項目式學習理念下的STEAM教學活動設(shè)計

◇鄭曉英 孔 晶（廣東：佛山科學技術(shù)學院人文與教育學院）

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，社會對人才的素養(yǎng)與要求在不斷提高，項目式學習成為培育人才的重要方式。

本研究以桌面吸塵器項目為例，對學生特征進行剖析，將項目式學習理念有機融合在STEAM 教學活動中，踐行生活即教育的理念，提升學生的問題解決能力，促進學生高階思維能力的發(fā)展。

一、項目式學習與STEAM教學

（一）項目式學習

項目式學習在開啟環(huán)節(jié)有一個與現(xiàn)實情境貼切的驅(qū)動或引發(fā)性的問題；在知識獲取過程中注重學生之間的協(xié)作學習，關(guān)注的是多學科交叉的知識；在項目終止階段形成一個或一系列最終成品。鐘志賢、劉景福等人將項目式學習的基本流程分為選定項目、制訂計劃、活動探究、作品制作、成果交流和活動評價等六個基本步驟。

（二）STEAM教學

STEAM 教學是科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學五個相關(guān)領(lǐng)域有機融合的綜合性教學，與分科教學相區(qū)別，STEAM 教學超越各學科之間的界限，從多學科知識綜合應用于趣味性、挑戰(zhàn)性的問題角度培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維，實現(xiàn)培養(yǎng)學生解決實際問題能力的教育目標。

（三）項目式學習理念下的STEAM教學

STEAM 教學與項目式學習兩者在科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學之間存在自然交疊的地方，在基于項目的STEAM 學習中，學生往往聚焦于現(xiàn)實世界中的真實問題類型的探究活動。學生在項目實施過程中，不僅可以獲得跨學科的知識和技能，還可以提升創(chuàng)造運用知識的社會性能力。項目式學習強調(diào)參與項目的所有人員相互合作，構(gòu)建學習共同體。本文認為，將跨學科知識寓于項目活動之中，有益于推進STEAM 教學活動的實施。項目的設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，基于項目的學習模式是實現(xiàn)STEAM 教學的有效途徑。

二、項目式學習理念下的小學STEAM 教學活動設(shè)計

（一）教材分析

主題選自粵教版科學六年級下冊教材第一單元“我是小小設(shè)計師”中第六課《巧改廢棄物》的內(nèi)容，主要目標是引導學生在生活中綜合運用以前學習的科學原理和本單元所學的設(shè)計知識與技能，為我們的生活帶來更多便利，學會將理論知識運用于實際問題的解決。

（二）學情分析

1.小學生的思維處于具體運算階段

從皮亞杰的認知發(fā)展理論可知，處于具體運算階段的小學生具有內(nèi)化性、可逆性、守恒性及整體性等特征。依據(jù)這一認知規(guī)律，在制作桌面吸塵器時，學生可以聯(lián)系生活中吸塵器的工作原理，參考吸塵器的設(shè)計圖紙，設(shè)計桌面吸塵器的圖紙，增進對本實踐項目的理解。

2.小學生好奇心較強

桌面吸塵器的制作涉及科學、技術(shù)、工程等范疇，小學生對于未深入了解的事物有一種強烈的求知欲，能夠付諸實際行動，他們采取查閱資料、詢問老師等多種方式獲取知識，期望能夠解決問題。

3.小學生獨立性較弱

針對小學生獨立性弱的特點，我們倡導讓學生承擔組內(nèi)不同的任務(wù)，如器材數(shù)量的整理、提出個人見解、獨立完善解決方案等，都是鍛煉學生獨立性的重要機會。

（三）教學重難點與教學目標

本文研究對象為小學六年級學生，我們根據(jù)科學課程標準與學情確定本項目的教學目標和教學重難點。項目教學重點為：掌握伯努利定律，將伯努利定律應用于桌面吸塵器制作。教學難點為：伯努利定律的應用，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題、動手實踐的能力。

依據(jù)三維目標將該項目教學目標分解為學生借助書籍和網(wǎng)絡(luò)資源、動手實驗來理解伯努利定律，通過自主探究與團隊協(xié)作方式擬定項目方案、設(shè)計草圖，掌握制作桌面吸塵器的過程，理解桌面吸塵器的工作原理，在項目合作探究過程中提升問題解決能力，學會遷移。學生參照工程設(shè)計和技術(shù)制作過程，共同合作完成設(shè)計任務(wù)——制作并測試簡易桌面吸塵器，最后依據(jù)測試結(jié)果改善設(shè)計方案。

（四）項目式學習理念下小學STEAM 教學活動設(shè)計的五個環(huán)節(jié)

1.確定項目主題，明確問題和任務(wù)

本項目主題來源于社會實踐活動，具有趣味性、挑戰(zhàn)性等主要特征，遵循最近發(fā)展區(qū)原則，綜合考慮學生的學習風格、課程標準、學習目標等要素。

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，桌面上存在碎屑垃圾，例如鉛筆屑、橡皮屑等，提問學生會采取什么方法解決，這時學生想到如果能夠制作一個清理桌面碎屑的工具，就可以恢復原來的整潔度。為了營造干凈的桌面環(huán)境，清除碎屑，于是我們選定制作簡易桌面吸塵器為本項目的主題。

