凸顯STEM教育理念組織項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)

陸婷

〔摘? ? 要〕? 小學(xué)科學(xué)是素質(zhì)教育理念下非常重要的學(xué)科之一，新課程標(biāo)準(zhǔn)提出小學(xué)科學(xué)是一門(mén)體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性課程，系統(tǒng)的科學(xué)課程的組織與學(xué)習(xí)，有利于提高學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)能力，使其逐漸樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。STEM教育理念下的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的組織與實(shí)施能夠更加凸顯科學(xué)的本質(zhì)，將學(xué)生放在了科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)的主體位置上，為學(xué)生建立多元化科學(xué)探究與實(shí)踐平臺(tái)，從而有效提升學(xué)生的小學(xué)科學(xué)綜合素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? （2023）? 12-0061-03

STEM教育理念是一種以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主、以問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，要以科學(xué)課程為橋梁，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等方面內(nèi)容有機(jī)地融合起來(lái)，結(jié)合學(xué)生興趣、愛(ài)好、能力等多方面因素，設(shè)計(jì)綜合性的科學(xué)活動(dòng)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)科學(xué)任務(wù)來(lái)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、提升小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)綜合能力的目標(biāo)。STEM理念下的小學(xué)科學(xué)課程更加關(guān)注學(xué)生的主體地位，設(shè)計(jì)更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐精神，從而促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)的提升。

一、以目標(biāo)為核心，明確項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題

STEM教學(xué)理念下的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為中心，在老師的指導(dǎo)下或由學(xué)生單獨(dú)完成某一項(xiàng)目活動(dòng)的過(guò)程。在此過(guò)程中教師要關(guān)注學(xué)生的主體地位，借助項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科學(xué)探究的內(nèi)驅(qū)力，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，檢測(cè)學(xué)生科學(xué)知識(shí)遷移、解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。因此，STEM理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的組織與實(shí)施首先要有明確的目標(biāo)，以目標(biāo)為基礎(chǔ)，聚焦學(xué)科的核心概念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，打造符合小學(xué)階段學(xué)生學(xué)情的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)平臺(tái)。

下面筆者以《電路中的開(kāi)關(guān)》一節(jié)內(nèi)容結(jié)合小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，來(lái)談?wù)劸唧w的實(shí)施與策略。

首先從目標(biāo)設(shè)計(jì)中不難看出，以核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)的目標(biāo)設(shè)計(jì)，立足小學(xué)具體學(xué)情，以學(xué)生為主體，從四個(gè)維度設(shè)計(jì)了詳細(xì)的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)目標(biāo)中分離出具體的教學(xué)重難點(diǎn)：把設(shè)計(jì)并實(shí)施制作小開(kāi)關(guān)作為項(xiàng)目的核心目標(biāo)，在設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中理解開(kāi)關(guān)的作用是用來(lái)接通或者斷開(kāi)電路，控制電路中電器元件的工作狀態(tài)，同時(shí)認(rèn)識(shí)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)，知道有的地方需要用導(dǎo)體來(lái)做，有的地方必須用絕緣體來(lái)做。故本節(jié)課的項(xiàng)目過(guò)程是先讓學(xué)生組裝一個(gè)簡(jiǎn)單電路，先溫習(xí)舊知，再讓學(xué)生想辦法發(fā)送SOS信號(hào)，引出需要用開(kāi)關(guān)來(lái)控制小燈泡的亮與滅，然后利用一些材料來(lái)做一個(gè)小開(kāi)關(guān)，完成小開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)討論、實(shí)施制作、測(cè)試功能系列活動(dòng)。如此，學(xué)生對(duì)本課的重點(diǎn)項(xiàng)目主題和目標(biāo)以及科學(xué)知識(shí)的理解自然而然地在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)生能較好地完成與掌握，技能與態(tài)度目標(biāo)得到提高與升華。

二、以興趣為依托，促進(jìn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的互動(dòng)

