STEAM理念下項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)踐初探
——以“模擬安裝照明電路”為例

浙江省衢州市柯城區(qū)禮賢小學(xué)(324000) 趙風(fēng)云

目前，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)一般都是在STEAM理念下進(jìn)行，以科學(xué)知識和項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主要途徑，不斷地用驅(qū)動(dòng)性問題貫穿課堂，讓學(xué)生自主地進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。本文重點(diǎn)闡述在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，以STEAM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為主線，學(xué)生自主實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中所遇到的一些問題以及解決這些問題的途徑。從學(xué)生的生活熱點(diǎn)著手引導(dǎo)，讓學(xué)生通過項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，既能夠用科學(xué)思維思考問題，又能用綜合學(xué)科技能解決問題。整個(gè)學(xué)習(xí)過程包括設(shè)計(jì)方案、實(shí)施和改進(jìn)過程、最終目標(biāo)達(dá)成等，既提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)又提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

1 依據(jù)目標(biāo)“定”真項(xiàng)目

筆者敘述的內(nèi)容主要是教科版小學(xué)科學(xué)四年級下冊第2單元“電路”的第8課，屬于物質(zhì)科學(xué)范疇，本課的主要科學(xué)概念目標(biāo)：選擇不同的材料，可以連接出不同的電路；工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，可以通過建造模型來測試自己的設(shè)計(jì)并進(jìn)行有針對性的改進(jìn)；科學(xué)探究目標(biāo)：根據(jù)已經(jīng)掌握的電路知識，按要求設(shè)計(jì)電路；根據(jù)設(shè)計(jì)，“安裝”電路到房間中。本課是電路單元學(xué)習(xí)的總結(jié)課，是典型的科學(xué)與工程實(shí)踐課，突出體現(xiàn)技術(shù)與工程領(lǐng)域目標(biāo)中“工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)”的要求。通過前期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了怎樣連接一個(gè)電路和怎樣用開關(guān)來控制電路的通與斷。本課以設(shè)計(jì)一個(gè)房間照明電路為工程任務(wù)，明確安裝在小房間中作為限制條件，學(xué)生要綜合書桌、床、窗戶等因素，通過項(xiàng)目組合作的方式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)活動(dòng)。由于受到各方面限制，安裝房間照明電路不是本課目的，以真實(shí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用單元知識進(jìn)行工程設(shè)計(jì)活動(dòng)才是本課的核心內(nèi)容與目標(biāo)[1]。

“電”在我們生活中隨處可見，但出于用電安全的考慮，學(xué)生平時(shí)對電的研究是比較有限的，四年級學(xué)生對電學(xué)知識還是處于比較好奇的階段，知道電能是我們生活中最重要的能源之一。本節(jié)課學(xué)生會(huì)迎來一個(gè)新的挑戰(zhàn)，通過工程實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生解決“技術(shù)與工程實(shí)踐”問題的能力。本案例分為兩個(gè)課時(shí)，內(nèi)容包括：按照兩個(gè)開關(guān)分別控制兩盞燈的要求設(shè)計(jì)、改進(jìn)和組裝照明電路。

2 創(chuàng)設(shè)情境“做”真項(xiàng)目

2.1 問題與聚焦

當(dāng)今社會(huì)大家聊得較多的話題就是房子，房價(jià)一漲再漲，裝修市場也是魚龍混雜。如何裝修困擾著很多人，老師也被裝修困擾著，那么，請同學(xué)們來給你自己的房間設(shè)計(jì)一個(gè)房間照明電路。按照學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，房間既可以看書學(xué)習(xí)又可以當(dāng)臥室睡覺，照明燈和閱讀燈由兩個(gè)開關(guān)控制。根據(jù)學(xué)生自己提出的安裝要求，開始“模擬安裝照明電路”的項(xiàng)目化探究活動(dòng)。

2.1.1 活動(dòng)一：設(shè)計(jì)和改進(jìn)房間照明電路圖

(1)學(xué)生根據(jù)提供的材料，項(xiàng)目組討論并設(shè)計(jì)好床、書桌和窗戶的位置，并用相應(yīng)的粘貼紙將其貼到相應(yīng)的位置。

(2)設(shè)計(jì)電路：需要設(shè)計(jì)標(biāo)注兩盞電燈、兩個(gè)開關(guān)的位置(房間需安裝兩盞電燈即照明燈和閱讀燈，并由兩個(gè)開關(guān)分別控制)。

(3)小組討論并畫設(shè)計(jì)圖。

(4)交流并完善設(shè)計(jì)，請學(xué)生匯報(bào)小組設(shè)計(jì)。交流時(shí)重點(diǎn)關(guān)注小燈泡和開關(guān)的位置。交流后，讓小組完善設(shè)計(jì)。

各個(gè)項(xiàng)目組的設(shè)計(jì)圖并不要求一樣，教師鼓勵(lì)學(xué)生用不同的設(shè)計(jì)圖，這樣有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維。通過各個(gè)小組的交流和展示，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)能夠讓兩個(gè)開關(guān)分別控制兩盞燈的相似之處：一個(gè)開關(guān)和照明燈應(yīng)該同另一個(gè)開關(guān)和閱讀燈并聯(lián)，總結(jié)出設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是：實(shí)用、科學(xué)、美觀、創(chuàng)意。按照以上標(biāo)準(zhǔn)將自己的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改。

