)學(xué)科為主導(dǎo)，交叉融合數(shù)學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)、工程等學(xué)科知識(shí)，其中數(shù)學(xué)知識(shí)體現(xiàn)在測(cè)量與計(jì)算方面，藝術(shù)知識(shí)體現(xiàn)在潛望鏡的外觀設(shè)計(jì)方面，技術(shù)知識(shí)體現(xiàn)在材料選擇、制作技巧等方面，工程知識(shí)體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)輔助方面。

基于STEAM教育理念，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，除了基礎(chǔ)的知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、情感目標(biāo)，STEAM素養(yǎng)目標(biāo)也很重要，具體涉及完成潛望鏡項(xiàng)目的問(wèn)題解決能力、協(xié)作交流能力、技術(shù)運(yùn)用能力、批判性思維能力等，重在培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、完成問(wèn)題設(shè)計(jì)后，潛望鏡項(xiàng)目正式形成，其強(qiáng)調(diào)師生的共同參與，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題與實(shí)踐創(chuàng)新的能力。為了確保項(xiàng)目的順利實(shí)施，制訂項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)（見(jiàn)表1）很關(guān)鍵，便于整體把握項(xiàng)目定位、時(shí)間安排、資源與工具準(zhǔn)備等方面的要點(diǎn)。

3.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

一是明確項(xiàng)目。創(chuàng)設(shè)“在課桌下面躲貓貓”的游戲情境，鼓勵(lì)學(xué)生思考如何不用探頭（即蹲在課桌下）觀察教室內(nèi)的物品。教師利用PPT向?qū)W生展示與潛望鏡有關(guān)的圖片、文字、視頻，以驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題為引導(dǎo)，初步形成潛望鏡項(xiàng)目任務(wù)書(shū)，引導(dǎo)學(xué)生組建學(xué)習(xí)小團(tuán)隊(duì)，循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)自我思考、小組討論等教學(xué)目標(biāo)。

二是調(diào)查研究。通過(guò)介紹潛望鏡的歷史與原理，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍等渠道，調(diào)查與分析潛望鏡的制作原理;引導(dǎo)學(xué)生將調(diào)查所收集的資料規(guī)范地記錄在活動(dòng)記錄紙上，并根據(jù)具體的調(diào)查情況，撰寫項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)計(jì)劃書(shū)，合理分配各小組成員的任務(wù)。

三是頭腦風(fēng)暴。以小組為單位，引導(dǎo)學(xué)生思考與討論相關(guān)問(wèn)題，如如何制作簡(jiǎn)易潛望鏡、制作前需準(zhǔn)備哪些材料等;采用頭腦風(fēng)暴、角色扮演等形式，引導(dǎo)學(xué)生思考光是如何傳播的、平面鏡是否可以轉(zhuǎn)變光的傳播方向等問(wèn)題，從而推導(dǎo)得出“制作潛望鏡要用平面鏡轉(zhuǎn)變光的傳播方向”的結(jié)論。頭腦風(fēng)暴結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生以文檔的形式呈現(xiàn)簡(jiǎn)易潛望鏡的制作方案。

四是制訂計(jì)劃。依據(jù)簡(jiǎn)易潛望鏡的制作方案，畫出潛望鏡原理圖，詳細(xì)寫下制作簡(jiǎn)易潛望鏡的具體步驟，并列出工具與材料選擇、尺寸與角度計(jì)算等內(nèi)容，使制訂的操作計(jì)劃具有較高的可行性。

五是潛望鏡制作。準(zhǔn)備剪刀、膠水、膠帶、平面鏡、廢棄牙膏盒等工具，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)計(jì)劃分工合作制作潛望鏡。

六是潛望鏡測(cè)試與優(yōu)化。引導(dǎo)學(xué)生利用自己制作的潛望鏡觀察桌面以上的情況，測(cè)試并修改、完善潛望鏡。在完成潛望鏡的測(cè)試與優(yōu)化后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行成果展示與交流分享，綜合點(diǎn)評(píng)各個(gè)小組的成果，幫助學(xué)生反思學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)建議，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

4.搭建項(xiàng)目式學(xué)習(xí)支架

根據(jù)簡(jiǎn)易潛望鏡的制作情況，明確相應(yīng)的學(xué)習(xí)支架（見(jiàn)表2），引導(dǎo)學(xué)生完成潛望鏡制作項(xiàng)目。

5.項(xiàng)目評(píng)價(jià)

完成簡(jiǎn)易潛望鏡項(xiàng)目后，師生合作進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)，涉及學(xué)科知識(shí)掌握情況、具體行為表現(xiàn)等維度的評(píng)價(jià)內(nèi)容。

在評(píng)價(jià)量表方面：為學(xué)生發(fā)放個(gè)人反思量表、同伴互評(píng)量表，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自我有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)公正、客觀地評(píng)價(jià)小組成員的具體表現(xiàn)。

在試題檢測(cè)方面：根據(jù)簡(jiǎn)易潛望鏡項(xiàng)目包含的知識(shí)點(diǎn)，如光的傳播路線、光的反射定律等知識(shí)，合理編制試題，檢查項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)成效。

在項(xiàng)目成果打分方面：學(xué)生展示簡(jiǎn)易潛望鏡的成果之后，由教師與小組組長(zhǎng)進(jìn)行打分，表?yè)P(yáng)表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，鼓勵(lì)分?jǐn)?shù)較低的學(xué)生及時(shí)反思。

三、基于項(xiàng)目的小學(xué)科學(xué)STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施效果檢驗(yàn)

