利用STEM整合小學起始階段科學專題課程的實施策略

李英明

（廣東省中山市西區昌平小學 廣東·中山 528400）

1 問題的提出

構建基于STEM教育的跨學科學習模式是新時代培養實踐型與創新型人才的需要，通過跨界思考、動手實踐、多元化學習與評價，為小學科學課程的學習提供了新的思路。科學專題課程是在單元教學的基礎上以知識點為教育專題，對課程內容、課程目標有計劃、有內容、有難度、有方法地進行整合而開展的綜合性學習。將STEM教育融入專題課程的學習，以項目式學習的形式開展實踐探究，促進學科之間的交叉融合,提高專題課程學習的深度與廣度，培養學生的綜合能力,促進學生的全面發展。起始階段小學科學課作為科學教學的初始階段，以培養學生的科學思維能力和科學素養為目標，包括科學學習興趣、問題意識、實踐能力等，發揮著科學啟蒙的作用。STEM教育作為一種有效的跨學科理念，如何將其融入起始階段科學教學中開發合適的專題課程，從而形成課堂與實踐的優勢互補，這個問題尤為重要。

2 起始階段STEM專題課程實施概述

起始階段的科學課從2017年9月開始設置，課程資源相對缺乏，不同的教學模式尚處于探索階段。STEM教育根據學生年齡特征設計跨學科項目，采用PBL教學法，讓學生們從實際問題出發，通過調查討論、探索優化、動手實踐等，綜合學習各學科知識，提出解決方案并加以實施。筆者在教學中積極探索將STEM理念融入起始階段科學專題課程設計，歸納了兩類專題模式。

（1）基于探究性學習的STEM課程。依據小學科學課程標準的核心概念與課程目標，從單元學習內容中的某一知識點出發，設計以調查、觀察、探究、制作等結構化活動為主的STEM課程。以《多樣的生命》為例，選題于粵教科技版二年級上冊第1單元《身邊的植物》，課程設計基于校園植物，充分考慮到起始階段學生以直觀形象思維為主的特點，課程導入從具體情境出發，并提出需要解決的問題。通過考察校園植物、收集并觀察樹葉、測量葉子的周長、拓印樹葉創作葉子畫等活動，從宏觀的校園植物到具體一棵植物、一片樹葉，認識到生命的多樣性。課程設計融合科學、數學、藝術等學科，在實踐中深化對植物的認識，培養學生的動手實踐能力和創新能力。

（2）基于設計與制作的STEM課程。在把握STEM理念的基礎上，將科學教材中的涉及技術與工程領域的內容進行整合，以某一個原理或知識點為中心，設計以探究、設計、制作為主的STEM課程，突出設計思維與工程思維。以《有趣的磁鐵玩具》為例，選題于粵教科技版二年級上冊第3單元《磁鐵玩具》，課程設計基于磁鐵的性質，以問題“怎么制作磁鐵玩具？”導入，通過設計探究、制作等結構化活動，帶領孩子們一起通過試驗來理解和掌握磁鐵、磁性、磁力、磁極等概念，并動手設計制作磁鐵玩具。在成果展示環節，學生歷經調試、展示、評比等活動。將單元內容化零為整，過程完整，在“做中學”中解決了實際問題，學生參與積極性高。

結合課程的實施與推進，筆者總結了起始階段STEM專題課程開發與實施過程中的不足之處，主要表現為：

（1）選題的局限性。主題的選擇主要來源于科學學科內容，資源有限，部分內容脫離生活實際，操作性不強。學科之間的聯系不突出，部分活動的設計在于學科的堆積，未能真正從真實生活情境中提煉主題。

（2）活動設計僵化，設計思維與工程思維不突出。沒有突破傳統的科學探究模式，注重問題的探究，物化環節對學生的設計與制作的引導不強，在問題的解決過程中未能引導學生設計有效的解決方案，缺乏設計思維與工程思維。

（3）學生自主性不強。起始階段學生由于認知尚淺，學生在活動設計中參與不足，而教師在教學中手段單一，學生被老師“牽著鼻子走”的現象頻現，這與STEM教育倡導的“讓學生自己面對挑戰”的理念背道而馳。

（4）缺乏教學評價。STEM課程標準與課程目標的缺位，各年段教與學的深度缺乏具體指導，而工程與技術領域歷來重視程度不高，且起始階段的工程與技術方面更是空白，導致STEM課程缺乏科學完善的評價標準。

