淺談蘇教版小學《科學》教材中微項目的開發與實踐

莫宇紅

STEM教學將分散的多門課程深度融合，以解決實際問題為目標，是基于項目的參與式學習，被世界各國置于優先發展的位置，在我國亦發展迅速，成為近年來科學教育的熱詞。

小學科學教師有責任和義務成為STEM教育的先行者，也有條件和能力成為STEM教育的中堅力量。面對沒有專設的課程時間，沒有完善的課程內容，筆者將STEM項目學習融入日常的科學教學，從現行的蘇教版小學《科學》教材出發，進行STEM微項目的開發與研究。所謂“微項目”即立點小、用時少、流程相對簡化的項目。通過慧選項目內容，慧思項目設計，慧玩項目實施，帶領學生開啟STEM慧玩之旅。

慧選項目內容，突出工程問題背景

2017版《義務教育小學科學課程標準》指出，技術與工程領域的學習可以使學生有機會綜合所學的各方面知識，體驗科學技術對個人生活和社會發展的影響。無獨有偶，美國《K-12科學教育框架》明確了兩條科學教育標準——學生應該學習如何獲得科學知識，以及如何探索科學解釋;學生應該學習如何應用科學，特別是借助于工程設計進行學習。將工程、技術、設計引入科學教學，有利于學生深度體驗廣泛的STEM技能，有利于學生逐步領會工程、技術和科學應用之間的區別與聯系，從而強化科學概念。

STEM項目學習走進科學課堂，前提在于選擇和開發合適的教學內容或主題。閱覽整套教材，一二年級新版教材中每一冊都有《像工程師那樣》《像科學家那樣》的專項學習單元，除此之外，三至六年級教材中每一冊均有不少內容隱含工程、設計等元素（如表1）。智慧選擇項目內容，尤其需要突出工程問題背景，恰當背景的內容適于學生設計制作一件產品或作品，便于學生體驗項目學習的基本流程。

教材中適合開發STEM微項目的內容還有不少，科學教師可以每學期精選2～3個內容嘗試STEM項目學習，每個項目用1～3個課時，既不影響科學課的整體教學，又能讓學生真正參與工程設計，體驗、融入項目學習，運用多學科知識來解決現實生活中的工程設計問題，讓科學學習更富有價值和現實意義。

慧思項目設計，融入項目學習過程

建構主義認為，在具體問題的解決中，學習者會根據自己的經驗背景對外部信息進行再加工和再創造。STEM項目學習，就是學生在真實的任務情境中，和團隊一起發現問題、分析問題、解決問題。STEM項目學習過程包括問題與聚焦、調查與研究、設計與制作、展示與評價、拓展與應用等環節。即使開展微項目學習，科學教師也需將項目學習過程盡可能完整地融入教學，精心設計教學流程，思考整體設計，巧設問題背景，開展調查研究，設計制作模型，測試優化作品。

例如一年級下冊《玩泥巴》一課，教材安排了四個活動：挖泥土活動，調動學生玩泥巴的經驗，交流玩泥巴的方法;篩泥土活動，篩選出適合做泥人的泥土，了解泥土的組成成分;和泥、捏泥活動，學生親歷玩泥巴過程，自制自己喜歡的泥土作品;泥塑燒制分享活動，知道泥塑可以燒制出陶器，了解陶瓷發展歷史并豐富制作工藝。

就本課開展STEM微項目學習，可以安排2～3個課時，聯合美術、綜合實踐活動等教師共同參與效果更佳。第一課時，科學教師從無錫非遺文化“惠山泥人展”的情境導入，以“你想設計什么樣的泥人作品？”來聚焦問題，通過“制作泥人需要哪些材料？怎么制作？”展開調查研究，學生篩選泥土、明確制作泥人的注意事項，以小組為單位設計制作流程，畫泥人、捏泥人、展示泥人，學生在互相點評中改進完善作品。此時的泥人作品當然還不是學生的理想型，于是第二課時走進美術課堂，由美術教師引導學生將作品進一步美化，有條件的還可以燒制泥人。第三課時，由班主任或綜合實踐活動教師組織舉行“班級泥人展銷會”，展示并銷售學生自制的泥人作品，匯總統計銷售款項作為愛心基金。還可以讓學生將自制的泥人作品帶回家，美化后再另選時間展銷。

此項目的整體設計新穎有趣，多學科教師接龍式參與，各自立足不同的學科推進項目，集合資源優勢，又相對獨立不受干擾。STEM在許多教師心目中是學科整合的代名詞，其實整合并不是越多越好，STEM也倡導分科教學，倡導拓展延伸，鼓勵讓項目學習走進家庭、走進社區、走進工坊。科學教師應精選教材內容，巧妙轉化項目設計，通過項目學習讓學生潛移默化地獲得工程師、設計師工作流程的熏陶，促進學生的系統思維、設計制作、實踐創新等能力的自然生長。

慧玩項目實施，發展解決問題能力

STEM視野下，知識是不斷更新的，是動態和發展的。STEM從現實問題出發，在與現實生活世界的接觸中，促進學生內在知識體系的創新生成，有助于學生靈活運用已有知識，提高解決問題的能力。活學活用、解決現實問題是STEM項目學習的價值所在，項目學習的效果如何，項目實施是關鍵。玩轉STEM微項目，科學教師尤其需要關注課堂中項目實施情況，助力學生認知能力和解決問題能力的發展。

例如五年級下冊《建橋梁》一課，教師開展微項目學習，在學生初步認識橋梁結構和特點后，靈活引入問題情境——隨著城市交通的飛速發展，我市一座大橋橋面太狹窄，嚴重影響了車輛正常通行，現拆除橋面后準備保留橋基，如何有效利用原有橋基改建一座橋梁？教師出示橋基模型，學生圍繞問題情境展開探討，紛紛提出自己的設想。此時，教師追問：“建造怎樣的橋梁？這是一個工程問題，為了設計一種方案來解決這個工程問題，我們至少需要知道什么？”學生一下子清晰地意識到解決這個橋梁建設問題是有條件限制的，于是提出諸多問題：可以使用什么材料？建造經費有多少？制作多長時間？怎么樣算設計成功？……一系列的問題表明學生的思考走向深入，維度得到拓展，思維趨向理性、嚴謹和縝密。當教師相機出示制作材料、明確檢測標準，學生根據現有條件和目標需求以小組為單位展開討論，商討繪制設計圖，分組交流設計創意，在思維的碰撞過程中進一步明確各自設計的優勢與不足，再針對不足提出改進建議，優化設計圖。然后，集合全組之力在規定時間內利用現有材料制作橋梁模型，完工后再一同測試改進，最終制成承重力更好、造型更美、成本更低的橋梁模型。整個過程，學生直面問題，思維活躍，始終保持積極的狀態，不斷調整、優化方案，直至達成預定目標，有效解決問題。

正如科學特級教師曾寶俊所言：STEM項目學習，追求更加深入，去探求原理，指向科學;追求更加真實，注重一定的限制，指向工程;追求更加精確，去探求背后的數理關系，指向數學;追求更加生活，強調實用性，指向技術;追求美和個性，探求個人因素，指向藝術。當這么多追求發生在一件事情、一個項目上，就強調了學科統整，化為一個整體，為項目服務，為解決問題服務。

基于小學《科學》教材的STEM微項目學習，改變了科學課堂的形式，改變了科學教學的模式，改變了師生思維的方式。科學教學與實際問題緊密聯系，與生活經驗緊密聯系，以項目為驅動，貫通學科、跨越學科，讓師生更有活力、課堂更有張力、科學教育更有生命力。