STEM理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐探索

☉張 麗 田雪梅

STEM即科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科的簡(jiǎn)稱。STEM強(qiáng)調(diào)多個(gè)學(xué)科的交叉與融合。近年來(lái)我國(guó)STEM教育迅猛發(fā)展，教育同仁們也在不斷進(jìn)行教學(xué)探索和科學(xué)研究，希望可以提出更加適宜我國(guó)學(xué)情的科學(xué)課堂教學(xué)模式。在小學(xué)科學(xué)課堂中開(kāi)展STEM教育可以促使小學(xué)生思維的拓展與開(kāi)放以及知識(shí)系統(tǒng)化。在STEM課堂中，相關(guān)問(wèn)題的解決或者是相關(guān)學(xué)習(xí)項(xiàng)目的開(kāi)展與實(shí)施，需要學(xué)生將自己所習(xí)得的多領(lǐng)域知識(shí)加以靈活運(yùn)用。發(fā)現(xiàn)達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方式與途徑并不是唯一的，這就促使學(xué)生的思維得到鍛煉，進(jìn)而養(yǎng)成靈活思辨的學(xué)習(xí)習(xí)慣。因此，科學(xué)教師應(yīng)針對(duì)小學(xué)科學(xué)STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式基本結(jié)構(gòu)程序和教師指導(dǎo)原則策略進(jìn)行探索，以期幫助小學(xué)生提升其科學(xué)素養(yǎng)。

一、STEM理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)涵及應(yīng)用現(xiàn)狀

縱觀我國(guó)當(dāng)前義務(wù)教育課堂，不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是小學(xué)還是中學(xué)往往都傾向于采用分科教學(xué)的課堂開(kāi)展模式，即單個(gè)學(xué)科教師只專注于教學(xué)單一科目，并不重視學(xué)科之間的融合聯(lián)系以及交流。單一學(xué)科教學(xué)模式雖有利于學(xué)科知識(shí)的精細(xì)化，卻不利于各科知識(shí)的整體化以及多領(lǐng)域技能的融會(huì)貫通以及后續(xù)的綜合應(yīng)用。單—學(xué)科教學(xué)為主的教學(xué)現(xiàn)狀更需要學(xué)科教師從本校硬件教學(xué)設(shè)施實(shí)際出發(fā)，從基礎(chǔ)學(xué)科課程出發(fā)，尋找適合進(jìn)行“知識(shí)跨界”和“技能融合”的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，進(jìn)行科學(xué)課程的設(shè)計(jì)整合，構(gòu)建貼合科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的融合型課程。所以，以STEM教育理念以及基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式就應(yīng)運(yùn)而生。

與傳統(tǒng)科學(xué)課堂開(kāi)展理念相比，STEM教育更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的融合［1］。新一輪教改實(shí)施以來(lái)，以STEM為基本核心的小學(xué)科學(xué)教學(xué)結(jié)構(gòu)已逐步達(dá)成基本建立的目標(biāo)。如何使學(xué)生真正成為STEM的主體已成為當(dāng)前階段小學(xué)科學(xué)課程改革的重要問(wèn)題之一?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)STEM教育理念進(jìn)行了定義，STEM作為一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)進(jìn)行了有機(jī)的融合，使多領(lǐng)域知識(shí)成為一個(gè)知識(shí)整體。該種教學(xué)模式下，教師在推進(jìn)教學(xué)任務(wù)的過(guò)程中，可以關(guān)注學(xué)科融合方面的內(nèi)容，并且對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行一定的引導(dǎo)，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的把握。同時(shí)，借助于該種教學(xué)方式，教師也能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維模式等產(chǎn)生一定的影響。