STEM理念下小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)的落實(shí)要立足學(xué)生興趣，從多方面入手，打造適合學(xué)生的項(xiàng)目流程。在項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段，通過(guò)師生互動(dòng)，借助多媒體課堂教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生學(xué)習(xí)的多元化平臺(tái)，有效為后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。所以本節(jié)課的導(dǎo)入筆者創(chuàng)設(shè)了故事情境，請(qǐng)同學(xué)們幫助泡泡和炮蘿解決一些麻煩。他們?cè)诤Ｃ嫔显庥隽吮╋L(fēng)雨，船只傾覆了，他們漂流到了一座荒島上。夜幕降臨，漆黑的小島讓人恐懼，但他們?cè)趰u上廢棄的軍工廠找到了一些零件，導(dǎo)線、小燈泡、電池。教師鼓勵(lì)學(xué)生幫助泡泡和泡蘿組裝一個(gè)簡(jiǎn)單電路，在大家的幫助下，漆黑的荒島終于有了光明！接下來(lái)就要幫泡泡、炮蘿想辦法逃出荒島。課前大家組裝的電路不僅可以解決照明問(wèn)題，還可以用它來(lái)做一些很厲害的事。比如，發(fā)送一些燈光求救信號(hào)。大家知道國(guó)際通用的求救信號(hào)是什么嗎？SOS。當(dāng)沒(méi)有辦法開(kāi)口說(shuō)話(huà)或者遠(yuǎn)距離求救的時(shí)候?？梢杂脽艄鈦?lái)表示三短—三長(zhǎng)—三短，發(fā)送求救信號(hào)需要小開(kāi)關(guān)來(lái)控制，此時(shí)學(xué)生們想動(dòng)手發(fā)送信號(hào)，興趣點(diǎn)很高，而且完成了前面的工作后成就感很強(qiáng)。但需要在荒島上利用有限的材料制作完成小開(kāi)關(guān)，有限的材料里面，有絕緣體和導(dǎo)體，教師繼續(xù)用泡泡、泡蘿的故事線串聯(lián)整個(gè)課堂，在孤島上找翻了天，并沒(méi)有找到開(kāi)關(guān)。但是他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)漂流箱，里面有這些材料。有：金屬回形針、包塑回形針、金屬圖釘、包塑圖釘…….他們很傷腦筋。能不能利用這些材料幫他們做一個(gè)開(kāi)關(guān)呢？在正式做之前我們要做些什么呢？學(xué)生自主地就能回答出畫(huà)設(shè)計(jì)圖，看看各部分用這些材料里的什么來(lái)代替。通過(guò)簡(jiǎn)單的生活化情境的創(chuàng)設(shè)，通過(guò)引導(dǎo)將具體的科學(xué)知識(shí)與故事情境進(jìn)行緊密銜接，同時(shí)在創(chuàng)設(shè)的趣味故事化情境中引導(dǎo)學(xué)生初步討論、交流、設(shè)計(jì)小開(kāi)關(guān)的各個(gè)結(jié)構(gòu)哪里必須用絕緣體，哪里必須用導(dǎo)體。

在初步的任務(wù)設(shè)計(jì)探討中，借助師生互動(dòng)的機(jī)會(huì)，不僅有效提升了學(xué)生的科學(xué)探究興趣，同時(shí)也借助動(dòng)手、動(dòng)腦實(shí)踐的過(guò)程對(duì)當(dāng)堂課探究的主題進(jìn)行故事情境化的推演，讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感受。

三、以迭代為基調(diào)，提高項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的質(zhì)量

要探究合作式STEM理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)的核心部分，那么在探究合作過(guò)程中，需要給學(xué)生充分的時(shí)間和空間，讓學(xué)生根據(jù)手頭的材料和工具，結(jié)合前期的教師探究化的引導(dǎo)進(jìn)行活動(dòng)實(shí)驗(yàn)和探究，最終完成作品的制作。

