小學科學STEM項目化學習的思考與實踐

張澤祥

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，它既是一種教育理念，也是一種學習模式，與傳統的教育理念相比，它更強調多學科的交叉融合。STEM理念下的項目化學習，是一種以項目為載體、以問題為驅動開展的跨學科主題學習活動。在STEM理念下，小學科學項目化學習已是一種常態化的教學方式，它既體現了STEM理念的本質特征，又體現了整體性教學原則，能夠讓科學內容更加貼近生活，讓學科知識融合得更加深入，讓學生學習更加主動。在本文中，筆者結合自身的教學實踐經驗，探討了小學科學STEM項目化學習的主題來源、主要價值、顯著特征與實施流程，以供參考。

一、小學科學STEM項目化學習的主題來源

在STEM教學理念下，如果說數學、科學是一條暗線，那么工程、技術則是一條明線。小學科學STEM項目化學習立足于工程項目，把科學、數學基礎知識和技術能力融合在工程項目之中。因此，產生具體的項目是開展STEM項目化學習的前提。小學科學STEM項目化學習的主題來源主要有以下三條渠道。

一是科學教材。科學教材是科學教學的主要內容，也是STEM項目化學習主題的開發基地。教師可以著眼于科學教材，以科學教材中的相關內容為切入點，對教材進行重組、改編，將其轉化為STEM活動項目主題。二是學科整合。教師可以跨越科學學科，采取學科融合的方法，從其他學科中挖掘內容，將其與科學學科進行有機整合，創生出STEM項目主題。三是立足生活，從生活實際中挖掘學習主題，將某些生活問題轉化為科學問題，形成STEM項目主題，組織學生開展項目化學習。

二、小學科學STEM項目化學習的主要價值

小學科學STEM項目化學習主要有兩個方面的價值：一是可以凸顯學生的主體地位，驅動學生自主學習，使他們成為科學的探索者與知識的建構者；二是可以推動學生綜合運用知識、方法、技能解決實際問題，完成挑戰性任務，從而促進學生全面發展。

三、小學科學STEM項目化學習的顯著特征

（一）在情境中探究

情境教育理論與學科教學實踐表明，真實的教學情境，能夠喚醒學生的主體意識，激活學生已有的知識和經驗，促使學生進行深度學習。情境可以有效引入主題，激發學生的興趣。小學科學STEM項目化學習主張從真實的情境中提出科學的問題，從有趣的情境中拉開探究的序幕，在豐富的情境中經歷完整的學習過程。教師在小學科學教學中，應從學生生活實際出發，為學生創設真實的項目情境、問題情境、任務情境，圍繞學生生活經歷，設計科學探究活動，引領學生在情境中學習。

（二）在實踐中體驗

“實踐出真知”，學生只有親手操作、親身體驗，才能獲得真實的感受和深刻的理解，形成真切的認識。實踐性與體驗性是科學STEM項目化學習的重要特征，也是學生主導性的充分體現。“做中學”是小學科學STEM項目化學習的重要方式，學生通過觀察、制作、實驗等方式去解決問題，在解決問題的過程中探究發現。而科學STEM項目化學習中的“做”，不是單一的動手操作，而是讓學生帶著問題去做，在做中迸發出思維火花，通過“做”與“思”獲得新知和技能。

（三）在跨界中融合

整合性是STEM項目化學習的重要特征，小學科學STEM項目化學習以科學學科為載體，融合了數學、工程、技術學科知識，突破了學科界限，聚集了多方資源。小學科學STEM項目化學習是一種跨學科主題學習活動，其目標是多元化的，內容是綜合性的。小學科學STEM項目化學習是一種綜合化學習方式，以項目為載體融合多學科知識，整合多層面信息，在跨界中實現融合，豐富了學科學習內容，促進了學生綜合素養的提升。

（四）在合作中成長

“集體是力量的源泉，眾人是智慧的搖籃。”在新課改背景下，當今合作學習的價值日益凸顯。合作探究是小學科學STEM項目化學習的重要方式，教師可以將學生分為若干個學習小組，引導學生圍繞項目進行合作探究。合作探究對學生的成長有積極的促進作用。首先，合作加強了學生之間的互動交往，提高了學生的人際交往能力，增進了學生間的情感與思想的交流，

促進了學生健康和諧成長；其次，合作讓學生組成學習共同體，形成合作伙伴關系，發揮協作互助精神，凝心聚力，從而開發學生的潛力，達到“1+1＞2”的學習效果；最后，合作起到了傳幫帶的作用，增強了學困生的成就感和歸屬感，提高了學生的學習效率。

四、小學科學STEM項目化學習的實施流程

小學科學STEM項目化學習活動主要分為五個環節，下面，筆者以“不同的聲音”這一課的教學為例，談談小學科學STEM項目化學習的具體實施流程。

（一）創設情境，確定項目

在小學科學STEM項目化學習中，確定項目選題是教學的第一步。小學科學STEM項目既要寓教于樂、關注生活，又要能整合多元知識，體現學科核心知識，凸顯學科的本質特征。項目主題的確定應由師生共同完成，通常由教師創設情境，引導學生在情境中發現問題、提出問題、認同問題，進而共同商定項目主題，明確活動任務。