儲備知識探究：教師組織學生開展“闖關(guān)”小活動，思考如何將一個茶杯中的乒乓球取出來放在另外一個茶杯中。規(guī)則：不能用手以及其他外部工具，也不能碰到茶杯。如果學生已經(jīng)想到辦法如何闖關(guān)，則請學生代表進行操作并說出相應的原理，若沒有闖關(guān)成功，教師則給予一定的提示信息，啟發(fā)學生的思考。教師在學生思考后再公布答案，借助大氣壓差的力量將乒乓球取出，即我們從乒乓球上方向另一個杯子方向進行吹氣時，杯子上方空氣氣流速度會大于下方空氣氣流速度，空氣氣流速度越大，壓力就會越小，我們就能成功取出乒乓球了，這屬于我們之前學習過的伯努利定律在生活中的應用。教師利用學習平臺發(fā)布本次項目學習任務(wù)：依據(jù)伯努利定律，設(shè)計制作桌面吸塵器的詳細方案。

2.擬訂項目方案，制定活動計劃

擬訂方案的內(nèi)容主要包括規(guī)劃問題解決的流程、組內(nèi)成員具體任務(wù)分配以及詳細的時間流程安排。小組合作探究，聯(lián)系生活中的吸塵器，思考工作原理，例如探究哪些材料適合做桌面吸塵器、桌面吸塵器制作成什么形狀。

為了推動制作環(huán)節(jié)的順利進行，教師用希沃白板播放布斯與他的真空吸塵器的故事，引導學生將真空吸塵器運作原理的知識遷移至桌面吸塵器的制作過程中。學生借助網(wǎng)絡(luò)或利用其他途徑搜集有關(guān)項目作品制作的資料，進行自主探究與合作探究，擬定項目方案。

3.實施項目方案，開展活動探究

在實施過程中，教師擔任指引者與協(xié)助者的角色，依據(jù)學生的項目方案提供制作材料，將學生分為四個小組進行活動探究，引導學生思考制作要點，例如怎么防止灰塵吹進底部的電動機。教師遵循組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則并根據(jù)學生動手能力的強弱進行異質(zhì)分組與分層教學。教師巡視學生制作過程，解答學生疑惑。活動期間，小組之間進行討論。

在桌面吸塵器制作完成后，教師帶領(lǐng)學生小組開展吸塵效果大比拼活動，檢測桌面吸塵器的功能。

4.展示作品，交流團隊合作成果

成品集成了學習共同體的智慧，在媒介選擇上，采用多種媒體配合的方式進行呈現(xiàn)，從而實現(xiàn)最佳展示效果。測驗是檢測成品的好方法，如果出現(xiàn)問題，小組先在組內(nèi)討論并及時改進。為進一步檢驗學生理論與實踐結(jié)合的學習成效，教師在這一環(huán)節(jié)發(fā)揮自身的教育智慧，就學生測驗后出現(xiàn)的問題進行提問，引導學生再一次進行小組頭腦風暴設(shè)計解決方案，調(diào)動多學科知識解決復雜問題。

5.綜合評價，反思并改進方案

在評價環(huán)節(jié)，我們踐行多方評價與多樣評價，并關(guān)注學生能力方面的發(fā)展水平。學生代表需要介紹小組的設(shè)計思路、制作過程中遇到的問題以及優(yōu)化與解決方案，明確小組分工以及完成情況如何。先開展小組自評與互評，最后進行自評。

學生用思維導圖描述自己的學習心得，教師及時反饋學生的學習心得并利用問題開闊學生的思維，例如思考加大桌面吸塵器的吸力要加入什么設(shè)備？桌面吸塵器制作過程和結(jié)果評價表如下表所示。

桌面吸塵器制作和結(jié)果評價表

三、結(jié)語

本研究的項目主題“制作桌面吸塵器”來自學生在生活中遇到的真實問題，基于此項目開展STEAM 教學活動，為檢驗學生的理論知識與提高思考動手能力提供了一個契機。在探究環(huán)節(jié)，學生掌握了學習主動權(quán)，教師承擔著引導者的角色，符合倡導的“以學生為主體，教師為主導”的改革理念。學生通過查閱資料、合作探究，繪制出小組設(shè)計的桌面吸塵器草圖。在作品展示環(huán)節(jié)，每個小組樂于分享、虛心學習，進行思維的碰撞與鍛煉。項目式學習作為承載義務(wù)教育課程改革理念的重要載體，有效變革了傳統(tǒng)的學習方式，從新的視角出發(fā)培養(yǎng)人才，提升學生的創(chuàng)新性思維、問題解決能力。通過梳理國內(nèi)外有關(guān)STEAM 教育的研究發(fā)現(xiàn)，兒童越早得到STEAM 教育越有利于其自身的發(fā)展和社會進步，將項目式學習的理念滲透于STEAM 教學活動，為創(chuàng)新教育模式、推動教育事業(yè)發(fā)展提供了參考方向。