二、STEM理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)特征分析

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)主要有以下特征：1．存在一個(gè)可以有效組織學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)且探究欲望強(qiáng)烈持久的活動(dòng)主題；2．學(xué)生可以根據(jù)某一作品的制作與生成進(jìn)行小組討論與交流，從而在作品制作中發(fā)現(xiàn)新線索、新問(wèn)題；3．在參與活動(dòng)、解決問(wèn)題時(shí)學(xué)生要將多領(lǐng)域知識(shí)融會(huì)貫通并靈活選取知識(shí)加以應(yīng)用，以多領(lǐng)域知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題；4．在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中所開(kāi)展的探究活動(dòng)既要涉及學(xué)科教師也要涉及學(xué)生，在這一活動(dòng)中師生互助共同進(jìn)步；5．在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，需要利用多種認(rèn)知工具以及媒體資源以達(dá)到自身探究目標(biāo)。參與項(xiàng)目式STEM學(xué)習(xí)的學(xué)生，首先，對(duì)學(xué)習(xí)與活動(dòng)內(nèi)容有關(guān)的諸如科學(xué)、工程等知識(shí)與理念進(jìn)行學(xué)習(xí)，再進(jìn)行活動(dòng)工具的組裝以及相關(guān)設(shè)施的改進(jìn)；其次，以活動(dòng)小組為單位進(jìn)行探究式的合作練習(xí)；最后，進(jìn)行STEM技能評(píng)價(jià)，主體既可以是學(xué)生個(gè)體，也可以是活動(dòng)小組或?qū)W生群體［2］。

三、STEM理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐分析

基于四至六年級(jí)學(xué)生的年齡特點(diǎn)以及其知識(shí)積累水平，可以將四至六年級(jí)學(xué)生定位為“中等活動(dòng)參與人員”。教師在設(shè)計(jì)STEM活動(dòng)時(shí)，應(yīng)將學(xué)生主體、項(xiàng)目研究客體、實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)所需工具、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所等諸多要素進(jìn)行全方面考慮。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生基本情況的把握，通過(guò)應(yīng)用符合學(xué)生學(xué)情的方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行引導(dǎo)，以增強(qiáng)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這對(duì)提高學(xué)生的綜合能力有著重要的意義。

（一）以學(xué)生為主體，圍繞問(wèn)題開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更加重視學(xué)生的主體作用，更為強(qiáng)調(diào)學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、自主探究式解決問(wèn)題。課程標(biāo)準(zhǔn)也更加鼓勵(lì)與提倡小學(xué)生發(fā)揮自己的參與主動(dòng)性，通過(guò)探究活動(dòng)沉浸式體驗(yàn)科學(xué)的美麗［3］。鑒于此，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要圍繞學(xué)生來(lái)進(jìn)行主題的設(shè)計(jì)與構(gòu)思。主題的設(shè)計(jì)要更符合四至六年級(jí)學(xué)生的思維特征以及認(rèn)知水平，活動(dòng)主題的設(shè)計(jì)也要針對(duì)學(xué)生好奇心極強(qiáng)、探索欲極強(qiáng)的個(gè)性特征和認(rèn)知水平。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，為學(xué)生營(yíng)造出自主化、合作式、開(kāi)放性的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)與多領(lǐng)域知識(shí)的積極性。問(wèn)題作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵點(diǎn)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的探究任務(wù)更是圍繞問(wèn)題來(lái)進(jìn)行。為使STEM理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)順利開(kāi)展，科學(xué)教師應(yīng)在學(xué)習(xí)探究活動(dòng)開(kāi)展之前對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行細(xì)致調(diào)查與設(shè)計(jì)，使學(xué)習(xí)活動(dòng)更加貼合學(xué)生實(shí)際，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際性的、針對(duì)性的幫助，精簡(jiǎn)探究問(wèn)題，避免問(wèn)題描述過(guò)于繁瑣而為學(xué)生造成理解上的歧義。

通過(guò)長(zhǎng)期科學(xué)課堂的開(kāi)展與探索活動(dòng)的組織，不難發(fā)現(xiàn)，小學(xué)生經(jīng)常會(huì)針對(duì)生活中的現(xiàn)象提問(wèn)。無(wú)論是彩虹的形成過(guò)程還是空氣中都存在什么亦或是植物的生長(zhǎng)，都會(huì)引發(fā)學(xué)生的求知欲望。這一好奇心的驅(qū)使更促生了小學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)現(xiàn)象的探知欲望。而科學(xué)教師作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的指引者與組織者，就要在充分尊重學(xué)生的前提之下，挖掘教材中學(xué)生感興趣的科學(xué)知識(shí)組織開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，使學(xué)生在興趣指引下開(kāi)展探究活動(dòng)。

