反思STEM項目式課程教學

◇李慧敏（江蘇：南通市五山小學）

STEM 教學已經成為小學科學教育的新思潮，在科學課堂中以STEM 教育理念為導向設計并實施課程，是每一位科學教師都希望掌握的技能。本文以“造房子”活動為例，探討了STEM 教育在實際教學中的應用模式和實施效果，分析了該項目課程的優點和不足之處，以期為小學科學開展STEM教學活動提供經驗參考。

一、STEM教育

隨著當今世界科學技術的迅猛發展，全球競爭日益加劇。科學是第一生產力，提高全民的科學素質與科學技能已經成為十分重要的發展策略。基于此，21世紀初各國出現了一種新的教育理念——STEM 教育。它融合了科學、技術、工程和數學四門學科，以整合的教學方式，幫助學生建構、理解、掌握解決實際問題的方法并運用到現實生活中去。2017年教育部頒發的《義務教育小學科學課程標準》新增了“工程與技術領域”的內容，建議教師在教學實踐過程中嘗試STEM 教育。新版蘇教版小學科學教材，進一步證明了項目式合作學習是實現STEM教育的有效途徑。

二、案例分析

（一）項目介紹

《造房子》是蘇教版五年級下冊“形狀與結構”單元中的第四課，學生通過小組項目式合作，設計并建造滿足一定條件需求的房子。此項目共分為五個階段：課前預習，查找資料，初步了解房子的結構特點；認識古代房子和現代房子的不同點，體會到現代的房子更加安全舒適，這是科學技術發展和勞動人民智慧的結晶；以小組為單位，設計房子，畫出房子結構圖，計算出所需材料，鼓勵學生踴躍展示，啟發其多角度思考，進一步完善設計；小組分工合作，完成房子的搭建，給學生充足的時間，反復實驗和調整，一起團結協作，克服困難，建造出比較合理、美觀的房子；評比、交流，引導學生客觀評價自己和別人，總結經驗，分享感受。項目意在通過由低到高、遞進式完成任務的形式，促進學生創新能力、動手能力、綜合運用知識能力及團結協作能力的發展，體驗創造的艱辛與成功的快樂。

（二）學生情況分析

（三）學習目標

探究古今中外房子的相同點和不同點，感受設計在建筑中的重要作用。知道房子的主要構成，大膽地發表自己的發現與猜想。

了解房子搭建的基本步驟和原理，能夠利用規定數量和規格的材料，通過小組合作完成房子的設計和建設。

了解完成整個項目的思維與過程，即明確需求—制訂方案—設計圖紙—修改圖紙—搭建成品—調整完善—美化裝飾—展示評價。

計算房屋的占地面積、體積與容納量，合理分配建筑材料，以最大化地節約成本。

表1 《造房子》課時安排表

（四）項目準備

課件、音頻、竹竿、膠槍、連接器、膠帶、鋸子、皮尺、手套、護目鏡、拖線板、報紙、設計單等。

年僅24歲的程曉擁有了一輛凱迪拉克！這成為公司里的爆炸新聞。不僅公司員工對他青眼相加，就連幾位居高臨下的高層領導對他說話也變得小心翼翼起來。只是以前追求過他的女孩突然有了自知之明：能撂倒這位開凱迪拉克的王子的，非副總裁的公主方勛梅莫屬。

項目活動中用到的工具比較多，并且具有一定的危險性。在活動開展之前，要跟學生說明工具的正確用法，如膠槍、鋸子等。在搭建房子的時候，要戴上手套和護目鏡。注意竹竿的擺放，以免傷害自己和他人。安全無小事，課前的提醒和強調能不斷地提升學生的安全意識，確保活動的順利開展。

（五）項目實施過程

1.自主學習，完成課前預學單

表2 《造房子》預學單

預學單作業是根據學生實際情況和課程的需要設計的。

“查找資料，說一說古代房子有哪些特點。”房子的建造是有很長一段歷史的，形狀、材料、結構、風格都在不斷演變，學生課前搜集材料，在潛意識里加深對房子的認識。

“欣賞圖片或視頻，了解一些富有創意特色的現代建筑，簡單介紹一下它的特點。如鳥巢、悉尼歌劇院、蘇州園林等。”區別于傳統住宅，很多功能性建筑有著獨特的造型和外觀，欣賞圖片和視頻，幫助學生拓寬視野，提升對美的鑒賞力和創造力，為后面設計房子打下基礎。

“你所居住的小區房子是什么樣子的？把它畫下來。”讓學生動筆畫一畫自己小區的房子，為設計圖紙提前熱身，并且便于教師了解學生的作圖能力。所以，課前預學單的任務是為課程的開展進行知識、技能的準備。

2.創設情境，認識古代房子和現代房子的不同點

為了迎接六一兒童節，大雄要參加學校組織的造房子比賽，他找來了小伙伴一起討論。借助哆啦A 夢的“時光機”穿越時空，欣賞不同年代的房子，引發學生對古代房子和現代房子的對比思考，學生能夠直觀感受到房子發生了巨大的變化。再將學生的思考引向更深處：房子的變化離不開科技的進步和勞動人民的辛勤創造，體會到科學創造的價值和意義。揭示項目任務：造房子。

