STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)開展與評(píng)價(jià)路徑探究

摘 要：STEM教育理念與項(xiàng)目式活動(dòng)的結(jié)合是當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱門話題，二者有著十分密切的關(guān)系。基于STEM理念開啟項(xiàng)目式活動(dòng)，能讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲取知識(shí)與技能，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)知識(shí)的深層次探究，達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目的。分析小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)開展的價(jià)值，探索項(xiàng)目式活動(dòng)開展與評(píng)價(jià)的路徑，進(jìn)行科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，以推動(dòng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM理念；小學(xué)科學(xué)；項(xiàng)目式活動(dòng)；評(píng)價(jià)路徑

作者簡(jiǎn)介：時(shí)維銳（1970—），男，江蘇省徐州市沛縣安國(guó)鎮(zhèn)中心小學(xué)。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，探究和實(shí)踐是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，要加強(qiáng)對(duì)探究和實(shí)踐活動(dòng)的研究與指導(dǎo)，整合啟發(fā)式、探究式、項(xiàng)目式等各種教與學(xué)方式的基本要求，設(shè)計(jì)并實(shí)施能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思維型探究與實(shí)踐。因此，探尋基于STEM理念的項(xiàng)目式活動(dòng)開展與評(píng)價(jià)路徑具有可行性與必要性，能彰顯科學(xué)學(xué)科探究與實(shí)踐的特性，驅(qū)使學(xué)生在“做中學(xué)”，積累實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)問(wèn)題解決能力，進(jìn)一步理解科學(xué)知識(shí)，建構(gòu)完整的知識(shí)框架，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)開展價(jià)值闡述

（一）深化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解

在STEM理念引領(lǐng)下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)具體項(xiàng)目的方式統(tǒng)整重難點(diǎn)，有助于學(xué)生掌握核心概念，提升學(xué)科素養(yǎng)，深化對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。為了提升項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的效果，教師要整合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的內(nèi)容，優(yōu)化并完善項(xiàng)目設(shè)計(jì)，使學(xué)生更好地理解科學(xué)事物或現(xiàn)象中所蘊(yùn)含的原理、本質(zhì)與規(guī)律［1］。這樣一來(lái)，學(xué)生就能在理解的基礎(chǔ)上內(nèi)化，在內(nèi)化的基礎(chǔ)上遷移，在遷移的基礎(chǔ)上拓展，整體提升知識(shí)理解效度。

（二）推動(dòng)學(xué)生高階思維發(fā)展

STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，能讓學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)與實(shí)踐，成為課程學(xué)習(xí)活動(dòng)的主人，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)并探究問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題”的循環(huán)。學(xué)生經(jīng)歷循環(huán)時(shí)，以問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，融合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)，提升問(wèn)題解決的效度［2］。這樣一來(lái)，學(xué)生也將擺脫以記憶、理解、應(yīng)用為主的低階思維模態(tài)，走向以評(píng)價(jià)、分析、創(chuàng)新為主的高階思維模態(tài)。

（三）促進(jìn)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)境地

以STEM理念為導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)更為科學(xué)、系統(tǒng)。一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)中將有更多的自主權(quán)，這使他們更愿意參與解決問(wèn)題，并在項(xiàng)目探究過(guò)程中根據(jù)合作情況，調(diào)整學(xué)習(xí)策略，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，成為項(xiàng)目的主要推動(dòng)者［3］。另一方面，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中將協(xié)同完成項(xiàng)目任務(wù)，并針對(duì)一些有爭(zhēng)議的、開放性的項(xiàng)目展開更深入的探索，實(shí)現(xiàn)持續(xù)成長(zhǎng)?？傊?xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展將讓學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)能力與素養(yǎng)的提升。