根據(jù)上述流程及步驟，以簡(jiǎn)易潛望鏡制作項(xiàng)目為例，引導(dǎo)學(xué)生有效完成相應(yīng)的項(xiàng)目任務(wù)。

1.課堂觀察分析

在基于項(xiàng)目的小學(xué)科學(xué)STEAM學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者與引導(dǎo)者，學(xué)生是負(fù)責(zé)動(dòng)手操作的課堂主角。在簡(jiǎn)易潛望鏡制作項(xiàng)目中，采取小組分工合作的方式，明確組內(nèi)成員分工，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織與組裝工作，記錄人員負(fù)責(zé)篩選材料與工具、現(xiàn)場(chǎng)照相以及記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程等工作。在完成活動(dòng)任務(wù)后，所有參與人員要及時(shí)進(jìn)行自評(píng)與組間互評(píng)。教師總結(jié)課堂情況，解決個(gè)別小組注意力不集中、課前準(zhǔn)備不夠充分等問(wèn)題。

綜合來(lái)看，在簡(jiǎn)易潛望鏡項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中，教師遵循以學(xué)生為主體的教育理念，觀察學(xué)生在活動(dòng)中的具體表現(xiàn)并為其提供指導(dǎo)。這樣有助于激發(fā)學(xué)生探究未知事物的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與團(tuán)隊(duì)合作能力。

2.編制項(xiàng)目式學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)卷

在簡(jiǎn)易潛望鏡制作項(xiàng)目開(kāi)始前以及結(jié)束后，分別用同一份測(cè)試卷對(duì)參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)卷應(yīng)圍繞科學(xué)知識(shí)，以及數(shù)學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)、工程等學(xué)科知識(shí)合理編制。其中，與小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容相關(guān)的測(cè)試題目，主要包括潛望鏡的設(shè)計(jì)原理、潛望鏡的起源探究、潛望鏡對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響、潛望鏡的實(shí)際應(yīng)用、簡(jiǎn)易潛望鏡制作的工具與材料、簡(jiǎn)易潛望鏡制作的注意事項(xiàng)等。與其他學(xué)科知識(shí)相關(guān)的測(cè)試內(nèi)容，涉及具體的計(jì)算與測(cè)量、外觀設(shè)計(jì)與包裝、信息技術(shù)運(yùn)用等方面。

綜合來(lái)看，運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)卷進(jìn)行測(cè)試，各小組的測(cè)評(píng)基本達(dá)到規(guī)定要求，檢驗(yàn)了學(xué)生的知識(shí)與能力情況。

3.具體作品分析

在簡(jiǎn)易潛望鏡項(xiàng)目活動(dòng)結(jié)束后，以個(gè)人或小組的形式展示個(gè)人或小組成果。教師應(yīng)結(jié)合具體作品的展示情況，制訂綜合性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，圍繞項(xiàng)目執(zhí)行能力、協(xié)作交流能力、學(xué)術(shù)能力、分析與解決問(wèn)題能力等方面進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，以優(yōu)秀、良好、合格、不合格作為評(píng)價(jià)等級(jí)。

從學(xué)生作品的展示情況來(lái)看，簡(jiǎn)易潛望鏡項(xiàng)目涉及多個(gè)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，大部分學(xué)生能夠按照項(xiàng)目要求制作潛望鏡，實(shí)現(xiàn)潛望鏡的基本功能。個(gè)別學(xué)生制作的潛望鏡還具有豐富的創(chuàng)意點(diǎn)，如考慮便于攜帶的問(wèn)題，基于天線的伸縮原理，制作了具有一定伸縮功能的潛望鏡?？梢?jiàn)，學(xué)生除了掌握基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，對(duì)項(xiàng)目作品也進(jìn)行了深入的思考與創(chuàng)新。

四、小學(xué)科學(xué)STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施建議

在小學(xué)科學(xué)STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中，要堅(jiān)持以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為引導(dǎo)，以獲得更好的學(xué)習(xí)效果。

1.體驗(yàn)真實(shí)情境下的問(wèn)題解決

在小學(xué)科學(xué)STEAM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，有待研究的項(xiàng)目應(yīng)是社會(huì)真實(shí)問(wèn)題。創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)生活緊密相關(guān)的問(wèn)題情境，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與活動(dòng)的積極性。此外，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的項(xiàng)目情境，設(shè)計(jì)體驗(yàn)性較強(qiáng)的項(xiàng)目活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)能力解決相關(guān)問(wèn)題，促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)學(xué)習(xí)與日常生活緊密聯(lián)系，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，發(fā)揮項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的應(yīng)用價(jià)值。

2.選擇凸顯綜合性特點(diǎn)的學(xué)習(xí)主題

STEAM教育要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題，這些知識(shí)不限于科學(xué)學(xué)科內(nèi)容，可來(lái)自其他具有關(guān)聯(lián)性的學(xué)科，這恰好體現(xiàn)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的綜合性特點(diǎn)。在開(kāi)展具體學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，教師要考慮活動(dòng)內(nèi)容的綜合性，引導(dǎo)學(xué)生合理地選擇項(xiàng)目式學(xué)習(xí)主題，以獲取更好的學(xué)習(xí)效果。

3.實(shí)施多元化的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式

STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)形成性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)并重的多元化評(píng)價(jià)方式，以便獲得更加客觀、公正的評(píng)價(jià)結(jié)果。在小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師不僅要記錄學(xué)生完成的項(xiàng)目成果，還要記錄學(xué)生完成任務(wù)的具體過(guò)程，采用教師評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)兩種方式，完善評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)評(píng)價(jià)方式的多元化。

（責(zé)編 杜 華）