例如，在教學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《植物的生長(zhǎng)變化》單元，學(xué)生在長(zhǎng)期生活探索中會(huì)對(duì)“生命”這一主題產(chǎn)生濃厚的探索興趣。植物作為戶外活動(dòng)中最常見(jiàn)的生命體，更易使學(xué)生產(chǎn)生諸如“植物是怎么長(zhǎng)大的？是從什么變來(lái)的？”等相似問(wèn)題。因此，教師可以圍繞《鳳仙花的一生》開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，首先鼓勵(lì)學(xué)生自由討論：“植物是從種子逐漸長(zhǎng)大的，那么種子發(fā)芽都需要什么條件呢？種子的根是怎樣生長(zhǎng)的？”“你對(duì)植物的莖、葉、花等的認(rèn)識(shí)有多少？”“鳳仙花的一生是怎樣的一個(gè)過(guò)程？”。學(xué)生在長(zhǎng)期生活觀察中可以得出諸如“種子發(fā)芽需要的條件”“莖是傳輸植物養(yǎng)分的”“葉的光合作用為植物的生長(zhǎng)提供了保障”等答案，教師在充分保留各方意見(jiàn)、予以學(xué)生尊重的同時(shí)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)主題的過(guò)渡式說(shuō)明，“影響植物生長(zhǎng)的各種因素”，以引出“鳳仙花的一生”主題的項(xiàng)目式活動(dòng)。隨后，教師予以學(xué)生一定的自主討論時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和思維成果，同其他學(xué)生分享自己的看法，因而他們?cè)谥R(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，能夠擁有一定的機(jī)會(huì)對(duì)自己的想法進(jìn)行表述，也能夠?qū)λ说南敕ㄟM(jìn)行了解，從而提高綜合能力。同時(shí)，借助于問(wèn)題情境的方式，教師能夠?qū)W(xué)生的主觀能動(dòng)性進(jìn)行一定的激發(fā)，使學(xué)生能夠充分地把握課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間，牢牢地把握課堂所學(xué)的內(nèi)容。

（二）多學(xué)科知識(shí)融合教學(xué)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)根據(jù)知識(shí)的類別多樣性可以分為多種，可以是針對(duì)某一特定學(xué)科的深入探究，也可以是跨領(lǐng)域的整合知識(shí)實(shí)踐學(xué)習(xí)［4］。教師要注意，在選擇STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域之間的聯(lián)系。以各個(gè)學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)為基準(zhǔn)構(gòu)建項(xiàng)目式科學(xué)課程，不僅能夠提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。對(duì)于小學(xué)階段的四至六年級(jí)的學(xué)生而言，考慮到其心智發(fā)展水平，在小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)置中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)應(yīng)有一定的度，在拓展和深化項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)注意適度與適量。教師應(yīng)對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行細(xì)化，提高不同年級(jí)小學(xué)生學(xué)習(xí)的可行性。另外，小學(xué)科學(xué)教師還要注重，STEM理念融入時(shí)要突顯學(xué)習(xí)過(guò)程中的探究性，以及培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)思維的活躍性和嚴(yán)謹(jǐn)性。在開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，也要從設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)為切入點(diǎn)，選擇合適的教學(xué)活動(dòng)組織設(shè)計(jì)開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，并從學(xué)生認(rèn)知角度，讓學(xué)生參與實(shí)際活動(dòng)中。這樣才能便于學(xué)生從觀察中發(fā)現(xiàn)，從思考中探究與解決問(wèn)題，從而完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)。