二、STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)開展與評(píng)價(jià)路徑探究

（一）項(xiàng)目確定階段：深層次解讀教材，確定項(xiàng)目式活動(dòng)主題

STEM理念引領(lǐng)下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式活動(dòng)，應(yīng)遵循“跨界融合”原則，打破傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，融合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等相關(guān)內(nèi)容，提煉項(xiàng)目式活動(dòng)主題，確定探究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。教師要立足全局，深層次解讀教材內(nèi)容，抓取課程探究的重點(diǎn)作為項(xiàng)目式活動(dòng)主題設(shè)計(jì)的主要參考［4］；之后，剖析STEM各元素，綜合考量項(xiàng)目式活動(dòng)的操作重點(diǎn)，確定項(xiàng)目主題，驅(qū)使學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目式探究活動(dòng)。

以教科版小學(xué)科學(xué)課程為例，教師在教學(xué)“設(shè)計(jì)制作小車”兩節(jié)時(shí)，首先要深度分析這兩節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)。“設(shè)計(jì)制作小車”重點(diǎn)在“設(shè)計(jì)”上，第一節(jié)是讓學(xué)生根據(jù)教材中給出的提示，先觀察一些小車模型，確定小車的基本框架，討論設(shè)計(jì)方案；第二節(jié)則是讓學(xué)生做好分工，根據(jù)設(shè)計(jì)圖制作小車后，進(jìn)行測(cè)試并改進(jìn)。學(xué)生在本單元的學(xué)習(xí)中，需要聚焦“小車及其運(yùn)動(dòng)”展開系統(tǒng)性研究，探究“如何以各種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)小車”“小車為什么停止”“如何使小車運(yùn)動(dòng)得更快”等知識(shí)。因此，教師可以確定“設(shè)計(jì)并制作一輛有動(dòng)力的小車”的項(xiàng)目主題，以“動(dòng)力”為主要元素，引領(lǐng)學(xué)生探究小車的運(yùn)動(dòng)原理，完成系列項(xiàng)目任務(wù)。

這一項(xiàng)目主題將讓學(xué)生從探究“動(dòng)力與小車運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系”到思考“如何設(shè)計(jì)并制作一輛有動(dòng)力的小車”，使學(xué)生先從科學(xué)層面分析原理，再運(yùn)用工程思維設(shè)計(jì)執(zhí)行程序，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算合理選擇，精益求精，最終完成項(xiàng)目任務(wù)。這樣一來(lái)，學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中真正實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的綜合，達(dá)成了學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（二）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)階段：融合STEM元素，創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目式活動(dòng)情境

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)通常以情境為載體，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐活動(dòng)。項(xiàng)目式活動(dòng)融合了多領(lǐng)域、多模塊的知識(shí)，有一定復(fù)雜性與難度。因此，教師要在STEM理念的指導(dǎo)下進(jìn)行多維考量，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的項(xiàng)目情境，有效激發(fā)學(xué)生參與項(xiàng)目的積極性與能動(dòng)性［5］。

比如，教師聚焦“設(shè)計(jì)并制作一輛有動(dòng)力的小車”這一項(xiàng)目主題創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，可以將各種汽車模型帶到課堂，并現(xiàn)場(chǎng)拆解汽車模型，讓學(xué)生觀察汽車模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)各小組據(jù)此繪制汽車模型圖紙，最后讓各小組派出代表，按照本組繪制的圖紙組裝小車。這一情境以實(shí)物教具為基礎(chǔ)，聯(lián)結(jié)了數(shù)學(xué)與工程元素，指引學(xué)生參與汽車模型的觀察、圖紙的繪制與小車的組裝等活動(dòng)，能讓學(xué)生在特定情境的引領(lǐng)下探索知識(shí)，激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計(jì)小車模型的興趣。

教師也可以創(chuàng)設(shè)直觀化情境，利用多媒體技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的各種視頻，比如游樂園里運(yùn)動(dòng)的過(guò)山車、賽場(chǎng)上疾馳的賽車等。教師要有針對(duì)性地放大或慢放它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中平衡與剎車的細(xì)節(jié)。這一情境聯(lián)結(jié)了技術(shù)元素，能讓學(xué)生在了解小車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究小車結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，明確小車模型的動(dòng)力方式。

