在“聲音”單元教學(xué)中貫徹STEM教育理念

陳超

〔摘? ? 要〕? 《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》提出“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”“實(shí)踐創(chuàng)新”“科學(xué)精神”等六大核心素養(yǎng)內(nèi)涵，明確定義了我國(guó)21世紀(jì)人才標(biāo)準(zhǔn)。本文呈現(xiàn)的STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)單元整合案例由“創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，明確核心任務(wù)”“拆分核心任務(wù)，提供學(xué)習(xí)支架”“理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)制作成品”“展示評(píng)價(jià)交流，促進(jìn)學(xué)習(xí)反思”四個(gè)環(huán)節(jié)組成。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教育中的運(yùn)用可以優(yōu)化科學(xué)課堂教學(xué)模式，提升教師執(zhí)教能力，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；單元整合

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 04? ? 067-069

2023年5月，教育部等十八部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》中提到，要注重將知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)，提倡探索項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)以提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在教學(xué)建議部分指出，科學(xué)教育要重視情境創(chuàng)設(shè)、自主探究、合作交流、總結(jié)反思，要整合啟發(fā)式、探究式、互動(dòng)式、體驗(yàn)式和項(xiàng)目式等教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的意義建構(gòu)和深度學(xué)習(xí)。

STEM中“S”代表科學(xué)，“T”代表技術(shù)，“E”代表工程，“M”代表數(shù)學(xué)，這一融合理念最早由美國(guó)國(guó)家基金會(huì)提出。STEM教育理念強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科學(xué)習(xí)、實(shí)踐導(dǎo)向、合作與交流、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新精神和適應(yīng)性，致力于挖掘?qū)W生真正的潛能。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種新型的教與學(xué)的方式，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，在核心問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下，在真實(shí)情境中，項(xiàng)目小組成員持續(xù)探究、合作完成一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

綜上，在小學(xué)科學(xué)教育中開(kāi)展基于STEM教育理念的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)順應(yīng)時(shí)代要求、符合文件精神。將STEM教育理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑，幫助學(xué)生形成正確價(jià)值觀、必備品格、關(guān)鍵能力。

一、項(xiàng)目背景

新版教科版小學(xué)科學(xué)教材呈現(xiàn)為大單元的組織形式，一個(gè)單元的課圍繞一個(gè)學(xué)習(xí)主題展開(kāi)。四年級(jí)上冊(cè)“聲音”單元由8課時(shí)組成，分別是“聽(tīng)聽(tīng)聲音”“聲音是怎樣產(chǎn)生的”“聲音是怎樣傳播的”“我們是怎樣聽(tīng)到聲音的”“聲音的強(qiáng)與弱”“聲音的高與低”“讓弦發(fā)出高低不同的聲音”“制作我的小樂(lè)器”。本單元各課時(shí)之間邏輯關(guān)系緊密，有著嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)和層次。以“聲音”這一熟悉的事物為切入點(diǎn)，首先了解學(xué)生初始想法，關(guān)注聲音問(wèn)題，用簡(jiǎn)單直觀的實(shí)驗(yàn)建立物體振動(dòng)與聲音的聯(lián)系，再到認(rèn)識(shí)聲音的本質(zhì)和保護(hù)聽(tīng)力的方法，逐漸架構(gòu)起聲音的強(qiáng)弱、高低概念，最后完成樂(lè)器的設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試和展示。

單元整合是在參照課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序、教學(xué)內(nèi)容所占比例進(jìn)行一定的調(diào)整設(shè)計(jì)，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)他們的全面發(fā)展。在“聲音”單元的最后一課時(shí)《制作我的小樂(lè)器》屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力要求較高，教學(xué)難度較大，教學(xué)時(shí)間偏短，實(shí)際教學(xué)效果不佳。基于以上的分析，筆者認(rèn)為基于STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)“聲音”單元進(jìn)行整合開(kāi)發(fā)會(huì)增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，真正地促進(jìn)學(xué)生的素養(yǎng)提升和思維遷移，培養(yǎng)出適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求的人才。

二、項(xiàng)目案例呈現(xiàn)

本項(xiàng)目基于STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對(duì)“聲音”單元進(jìn)行整合，具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)如下。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，明確核心任務(wù)

情境創(chuàng)設(shè)是教學(xué)導(dǎo)入的有效手段，在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境顯得尤為重要。剛上四年級(jí)的小學(xué)生專注度十分有限，容易受到環(huán)境的干擾影響，認(rèn)知水平、生活經(jīng)驗(yàn)更是有限。根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論，只有創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、接近四年級(jí)學(xué)生實(shí)際生活的情境，才能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)意愿、增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。真實(shí)情境中的問(wèn)題和挑戰(zhàn)更具有現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值，學(xué)生會(huì)更加積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，并且能夠感受到學(xué)習(xí)的實(shí)際應(yīng)用和成就感。本環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程如下。