在具體實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師作為參與者要積極參與到學(xué)生學(xué)習(xí)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中遇到問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)給予學(xué)生項(xiàng)目指導(dǎo)，指導(dǎo)的方向可以是小組之間的互相探討，去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，確保學(xué)生課堂項(xiàng)目式學(xué)習(xí)質(zhì)量。

基于此，在具體探究過(guò)程中，小組學(xué)生按照以下程序開(kāi)展了項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：把開(kāi)關(guān)取下來(lái)仔細(xì)觀察它有哪些結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)是由什么做的?？梢杂檬裁床牧洗妗Ｒ孕〗M為單位討論并把想法畫(huà)出來(lái)，用了什么材料可以用文字標(biāo)注在旁邊。設(shè)計(jì)圖拍攝上傳投屏，每個(gè)小組都根據(jù)自己觀察設(shè)計(jì)出了自己的小開(kāi)關(guān)，然后學(xué)生一一介紹自己的小開(kāi)關(guān)的各個(gè)結(jié)構(gòu)是用什么材料來(lái)制作的，其他學(xué)生提意見(jiàn)，或者提問(wèn)，最終找到了相應(yīng)的材料來(lái)做開(kāi)關(guān)的主要結(jié)構(gòu)。讓學(xué)生在提問(wèn)和討論中發(fā)現(xiàn)有的地方需要用導(dǎo)體做，有的地方需要用絕緣體做。從而來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的功能。最后留有時(shí)間讓學(xué)生根據(jù)其他小組方案可以借鑒的優(yōu)點(diǎn)，或者對(duì)討論時(shí)候發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，這就體現(xiàn)了迭代的思想。在這樣重復(fù)的討論與反饋中，最終的目的是逼近所需目標(biāo)或結(jié)果。每一次對(duì)過(guò)程的重復(fù)稱(chēng)為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結(jié)果會(huì)作為下一次迭代的初始值。共同互助式的項(xiàng)目討論可以讓學(xué)生的思維提升一個(gè)維度，打開(kāi)更多的視角，獲得更多的渠道與策略，然后完善自己的設(shè)計(jì)方案，使方案更加周全與完善。最終看一看能不能控制小燈泡。嘗試用自己制作的小開(kāi)關(guān)來(lái)發(fā)送SOS求救信號(hào)。投屏分享成功小組自制的開(kāi)關(guān)。沒(méi)有成功的小組則繼續(xù)改進(jìn)。

四、以延伸為方式，鍛煉項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的能力

STEM理念指引下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)要以新課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，從課堂項(xiàng)目式學(xué)習(xí)向科學(xué)探究活動(dòng)入手，打造多學(xué)科融合的項(xiàng)目式科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將課堂所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于情境化故事以及實(shí)踐探究中，從而進(jìn)一步發(fā)揮小學(xué)科學(xué)課程的育人功效。

新課程標(biāo)準(zhǔn)提出，科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因此在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)延伸設(shè)計(jì)中，教師不僅要關(guān)注教材內(nèi)容，還可以充分借助國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)的教育資源，融合各種版本的科學(xué)教材以及數(shù)字教學(xué)資源等，創(chuàng)編STEM小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)教材，為學(xué)生課后的項(xiàng)目式活動(dòng)的實(shí)施提供明確的方向。例如結(jié)合5～6年級(jí)學(xué)生科學(xué)知識(shí)積累、科學(xué)探究能力，在具體項(xiàng)目式活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以在設(shè)計(jì)完成開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行思考與升級(jí)設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)控制兩盞燈泡，將難度進(jìn)行有基礎(chǔ)的提高。在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，教材上本身是直接讓學(xué)生制作體驗(yàn)控制紅綠燈三盞燈泡，但是個(gè)人覺(jué)得這樣學(xué)生的思維有一些脫節(jié)，不理解怎么用一個(gè)開(kāi)關(guān)控制三盞燈，所以筆者在拓展環(huán)節(jié)做了如下思考與改進(jìn)。