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)階段，這些情境與STEM各元素相聯(lián)結(jié)，能讓學(xué)生進(jìn)一步明確項(xiàng)目探究的重點(diǎn)與方向，并細(xì)化考量實(shí)踐項(xiàng)目的操作要點(diǎn)，積極主動(dòng)完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

（三）項(xiàng)目實(shí)施階段：融入STEM思維，設(shè)計(jì)項(xiàng)目式活動(dòng)任務(wù)

在項(xiàng)目實(shí)施階段，教師應(yīng)以驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)具體的項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生將所要解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作任務(wù)，經(jīng)歷有意義的項(xiàng)目探究過(guò)程，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)的運(yùn)用、能力的發(fā)展及思維的延伸，從而培養(yǎng)學(xué)生的STEM思維，促使學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)。

以教科版小學(xué)科學(xué)“船的研究”這一單元為例，筆者基于對(duì)單元內(nèi)容的解讀及對(duì)STEM各元素的考量，確定“制作一艘小船”的項(xiàng)目主題。依據(jù)主題，筆者明確驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題“怎樣制作一艘小船？”并據(jù)此設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題鏈，每一個(gè)問(wèn)題又對(duì)應(yīng)具體的項(xiàng)目任務(wù)，驅(qū)使學(xué)生在完成具體任務(wù)的過(guò)程中培養(yǎng)STEM思維，提升任務(wù)探究的效果。具體如下。

問(wèn)題一：船一開始就是我們現(xiàn)在看到的樣子嗎？

筆者利用微課視頻為學(xué)生呈現(xiàn)船舶的發(fā)展歷程，以“舟筏時(shí)代—帆船時(shí)代—蒸汽機(jī)船時(shí)代—柴油機(jī)船時(shí)代”的順序，為學(xué)生逐一呈現(xiàn)船舶的具體模態(tài)。學(xué)生在研究與分析資料的過(guò)程中，得出結(jié)論：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，船的外形、結(jié)構(gòu)、材料和動(dòng)力等方面都發(fā)生了變化。

問(wèn)題二：船的載重量跟什么有關(guān)呢？

筆者指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合科學(xué)知識(shí)，從材料、體積、結(jié)構(gòu)與重物放置位置等方面分析船的載重量，必要時(shí)可展開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，聯(lián)系“浮力”的知識(shí)點(diǎn)，得出提高船載重量的方法，思考用不同材料造船的區(qū)別。

問(wèn)題三：如果你們是造船工程師團(tuán)隊(duì)，你們將怎樣在控制制作成本的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制作一艘載重量達(dá)到200克、有自己的動(dòng)力系統(tǒng)、能將貨物運(yùn)送到目的地的小船呢？

筆者指導(dǎo)學(xué)生小組聚焦問(wèn)題，積極合作，設(shè)計(jì)并制作一艘小船。首先，學(xué)生要明確船的造價(jià)，確定所需材料，如泡沫板、木板、電池、導(dǎo)線、小電動(dòng)機(jī)等，得出初步的預(yù)算。其次，學(xué)生需要融合工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)，畫出設(shè)計(jì)圖，標(biāo)注材料和結(jié)構(gòu)，并從技術(shù)的角度討論設(shè)計(jì)圖的合理性與可行性。在這一環(huán)節(jié)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生使用信息技術(shù)建立船的3D模型，標(biāo)注結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。最后，學(xué)生要融合技術(shù)與工程等領(lǐng)域的知識(shí)，確定制作的步驟，準(zhǔn)備好制作的材料與工具，分工合作，完成小船模型的制作。

問(wèn)題四：通過(guò)測(cè)試，小船還可以怎樣改進(jìn)？

在制作小船之后，筆者組織學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，看看小船是否達(dá)到要求。之后 ，讓學(xué)生發(fā)散思維，找到小船還可以優(yōu)化改進(jìn)的地方，并再一次展開實(shí)踐操作，完善成果。

（四）項(xiàng)目升華階段：聯(lián)結(jié)STEM教育，搭建項(xiàng)目式評(píng)價(jià)平臺(tái)

