STEM項目活動在小學科學教學中的應用

［摘要］ STEM課程是一門集科學性、工程性、技術性、數學性于一身的綜合實踐活動課程。在小學科學STEM課程活動中研發STEM項目活動內容，優化STEM項目活動過程，助推STEM項目活動延伸，從而讓科學STEM項目活動充分發揮科學學科的育人功能，彰顯科學學科的育人價值，有效提升學生的學習能力與科學素養。

［關鍵詞］ 小學科學；STEM；項目活動；科學素養

STEM是一種綜合性的學習方式。在小學科學教學中實施STEM項目活動，其目的是讓學生的科學學習從傳統的點狀化、線性化、孤立化轉向系統化、結構化、綜合化。教師實施STEM項目活動，需要積極打造STEM的眾創空間，引導學生開展STEM創新活動，力求讓學生做到“格物致理”“知行合一”。作為小學科學教師，要通過科學STEM項目活動，提高學生的綜合學習能力，提升學生的科學綜合素養。

一、研發STEM項目活動內容

實施STEM項目活動要求教師設計合適的STEM項目活動主題。STEM課程具有綜合性、實踐性、跨學科性等特質。在小學科學STEM課程設計研發的過程中，教師首先要熟悉相關的課程內容，基于這些內容，精挑細選，從而確定合適的課程主題。從某種意義上來說，教什么比怎樣教更為重要，因此教師要力求讓學生做到“像科學家一樣思考”“像技術員一樣設計”。對此，教師可以從科學教材中提煉、打造，也可以跨學科進行發掘，還可以從學生的生活中尋找素材。只有這樣，科學STEM課程活動的內容才能從單一走向豐富、從孤立走向關聯、從散態走向整體。

以“電與磁”內容的教學為例，筆者設計研發了項目化、綜合性的STEM活動，要求學生動手做一個“電動機”。首先，筆者引導學生復習電磁相互作用原理，讓學生認識到活動背后的支撐性理論。在此基礎上，筆者引導學生認識電動機的組成，包括轉子、定子、線圈等。為了豐富學生的感知，筆者引導學生借助身邊的材料完成動手制作。其中，最為關鍵的是讓學生動手制作線圈。在這個過程中，筆者引導學生重點對線圈的匝數、線圈的繞向、電池的設置等方面進行研究，這樣做不僅整合了相關的科學知識、技術知識、工程知識，還有助于學生在動手實踐的教學情境中訓練動手能力，提升綜合學習能力。

從上述課例可以看出，教師在設計STEM項目活動主題和內容時，要始終聚焦學生的學習興趣。興趣是最好的老師。學生的科學STEM課程學習興趣主要在兩個方面：一是學生的外在性興趣，二是學生的內在性興趣。外在性興趣主要依靠教師的情境創設；內在性興趣則表現為學生對科學學科內容本身感興趣，學生內心充滿探索的欲望。

二、優化STEM項目活動過程

實施小學科學STEM項目活動，教師不僅要精心設計相關的主題、內容，更要合理安排STEM項目活動過程。傳統的小學科學教學，學生的學習往往浮于表面。當下，小學科學教學不僅要培育學生的科學素養，更要培育學生的技術素養、工程素養、數學素養。在小學科學教學中，教師要引導學生對STEM項目活動內容進行精加工，從而促進學生的思維在STEM項目活動過程中不斷進階。

以“水果電池”內容的教學為例，在活動中，筆者不斷地激發學生的創新思維，引導學生進行發散思考。筆者設計了具備引導性和啟發性的問題：怎樣增強小燈泡的亮度？水果電池應該怎樣串聯、并聯？串聯起來會怎樣？怎樣讓兩只小燈泡同時發光或者不發光？在此基礎上，學生動手操作并進行驗證。如此，學生的科學學習從簡單復制走向自主創新，學生的科學思維從形象上升為抽象?？梢哉f，該STEM項目活動訓練了學生的科學思維，讓學生用科學的眼光去發現問題、分析問題、解決問題。

STEM課程不是將科學、技術、工程和數學等學科的課程資源進行雜糅或簡單疊加，而是要聚焦學生的科學思維，激發學生的科學想象，引導學生進行深度探究，在項目活動的全過程中將相關的科學、技術、工程、數學等相關資源進行整合、優化。STEM課程的開發與教學實踐旨在提升學生的科學思維能力、探究能力、實踐能力。

三、助推STEM項目活動延伸

STEM項目活動不僅可以在課堂教學時空之下進行，更可以超越課堂教學時空，向學生的課余、課外拓展延伸。在教師的引導下，學生不僅可以將教材相關內容進行綜合化，還可以發掘生活中的相關資源、素材，對STEM項目活動內容進行拓展延伸。在STEM項目活動過程中，教師要鼓勵學生突破原有的認知、思維，突破固化的設計，尤其要突破固有的習慣。要將科學知識的本質有機地滲透到STEM項目活動之中，從而讓小學科學STEM項目活動成為實現科學學科育人目標的重要載體。

在教學過“熱量”的相關內容之后，筆者安排了“做個保溫杯”STEM項目活動，以期深化對“熱”這一單元相關知識的認知，讓學生將所學的知識進行更大范圍的遷移、實踐和應用。筆者首先引導學生探討項目活動的驅動性問題：要從哪幾個方面促進保溫杯保溫？在此基礎上，學生自主設計實驗方案，著力解決如“怎樣減少熱喪失、怎樣減少熱傳導”等問題。學生開動腦筋，設計出了各種方案，如“將杯子用毛巾包起來”“給杯子加上一個蓋子”“將杯子嵌入泡沫塑料之中”。在這些方案的基礎上，筆者引導學生動手操作，并讓學生分成若干小組開展對比試驗，進而引導學生比較各自對杯子保溫優化設計的效果。在此基礎上，筆者組織學生從保溫杯的材料、保溫杯的設計、保溫杯的單雙層、保溫杯的有無木塞等方面展開研討。在STEM項目活動中，筆者還為學生提供了種類豐富的制作材料，進而讓學生從材料的選擇、保溫的措施等方面進行動手操作。如此，學生在手腦聯動的過程中完成了實踐性的創造，思維、操作、實踐、合作、創新等融為一體，促進了科學素養的全面發展。

教師在學生開展STEM項目活動的過程中，要精心地創設情境、創編問題、選擇素材、設計活動，從而讓STEM項目活動與科學學科教學融合。實踐證明，貼合學生實際生活的STEM項目活動能有效地激發學生的學習興趣，培養學生的實踐操作能力，在科學STEM項目活動中，科學與STEM是相互交融、相互促進、相輔相成的，它們不是兩條并行的平行線，而是相互交織在一起的一個坐標軸，是學生科學學習的主干脈絡，是提升學生的學習能力與科學素養的重要載體。

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周祥皓? ?江蘇省如皋市磨頭鎮磨頭小學。