在教學“不同的聲音”這一課時，筆者對教材內容進行了改編重組，將教學活動設計成STEM項目化學習模式。在教學過程中，筆者借助學校舉辦的“小巧手”比賽活動的契機，創設了一個科技創新大賽的情境，組織學生觀看科技大賽海報，啟發學生利用這個單元所學知識，提出自制創意樂器參與比賽的想法，在情境中引出“制作樂器”這一項目化學習主題。

（二）提供材料，精心準備

“一個善于做準備的人，是距離成功最近的人。”精心準備是STEM項目化學習的第二步。教師在課前除了要做好教學活動的設計、準備好探究材料，還要精心指導學生做好學習準備。學生的學習準備包括舊知識的復習和學習材料的準備。前者包括查閱相關資料，豐富知識儲備，激活已有經驗等，后者包括準備導學單、實驗單、實驗器材等。總之，教師要提前為學生的探究學習搭建好橋梁，奠定好基礎。

在和學生共同確立了項目主題后，筆者引導學生圍繞“好樂器的標準”展開了學習，給學生提供了一段資料讓學生閱讀，同時讓學生自學書本內容。學生通過自學，明晰了好樂器的衡量標準，如“能發聲”“聲音有高低變化”“聲音有規律”

“外形美觀”，并對音量、音調概念有了初步認識，對音量大小和音調高低的影響因素有了一定了解，從而為后續的學習活動奠定基礎。

（三）伙伴合作，形成方案

在開展STEM活動之前，必須制定科學合理的活動方案，活動方案是對學習活動的規劃，可以避免開展活動時盲目無序。有了明確的方案，學生就知道要做什么、怎么做，學習活動就有了目標和方向，探究實踐就會更加高效。工程的關鍵是設計。科學STEM項目化學習方案的重點是工程設計，這就要求學生運用綜合性知識，發散工程思維與技術思維，對所要完成的作品進行設計，形成科學合理的施工方案。教師要引導學生自主研討設計，包括完成項目的思路、產品制作的流程、材料的選擇、圖稿的設計等，還要組織學生對設計的方案進行論證和修改，以形成比較完善的、可行的施工方案。

在教學“不同的聲音”這一課時，在學生自主研討了好樂器應具備的條件之后，筆者給學生提供了設計單，讓學生分組設計樂器制作方案，各組邊討論邊填寫設計單，如制作的樂器名稱、所需要的材料、制作的具體步驟、樂器設計圖等。活動方案的形成，需要師生攜手完成，師生之間要結成合作伙伴，學生之間要開展協作學習。

（四）手腦雙揮，制作產品

工程制作是科學STEM項目化學習的核心環節。學生親手將計劃付諸行動的過程，既是一個生成勞動的過程，也是一個培養學生解決問題能力與創新能力的過程。工程制作能幫助學生了解科學原理，應用工程原理，將技術融入工程。該環節需要學生手腦共用、做思結合，學生不僅要動手制作產品，還要動腦思考，不僅要根據既定方案實施，又要在制作過程中根據實際情況做出適當調整。此外，學生還要對產品性能進行測試，找出產品的不足之處，并設法對產品進行改造和優化，以提高產品質量。

在“不同的聲音”這一課的教學中，在工程設計活動結束后，筆者讓小組長到材料區自主選擇材料，分組合作制作樂器。有的小組制作的是彈撥樂器，有的小組制作的是吹奏樂器。產品初步成型后，各組學生嘗試演奏，根據效果進行調試，設法調節音量大小，改變音調高低，以使樂器發出更加優美的樂音。在學生制作產品的過程中，教師在讓學生自主操作的前提下，應對學生進行適當輔助，對有困難的學生施以援手，以確保學生的安全和活動的順利開展。

（五）展示成果，評價反思

新課程提出“教學評”一體化的理念，要求充分發揮評價的作用，用評價去引導學生的學。展評是科學STEM項目化學習活動的第五個步驟，該環節著重給學生提供了展示成果、交流學習的平臺，對學生的學習成果與學習過程進行評價，并對學生的作品進行診斷與甄選，通過評價引導學生自我反思，促使學生更好地發展。

在教學“不同的聲音”這一課時，當各組學生完成樂器制作之后，筆者讓各個小組拿著樂器進行展示匯報，他們邊介紹制作樂器時用到了哪些材料，邊給大家演奏。在學生展示的過程中，筆者請其他小組學生提出問題或建議，同時，筆者也適當進行點評并提出建設性意見。在此基礎上，筆者引導學生自我反思，想想自制樂器過程中用到了哪些知識、取得了哪些收獲、還有哪些值得改進的地方，并對學生提出課后進一步調試完善樂器的任務，將項目化學習活動延伸至課外。

（作者單位：

江蘇省南通市通州區姜灶小學）