3.以小組為單位，設計房子，畫出房子結構圖，計算所需材料

①問題引領，明確任務和要求

為了順利地完成造房子的任務，你覺得還需要獲得哪些信息或哪些知識？在任務驅動下，學生獨立思考，自主建構。需要什么？缺少什么？學生思考的過程也是促進其思維全面發展的過程。小組討論房子的組成部分，討論哪些結構更加穩定。出示項目制作材料和要求。

表3 造房子的材料及要求

②小組合作，初步完成設計圖

在蓋房子之前首先要有設計圖紙。圖紙能夠反映出設計師的智慧，房子蓋得好壞也與圖紙有很大的關系。明確任務要求，設計圖紙，畫出房屋地基及整體框架結構圖，標出房屋框架的長、寬、高，寫下創意亮點，估算出所需竹竿數。

③交流展示，進一步完善設計圖

學生展示自己的設計草圖，闡明自己的設計理念，小組互評。

為了能夠容納兩名學生，地基應該怎么設計？怎樣才能保證整體房屋結構的穩定性？欣賞國內外設計師的巧妙創意，進一步激發學生的創作靈感。鼓勵學生開動腦筋，重新修改設計圖，多一些與眾不同的創意。

表4 實驗記錄單

④分工合作，完成房子的搭建

進一步明確搭建要求，小組分工明確，團結協作。關注學生在搭建過程中遇到的問題，以及如何解決問題。鼓勵他們相互研討，多次嘗試，提出疑問，共商方案。再次提醒學生使用工具時要注意安全。對房子進行裝飾，并給小組搭建的房子取一個特別的名字。

⑤房屋展銷會

分小組介紹自己搭建的房子，是否符合制作要求，匯報總共使用的材料數。闡述搭建過程及問題解決的方案。學生拿出選票，投給內心覺得最符合獎項的作品。請獲獎小組和學生分享制作經驗和心得體會。

表5 房屋展銷評價表

過程性評價和終結性評價相結合，以評促建。評比、交流的目的是引導學生學會正確評價自己，正確評價他人，能夠客觀地看到自己的亮點與不足，促進其更好地完善。

三、教學反思

STEM 教育理念是符合社會發展、學生需要的科學嚴謹的教育理念。小學階段的STEM 課程應朝著培養學生解決實際問題能力、提升創新能力、培養發明家能力的目標開展。只有具備了這些關鍵能力、技能和品質，學生才能更好地在未來世界生存，成為符合時代需要的創新應用型人才。筆者作為一線科學教師，有義務和責任在本職教學崗位上推進和實施這項課程。“造房子”活動是筆者對STEM 項目式課程的初步嘗試，亮點在于以下幾個方面。

1.貼近生活，從一個有趣的任務開始

房子是學生日常居住的場所，遮風擋雨，納涼避寒，是我們溫馨的家。

2.提升素養，激發思維，從解決一個個困難生成

學生以個體融入小組合作，圍繞“造房子”活動，積極主動地參與探究和創造。在項目的實施過程中，筆者關注學生對難點的突破。他們發現問題，互相研討，提出質疑，共商方案。有效的小組合作，還能讓學生學會傾聽、學會表達、學會質疑、學會遵守組織紀律。同時各學科知識的有機融合，提升了學生的綜合素質和解決問題的能力，從而更加積極地推進項目活動的深度開展。

不足之處有以下幾個方面。

1.預學單完成情況不佳

筆者將預學單放在了課前，由學生自主完成。從收上來的預學單來看，學生完成的情況參差不齊：部分學生能夠認真對待，達到筆者預設的學習效果；部分學生沒有完成或低質量完成。所以，學生搜索資料、自主探究的能力還有所欠缺，在今后的教學中，需有意識地加強。

2.課時分配不合理

在房子搭建的過程中，個別小組未能在規定時間能完成，另有部分小組雖然在搭建失敗后總結了原因，但未有時間修改。綜合來看，兩節課時的搭建時間有些倉促，應適當延長，保證學生有足夠的時間來試錯和完善。

3.任務是否完成，需要制定一個更加合理的檢測或評價標準

筆者最初設計的評價標準是在完成任務的基礎上，比一比哪一個小組更美觀、更節省材料。但作為STEM 課程，它的評價標準應該更貼近實際生活。有的小組雖然也能搭建符合要求的房子，但是手指輕輕一碰就倒了。這就好比“豆腐渣”工程，僅僅有一個空架子，而工程質量不達標。我們的學生是未來世界的建設者，他們更應有嚴格的質量達標意識，所以該課程作為一個工程類項目課程，必須有質量考核。鑒于材料的特殊性，筆者考慮可以用承受一定的重力來檢驗它是否牢固。■