本學(xué)期將迎來(lái)一年一度的元旦佳節(jié)，為慶祝元旦，班級(jí)將隆重推出演奏自制樂(lè)器系列節(jié)目。要求：每個(gè)小組設(shè)計(jì)制作一個(gè)創(chuàng)意小樂(lè)器并上臺(tái)完成介紹、演奏。屆時(shí)，將邀請(qǐng)班主任、音樂(lè)教師、科學(xué)教師、學(xué)生共6名評(píng)委參與評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)分規(guī)則評(píng)選出等級(jí)并發(fā)放獎(jiǎng)品。

（二）拆分核心任務(wù)，提供學(xué)習(xí)支架

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的核心任務(wù)具有復(fù)雜、概括性強(qiáng)、難度高等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，完成整個(gè)項(xiàng)目具有一定的挑戰(zhàn)性。在教師提出核心驅(qū)動(dòng)問(wèn)題后，很多學(xué)生對(duì)于解決問(wèn)題是茫然無(wú)措的。此刻，教師可及時(shí)引領(lǐng)學(xué)生通過(guò)“頭腦風(fēng)暴”“魚(yú)骨圖”等方法對(duì)核心任務(wù)進(jìn)行拆解，形成富有邏輯關(guān)系和漸進(jìn)層次的子任務(wù)群。拆分核心任務(wù)在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中是一種有效的教學(xué)策略，它能夠幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提供清晰的學(xué)習(xí)路線，分配合理的學(xué)習(xí)資源，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力，并促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)。這樣有助于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，增強(qiáng)問(wèn)題解決能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作能力。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)支架是教師或?qū)W習(xí)環(huán)境提供給學(xué)生的支持和指導(dǎo)結(jié)構(gòu)。它可以包括教學(xué)資源、工具、策略和引導(dǎo)性問(wèn)題等，旨在幫助學(xué)生逐步理解和解決復(fù)雜的問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)、完成項(xiàng)目任務(wù)，比如KWL表就是常用的工具。本環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程如下。

本項(xiàng)目的核心任務(wù)為設(shè)計(jì)制作一個(gè)創(chuàng)意小樂(lè)器。我們可以通過(guò)提問(wèn)的方式將核心任務(wù)分解成一個(gè)個(gè)子任務(wù)，比如：你聽(tīng)過(guò)什么聲音？你聽(tīng)到的聲音有什么特點(diǎn)？你知道如何使物體發(fā)出聲音嗎？傳播聲音需要什么條件？你的耳朵為什么能聽(tīng)到聲音？你知道有哪些控制聲音強(qiáng)弱、高低的方法嗎？你知道哪些常見(jiàn)的樂(lè)器及其發(fā)音方式是怎樣的？你想創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制作的樂(lè)器是什么……在整個(gè)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們都可以利用KWL表來(lái)記錄自己已經(jīng)知道（K）、想知道（W）、已經(jīng)學(xué)到（L）的內(nèi)容，幫助我們隨時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)進(jìn)程。

（三）理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)制作成品

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，設(shè)計(jì)制作成品是項(xiàng)目的重要部分，它涉及學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和技能應(yīng)用于實(shí)際情境，創(chuàng)造出具體的成果。設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)通常包含明確項(xiàng)目目標(biāo)需求、人員分工、完成設(shè)計(jì)方案、收集準(zhǔn)備材料、制作成品、測(cè)試改進(jìn)這六個(gè)步驟。在設(shè)計(jì)、制作成品的過(guò)程中，無(wú)論是設(shè)計(jì)方案還是成品都需要經(jīng)過(guò)多次的修改，在保持設(shè)計(jì)圖與成品一致的情況下反復(fù)地迭代、優(yōu)化。本環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程如下。

小組在樂(lè)器介紹演奏會(huì)后，再次明確設(shè)計(jì)制作一個(gè)創(chuàng)意小樂(lè)器的具體要求；小組選出組長(zhǎng)，組織組員推進(jìn)項(xiàng)目，各小組成員闡述自己的樂(lè)器設(shè)計(jì)，選出主設(shè)計(jì)師；確定自制樂(lè)器名稱、發(fā)音原理，主設(shè)計(jì)師完成樂(lè)器初稿設(shè)計(jì)，組員進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)（樂(lè)器各部分材料種類、長(zhǎng)寬高、成本預(yù)算等）；針對(duì)樂(lè)器制作、演奏過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，提出解決方案，修改設(shè)計(jì)圖，收集所需材料；合作完成樂(lè)器制作；使用調(diào)音軟件檢測(cè)樂(lè)器音準(zhǔn)、音調(diào)校準(zhǔn)。