2.1.2 活動(dòng)二：組裝和改進(jìn)房間照明電路

在此活動(dòng)中，學(xué)生在設(shè)計(jì)房間照明電路的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何組裝房間照明電路，并能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將自己的房間照明電路進(jìn)行改進(jìn)。在組裝照明電路時(shí)，教師給學(xué)生提供不同的房間模型，讓學(xué)生體驗(yàn)不一樣的安裝過程。

活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)該給足學(xué)生組裝和改進(jìn)的時(shí)間，學(xué)生分小組進(jìn)行組裝，組裝完成后將其作品呈現(xiàn)在教室的兩側(cè)，以供同學(xué)們之間相互學(xué)習(xí)與評價(jià)。

教師根據(jù)學(xué)生生活的實(shí)際情況，設(shè)置基本款、時(shí)代款、科技前沿款，目的是讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的設(shè)計(jì)圖，選擇合適的材料給房間安裝照明電路，在安裝房間照明電路時(shí)必須滿足條件和標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生通過親身經(jīng)歷、動(dòng)手組裝房間照明電路的實(shí)踐，并利用組裝過程中獲得的經(jīng)驗(yàn)，分析總結(jié)出安裝照明電路的關(guān)鍵和要點(diǎn)。通過項(xiàng)目化探究學(xué)習(xí)，教師把課堂還給學(xué)生，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的探究能力和思維能力。

2.2 學(xué)習(xí)評價(jià)

俄國教育家烏申斯基說過：“良好的習(xí)慣是人在他的神經(jīng)系統(tǒng)中所儲備的資本。這個(gè)資本不斷增值，而人在其一生中，就會(huì)享受著它的利息?！睂W(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對于他們的學(xué)習(xí)和生活是非常重要的。其實(shí)科學(xué)的學(xué)習(xí)很容易引起學(xué)生的興趣，尤其是小學(xué)生，有著無窮無盡的好奇心，而養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣不僅有助于學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，更重要的是有助于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和生活，對于孩子的一生都是有益的。而四年級學(xué)生已經(jīng)有了一定的知識和能力的積累，教師可以使用一些具有針對性的評價(jià)策略激發(fā)學(xué)生思考的能力，讓學(xué)生有所想、有所做、有所思。

筆者認(rèn)為評價(jià)包括對學(xué)習(xí)過程的評價(jià)和學(xué)習(xí)結(jié)果的評價(jià)，每一個(gè)教學(xué)過程中都應(yīng)該有評價(jià)，有學(xué)生互評、學(xué)生自評、教師對學(xué)生的評價(jià)。評價(jià)不僅僅有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)，還有助于教師專業(yè)水平的提高。

3 回顧反思“看”項(xiàng)目

3.1 覓情境“真”項(xiàng)目

STEAM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是教師提供真情境，學(xué)生遇到真問題，并帶著真問題進(jìn)行深入思考和學(xué)習(xí)，并通過小組合作的學(xué)習(xí)方法一步一步找到答案，這也是STEAM教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)不同的地方。教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注真問題——裝修，同時(shí)提出裝修的目標(biāo)，讓學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，在此過程中解決不斷出現(xiàn)的問題，又在解決問題中不斷向答案靠近。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中經(jīng)歷了真實(shí)問題——小組分析——設(shè)計(jì)圖紙——小組交流——改進(jìn)設(shè)計(jì)——模擬組裝——改進(jìn)組裝——展示與評價(jià)等步驟，提高了學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。

3.2 跨學(xué)科“實(shí)”探究

STEAM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是一門融學(xué)科的課程，其開放性比較強(qiáng)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的核心素養(yǎng)為目標(biāo)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)與STEAM完美契合，只要利用好項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，就能夠?qū)⒖鐚W(xué)科的各種元素進(jìn)行有效整合。在“模擬安裝照明電路”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要靈活地運(yùn)用跨學(xué)科知識并經(jīng)歷設(shè)計(jì)和改進(jìn)過程，完成其照明電路的合理安裝，從而自然而然地提高科學(xué)素養(yǎng)[2]。

3.3 做探究“善”項(xiàng)目

STEAM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)不是簡單的一節(jié)課，而是需要學(xué)生通過比較長的時(shí)間思考、實(shí)踐、探究與交流來完善其方案的一種學(xué)習(xí)方式。在“模擬安裝照明電路”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，教師根據(jù)四年級學(xué)生已有的知識和能力水平，讓學(xué)生通過設(shè)計(jì)與改進(jìn)房間照明電路圖和組裝與改進(jìn)房間照明電路兩個(gè)活動(dòng)，讓學(xué)生在逐步摸索、一環(huán)扣一環(huán)的實(shí)踐過程中學(xué)會(huì)提出問題、探究問題、反思與改進(jìn)，最終完善項(xiàng)目[3]。

“模擬安裝照明電路”這一課是在STEAM理念下項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的實(shí)踐探究，基于真實(shí)問題的探究學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)與完善工程項(xiàng)目的過程，通過不斷地驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)和提高學(xué)生設(shè)計(jì)和解決問題的能力。筆者在實(shí)施項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的過程中也發(fā)現(xiàn)了很多不足，例如教師對學(xué)生認(rèn)知水平把握不精準(zhǔn)、對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力預(yù)估不足等?！奥仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索”，筆者須在今后的教學(xué)中不斷探索和學(xué)習(xí)，讓STEAM理念下的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方式更好地為學(xué)生服務(wù)，提高他們解決問題的能力。