在“鳳仙花一生”的項(xiàng)目式活動(dòng)中，通過(guò)設(shè)計(jì)種子種植盒子，學(xué)生可以習(xí)得工程設(shè)計(jì)知識(shí)與建筑知識(shí)；通過(guò)進(jìn)行種子發(fā)芽條件的變量實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)照組變量實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)對(duì)比這一科學(xué)知識(shí)，也可滲透數(shù)學(xué)發(fā)芽率等知識(shí)；通過(guò)仔細(xì)觀察鳳仙花的生長(zhǎng)過(guò)程，學(xué)生可以學(xué)習(xí)生物的知識(shí)；通過(guò)日常觀察，為學(xué)生寫(xiě)好有關(guān)植物的作文提供了直觀的素材，還可以讓學(xué)生用畫(huà)圖或攝像記錄下鳳仙花生長(zhǎng)過(guò)程中你認(rèn)為美的一面，獲得美感；而通過(guò)整體實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的記錄、數(shù)據(jù)整理與計(jì)算，學(xué)生可以習(xí)得數(shù)學(xué)知識(shí)。同時(shí)，教師還可以借助于這一素材，將其同語(yǔ)文教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行融合，引導(dǎo)學(xué)生完成題目為《鳳仙花一生》的文章，使學(xué)生能夠在知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，積極主動(dòng)地應(yīng)用語(yǔ)文思維的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)科內(nèi)容的把握。借此，教師不僅能夠?qū)W(xué)生的思維進(jìn)行活躍，還能夠幫助學(xué)生享受知識(shí)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，這對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量也有著不言而喻的重要性。

（三）通過(guò)模擬情境實(shí)踐學(xué)習(xí)

STEM理念引導(dǎo)下的學(xué)習(xí)模式作為新型的、以學(xué)生為主的、問(wèn)題探究式的學(xué)習(xí)模式，強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題激發(fā)學(xué)生探索興趣與實(shí)驗(yàn)興趣，重視科學(xué)問(wèn)題的解決與潛在知識(shí)的應(yīng)用以及落實(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維、勇于實(shí)踐的品質(zhì)。同時(shí)，借助于模擬情境的方式，教師可以在教學(xué)的過(guò)程中，增強(qiáng)學(xué)生的課堂體驗(yàn)感，使學(xué)生能夠加強(qiáng)對(duì)于所學(xué)內(nèi)容的把握，從而有效提高學(xué)生的綜合能力。例如，在學(xué)習(xí)四年級(jí)下冊(cè)《電路》單元的最后一課《模擬安裝照明電路》時(shí)，首先，老師可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)入一個(gè)虛擬的房間，自己設(shè)計(jì)電路；其次，用已學(xué)的知識(shí)在合適的位置安裝燈泡和開(kāi)關(guān)，并使其能夠亮起來(lái)，從而達(dá)到自己想要的效果。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，使學(xué)生能夠借助于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的思維方式，嘗試對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。同時(shí)，教師還可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)，以幫助學(xué)生了解情境實(shí)踐的策略，從而能夠幫助學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，提高學(xué)生的綜合能力。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要保證學(xué)習(xí)項(xiàng)目是合理且真實(shí)的。因此，在教學(xué)時(shí)，教師可以通過(guò)創(chuàng)建與問(wèn)題相關(guān)的情景來(lái)模擬問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備充足的項(xiàng)目資料和情景背景，讓學(xué)生能夠真正融入學(xué)習(xí)項(xiàng)目之中。這不僅能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力。在情景模擬中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位針對(duì)情景問(wèn)題展開(kāi)研究和探討，合作設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決方案?！赌M安裝照明電路》貼近生活，但小學(xué)生在生活中會(huì)接觸不同的安裝場(chǎng)景，所以在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師選擇此課開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)比較適合項(xiàng)目式教學(xué)意義。教師也可以創(chuàng)設(shè)模擬照明電路安裝的情境，激活學(xué)生參與和動(dòng)手實(shí)踐的能力，這樣不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)教材知識(shí)，也能夠通過(guò)實(shí)踐性的項(xiàng)目化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，從而在實(shí)踐操作中加深學(xué)生對(duì)于本課知識(shí)的理解與掌握。通過(guò)情境模擬項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生切身體會(huì)到科學(xué)與生活之間的聯(lián)系，直接作用于學(xué)生的日常生活，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和解決問(wèn)題的能力。

四、結(jié)語(yǔ)

STEM理念與當(dāng)前火熱開(kāi)展的新課改有著教育目標(biāo)上的相似性。因此，教師在進(jìn)行新課改理念指導(dǎo)下的小學(xué)科學(xué)課堂時(shí)，就可以將STEM理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行及時(shí)引入與適當(dāng)擴(kuò)充。同時(shí)，也要強(qiáng)調(diào)這種學(xué)習(xí)活動(dòng)多元化評(píng)價(jià)，避免傳統(tǒng)課堂中較為單一的評(píng)價(jià)形式，以多種措施使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到提升。