師：同學(xué)們很厲害。老師將你們的設(shè)計(jì)圖用漂流瓶傳送給了泡泡和炮蘿，它們發(fā)送了求救信號(hào)但是并沒(méi)有獲救，為什么呢？小燈泡的顏色是同一種顏色不夠明顯。

師：最好能用不同顏色的兩盞燈，三短用黃燈發(fā)，三長(zhǎng)用紅燈發(fā)。能不能在剛才的開(kāi)關(guān)上改進(jìn)，讓這個(gè)開(kāi)關(guān)控制A、B兩盞燈交替亮。老師把另外一個(gè)紅燈給大家，在材料袋B里，試試看。

師：成功了嗎？哪個(gè)小組成功了？

師：你們來(lái)說(shuō)說(shuō)看怎么做的？

生：再加一個(gè)圖釘，這邊的導(dǎo)線都連在這里的圖釘處。交替金屬，和上面的接觸點(diǎn)連接，上面的黃燈就亮了，和下面的接觸點(diǎn)連接，紅燈就亮了。

師：這兩組真的很棒，這下泡泡和炮蘿終于發(fā)送了明顯的求救信號(hào)。于是它們?cè)谂砰L(zhǎng)面前開(kāi)始炫耀。

師：排長(zhǎng)也不甘示弱。說(shuō)自己還可以用一個(gè)開(kāi)關(guān)控制三盞不同顏色的燈呢。

師：想不想看看，你們知道排長(zhǎng)的這個(gè)開(kāi)關(guān)是怎么控制的嗎？試試？

師：小開(kāi)關(guān)真的有大作用。那你們的小開(kāi)關(guān)還能繼續(xù)改進(jìn)控制三盞燈嗎？帶著你們的小開(kāi)關(guān)課后繼續(xù)吧。

這樣的設(shè)計(jì)從一個(gè)開(kāi)關(guān)控制一個(gè)燈泡，改進(jìn)開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)燈泡，再改進(jìn)到一個(gè)開(kāi)關(guān)控制三個(gè)燈泡，思維的層次螺旋式推進(jìn)，每一次的推進(jìn)又是有一定的基礎(chǔ)的，學(xué)生也會(huì)有能力觸及得到成功梯度。結(jié)合年段所學(xué)的內(nèi)容以及生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)符合學(xué)生興趣、愛(ài)好以及生活經(jīng)歷的各種項(xiàng)目式學(xué)習(xí)形式，開(kāi)展了小組項(xiàng)目式科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

STEM理念下的項(xiàng)目式科學(xué)活動(dòng)在學(xué)生現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，加以延伸和拓展，結(jié)合學(xué)生興趣，從故事情境入手，吸引學(xué)生，鍛煉學(xué)生的綜合能力，充分發(fā)揮出科學(xué)學(xué)科的育人功效。不僅如此，STEM理念下的項(xiàng)目式活動(dòng)的落實(shí)，也能夠鍛煉學(xué)生項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的能力，從更多維度促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)綜合素養(yǎng)的提升與發(fā)展。

STEM理念下基于兒童視角的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織與實(shí)施，要從當(dāng)前科學(xué)教學(xué)活動(dòng)組織的問(wèn)題入手，建立適合學(xué)生學(xué)習(xí)的多元化探究活動(dòng)平臺(tái)。從項(xiàng)目式教學(xué)的目標(biāo)入手，合理組織項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生自主合作探究完成項(xiàng)目任務(wù)，同時(shí)結(jié)合課堂項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題以及形式等對(duì)科學(xué)課后活動(dòng)的形式進(jìn)行綜合拓展，明確項(xiàng)目目標(biāo)，以此為探究開(kāi)展的中心，以項(xiàng)目式活動(dòng)的方式，豐富科學(xué)活動(dòng)形式與內(nèi)容。再通過(guò)系統(tǒng)的課程評(píng)價(jià)，明確項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的收獲與問(wèn)題，為后續(xù)的課程提供明確的方向，從而有效提升小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的綜合質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)的提升與發(fā)展。

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