3 基于STEM教育的課程開發與實施策略

起始階段STEM專題課程的開發與實施有助于學生在科學啟蒙階段樹立問題解決的意識，將所學知識在實踐中應用，以解決實際問題。因此，筆者結合科學教學實踐以及學習感悟，提出了以下基于STEM教育的起始階段科學專題課程開發與實施的策略。

（1）選題緊貼生活方向，喚起學生對情境的認同感。起始階段學生生活經驗尚且不足，選題范圍不可過大，難度要適宜。在把握起始階段學生心理及思維特征的基礎上，選取生活中常見的素材，將生活作為專題課程的情境來源。結合書本內容及課程標準提取核心概念，設計符合“最近發展區”的STEM項目，解決教材與生活中的問題。在喚起學生對情境認同中培養學生探究學習的興趣，注意知識的呈現具有探究性與啟發性，案例設計具有生動性與趣味性。起始階段科學課程內容大多源于生活，如身邊的植物、動物、水果與蔬菜、書本及玩具等，教師可立足科學教材，并聯系學生的學習與生活實際，從具體情境問題出發，轉換問題模式，設計結構化活動課程。

（2）把握學科橫向聯系，開發跨學科學習項目。單一的學科在解決問題中存在明顯的局限性，STEM教育倡導跨學科學習以解決生活中的真實問題，是一種綜合性學習理念。科學專題課程以科學學科為中心，在把握學科課程標準的基礎上開發主題活動，根據各學科學習進度，設計合理的跨學科項目。因此，課程設計要聯合各學科合作開發，創建多學科組成的 STEM 項目團隊。立足學科之間的橫向聯系確定課程內容，開發有邏輯、有順序、有結構的活動環節，而不是簡單的學科拼湊。例如在二年級下冊《種蔬菜》專題中，筆者在教學活動中布置了讓學生種植蔬菜的任務，并設計了觀察記錄單，要求學生每天定量澆水，定時觀察蔬菜生長的情況，并測量生長高度。學生在種植蔬菜的過程中歷經了科學觀察與數學測量，初步接觸跨學科學習。

（3）踐行“做中學”，在動手動腦中探究科學知識。起始階段學生由于知識與實踐的積累尚不足，綜合解決問題的能力較弱，因此起始階段課程的設計應倡導并踐行“做中學”的理念，設計以單一的實踐活動——小制作、小實驗為主，融入材料知識與工具的使用知識。在設計與制作中初步利用橫向跨學科知識解決問題，逐步滲透設計思維與工程思維，并通過實踐活動學習相關學科知識。例如，在《常見的尺子》一課中，以制作一頂合適的生日帽為主題，可融合科學的材料探究、數學的測量應用、美術的手工制作等內容。將學科知識進行結構化的活動設計，促進了知識在實踐中的應用。

（4）搭建學習支架，鼓勵自主探究。起始階段學生自主性缺乏往往是因為缺乏有效的指導，學生沒有實踐經驗可循，因此應提供豐富的學習支架，用支架支持學生的自主探究。STEM課程中教師可根據學生的學習需要，綜合運用多種類型的學習支架。在課堂教學參與環節，教師通過提問、展示圖片和視頻等多媒體素材的形式為學生提供情境型支架，幫助學生引發思考促進新舊知識的碰撞快速進入學習狀態；在探究實踐環節，教師可提供學習資源與解決對策支架，協助學生展開探究學習，并解決實際問題；在知識的拓展與遷移環節，教師可提供交流型支架，協助學生交流并將所學知識予以應用遷移等。豐富的學習支架讓學生在實踐中有法可依，能夠提高學生自主探究的能力和學習科學的興趣。

（5）多元評價，建立目標管理機制。STEM教育鼓勵給學生不同的表現機會，關注學生在過程中技能的習得與情感態度的表現。起始階段學生初步接觸STEM課程，因此學習評價需建立綜合評價體系。首先，形成性評價與總結性評價相結合。在實踐過程中對學生的實踐過程進行持續性關注，及時發現問題，調整課程實施策略。對活動的成果及成效做總結性評價，關注課程實施的效果。其次，以激勵性評價為主，記錄學生在實踐過程中的真實表現，對學生的探究活動、設計制作、成果展示等環節以激勵性評價為主，對不足之處及時協助予以調整，關注學生的情感態度。同時建立目標管理機制，課程實施之前明確課程目標，對學生在實施過程中的表現及實踐成果予以量化評價，量化指標盡量細化。最后，基于綜合評價評選“科學小達人”，以提高學生參與課程的積極性。