在STEM理念指導(dǎo)下，教師要循著項(xiàng)目開展的過(guò)程搭建系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)、項(xiàng)目成果等，讓評(píng)價(jià)與項(xiàng)目開展環(huán)節(jié)相銜接，以積極的評(píng)價(jià)語(yǔ)言精準(zhǔn)反饋，發(fā)揮評(píng)價(jià)促教、促學(xué)的作用。

首先，評(píng)價(jià)要聚焦學(xué)生是否能依據(jù)項(xiàng)目主題正確搜集多領(lǐng)域知識(shí)，小組是否能聚焦項(xiàng)目主題初步確定項(xiàng)目探索的方向、是否能對(duì)所涉及的項(xiàng)目探究?jī)?nèi)容進(jìn)行整理規(guī)劃等方面。比如，教師要根據(jù)學(xué)生對(duì)“設(shè)計(jì)并制作一輛有動(dòng)力的小車”這一主題下單元知識(shí)內(nèi)容的解讀及聯(lián)結(jié)STEM各元素討論項(xiàng)目探究方向的情況實(shí)施評(píng)價(jià)。

其次，要根據(jù)學(xué)生在特定項(xiàng)目情境引領(lǐng)下的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)行為等方面的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。比如，在“設(shè)計(jì)并制作一輛有動(dòng)力的小車”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，教師要依據(jù)不同情境下學(xué)生課程參與度等各項(xiàng)行為表現(xiàn)實(shí)施評(píng)價(jià)，聯(lián)結(jié)STEM元素分析學(xué)生各項(xiàng)能力的發(fā)展情況。

最后，要針對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)踐中思考問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題等方面的表現(xiàn)實(shí)施評(píng)價(jià)，并緊扣STEM元素，分析學(xué)生是否運(yùn)用技術(shù)思維、工程思維、科學(xué)思維、數(shù)學(xué)思維等高效完成任務(wù)。比如，教師針對(duì)“制作一艘小船”這一主題項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)施評(píng)價(jià)時(shí)，在過(guò)程評(píng)價(jià)方面，要評(píng)估學(xué)生是否運(yùn)用科學(xué)與工程思維完成制作小船前的信息搜集、分析與研討工作，是否運(yùn)用STEM思維完成小船模型的設(shè)計(jì)并依據(jù)模型制作小船等工作；在結(jié)果評(píng)價(jià)方面，要聚焦學(xué)生此次項(xiàng)目探究中生成的作品，從是否按照設(shè)計(jì)圖制作、載重量是否合格、船是否具有穩(wěn)定性、成本控制是否得當(dāng)，以及分工合作、匯報(bào)展示情況等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣，教師將全面掌握學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中運(yùn)用STEM思維的具體情況，以作為下一次項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)的參考依據(jù)，讓整個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)趨于完善。

三、總結(jié)

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教師基于STEM理念，優(yōu)化項(xiàng)目式活動(dòng)開展與評(píng)價(jià)路徑，將深化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，推動(dòng)學(xué)生高階思維的發(fā)展，使學(xué)生逐步走向深度學(xué)習(xí)，經(jīng)歷有意義的課程學(xué)習(xí)活動(dòng)。為此，小學(xué)科學(xué)教師要從項(xiàng)目確定、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目實(shí)施及項(xiàng)目升華四個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，緊扣STEM理念，讓學(xué)生在體系化的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中深化對(duì)知識(shí)的感知與理解，實(shí)現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中思、思中創(chuàng)，從而獲得全方位的發(fā)展。

［參考文獻(xiàn)］

陳佩荷.STEM教育理念助力小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開展［J］.小學(xué)生（上旬刊），2023（12）：97-99.

周欣.STEM模式下的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)摭談［J］.名師在線，2023（26）：29-31.

周宸羽.STEAM理念下小學(xué)高年級(jí)科學(xué)課程項(xiàng)目式活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究［D］.南昌：江西師范大學(xué)，2023.

郭瑞璇.基于STEM理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐研究［D］.蘭州：西北師范大學(xué)，2022.

張楚玥.基于Ardnino的小學(xué)“智慧種植”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)踐探究［D］.銀川：寧夏大學(xué)，2022.