（四）展示評(píng)價(jià)交流，促進(jìn)學(xué)習(xí)反思

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，展示評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)具有重要的意義，不可或缺。學(xué)生可以通過(guò)展覽、演示、報(bào)告等形式展示分享他們的制作成品、制作過(guò)程、設(shè)計(jì)理念和收獲，這不僅能展示項(xiàng)目的成果和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)實(shí)踐應(yīng)用與交流合作，還有助于提供反饋，培養(yǎng)自信和表達(dá)能力，并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)反思和成長(zhǎng)。展示環(huán)節(jié)使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加有目的性、實(shí)踐性和意義深遠(yuǎn)，并為他們的終身學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在評(píng)價(jià)方面，除了要做好終結(jié)性評(píng)價(jià)，還要兼顧過(guò)程性評(píng)價(jià)、對(duì)學(xué)生的正確價(jià)值觀及必備品格的評(píng)價(jià)。這一環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程如下。

確定展示環(huán)節(jié)演奏的曲目，小組選派一人進(jìn)行曲目的演奏，一人展示本組樂(lè)器結(jié)構(gòu)和制作環(huán)節(jié)中所遇到的問(wèn)題、解決辦法等等。各個(gè)小組抽簽決定展示的順序，根據(jù)安排先進(jìn)行樂(lè)器的介紹，之后進(jìn)行本組樂(lè)器演奏，每組用時(shí)3～4分鐘。在每個(gè)小組展示期間，完成3人的同伴互評(píng)和3人的教師評(píng)價(jià)工作，展示結(jié)束后進(jìn)行組內(nèi)自評(píng)。在聽(tīng)取了學(xué)生及教師評(píng)委的建議后，可進(jìn)一步改進(jìn)和迭代升級(jí)方案和小樂(lè)器成品。

三、項(xiàng)目成效分析

為了調(diào)查此次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開(kāi)展的成效，筆者在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本研究的實(shí)際需要，自編項(xiàng)目前測(cè)、后測(cè)調(diào)查問(wèn)卷，利用上課時(shí)間發(fā)放并回收，完成對(duì)A班（對(duì)照班）、B班（實(shí)驗(yàn)班）的問(wèn)卷調(diào)查。通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)的B班學(xué)生，對(duì)了解樂(lè)器制作的材料、獨(dú)立使用互聯(lián)網(wǎng)查詢資料、辨別不同聲音的強(qiáng)弱、辨別不同聲音的高低、實(shí)驗(yàn)時(shí)能做到邊觀察邊記錄、了解不同樂(lè)器的發(fā)音方式、獨(dú)立找出樂(lè)器音高不同的原因和獨(dú)立調(diào)節(jié)樂(lè)器的音高等，都有了更明確的認(rèn)知，表現(xiàn)明顯優(yōu)于A班。

通過(guò)項(xiàng)目式單元學(xué)習(xí)，學(xué)生經(jīng)歷了動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作、調(diào)整、展示、評(píng)價(jià)的技術(shù)與工程過(guò)程，項(xiàng)目式單元學(xué)習(xí)更具有綜合性、復(fù)雜性、實(shí)踐性、開(kāi)放性、體驗(yàn)性。通過(guò)問(wèn)卷數(shù)據(jù)分析可知，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生對(duì)于聲音單元的掌握情況較好，可以更好地提高學(xué)生觀察世界、關(guān)聯(lián)思考、提出問(wèn)題的能力，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、制作產(chǎn)品的能力，提升深入分析、反思改進(jìn)的能力，能夠提高學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成效。

四、項(xiàng)目總結(jié)與反思

在小學(xué)科學(xué)教育中，引入新的教學(xué)方式以加強(qiáng)科學(xué)教育在綜合性、實(shí)踐性、系統(tǒng)性上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為有效改善其質(zhì)量的關(guān)鍵。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為一種以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式，有助于促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，有助于發(fā)展學(xué)生的高階思維、提升學(xué)生的綜合能力。基于STEM理念對(duì)大單元學(xué)習(xí)主題進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)并應(yīng)用，不失為提升小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。但在真實(shí)的教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，我們必須面對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的能力相差懸殊的狀況，因此及時(shí)、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)指導(dǎo)對(duì)于項(xiàng)目的順利推進(jìn)是必不可少的。

參考文獻(xiàn)

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