STEM理念下的小學科學項目式活動開展與評價路徑探究

摘 要：STEM教育理念與項目式活動的結合是當前教育領域的熱門話題，二者有著十分密切的關系。基于STEM理念開啟項目式活動，能讓學生在解決問題的過程中獲取知識與技能，實現對科學知識的深層次探究，達到高效學習的目的。分析小學科學項目式活動開展的價值，探索項目式活動開展與評價的路徑，進行科學合理的教學設計，以推動學生綜合素養的發展。

關鍵詞：STEM理念；小學科學；項目式活動；評價路徑

作者簡介：時維銳（1970—），男，江蘇省徐州市沛縣安國鎮中心小學。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，探究和實踐是科學學習的主要方式，要加強對探究和實踐活動的研究與指導，整合啟發式、探究式、項目式等各種教與學方式的基本要求，設計并實施能夠促進學生深度學習的思維型探究與實踐。因此，探尋基于STEM理念的項目式活動開展與評價路徑具有可行性與必要性，能彰顯科學學科探究與實踐的特性，驅使學生在“做中學”，積累實踐操作經驗，增強問題解決能力，進一步理解科學知識，建構完整的知識框架，發展學科核心素養。

一、STEM理念下的小學科學項目式活動開展價值闡述

（一）深化學生對基礎知識的理解

在STEM理念引領下的小學科學項目式學習活動中，教師根據教學內容，通過設計具體項目的方式統整重難點，有助于學生掌握核心概念，提升學科素養，深化對基礎知識的理解。為了提升項目式學習的效果，教師要整合科學、技術、工程與數學等領域的內容，優化并完善項目設計，使學生更好地理解科學事物或現象中所蘊含的原理、本質與規律［1］。這樣一來，學生就能在理解的基礎上內化，在內化的基礎上遷移，在遷移的基礎上拓展，整體提升知識理解效度。

（二）推動學生高階思維發展

STEM理念下的小學科學項目式學習活動，能讓學生在真實情境中學習與實踐，成為課程學習活動的主人，主動發現并探究問題，實現“發現問題—分析問題—解決問題”的循環。學生經歷循環時，以問題為出發點和落腳點，融合運用科學、技術、工程與數學等領域的知識，提升問題解決的效度［2］。這樣一來，學生也將擺脫以記憶、理解、應用為主的低階思維模態，走向以評價、分析、創新為主的高階思維模態。

（三）促進學生走向深度學習境地

以STEM理念為導向的項目式學習活動設計更為科學、系統。一方面，學生在學習中將有更多的自主權，這使他們更愿意參與解決問題，并在項目探究過程中根據合作情況，調整學習策略，發揮各自的優勢，成為項目的主要推動者［3］。另一方面，學生在合作學習中將協同完成項目任務，并針對一些有爭議的、開放性的項目展開更深入的探索，實現持續成長。總之，項目式學習活動的開展將讓學生走向深度學習，實現能力與素養的提升。

二、STEM理念下的小學科學項目式活動開展與評價路徑探究

（一）項目確定階段：深層次解讀教材，確定項目式活動主題

STEM理念引領下的小學科學項目式活動，應遵循“跨界融合”原則，打破傳統的學科邊界，融合科學、技術、工程與數學等相關內容，提煉項目式活動主題，確定探究的重點與難點。教師要立足全局，深層次解讀教材內容，抓取課程探究的重點作為項目式活動主題設計的主要參考［4］；之后，剖析STEM各元素，綜合考量項目式活動的操作重點，確定項目主題，驅使學生主動參與項目式探究活動。

以教科版小學科學課程為例，教師在教學“設計制作小車”兩節時，首先要深度分析這兩節內容的重點?！霸O計制作小車”重點在“設計”上，第一節是讓學生根據教材中給出的提示，先觀察一些小車模型，確定小車的基本框架，討論設計方案；第二節則是讓學生做好分工，根據設計圖制作小車后，進行測試并改進。學生在本單元的學習中，需要聚焦“小車及其運動”展開系統性研究，探究“如何以各種動力驅動小車”“小車為什么停止”“如何使小車運動得更快”等知識。因此，教師可以確定“設計并制作一輛有動力的小車”的項目主題，以“動力”為主要元素，引領學生探究小車的運動原理，完成系列項目任務。

這一項目主題將讓學生從探究“動力與小車運動之間的關系”到思考“如何設計并制作一輛有動力的小車”，使學生先從科學層面分析原理，再運用工程思維設計執行程序，通過數學計算合理選擇，精益求精，最終完成項目任務。這樣一來，學生在項目式學習中真正實現了科學、技術、工程與數學的綜合，達成了學習目標。

（二）項目驅動階段：融合STEM元素，創設項目式活動情境

項目式學習通常以情境為載體，驅動學生主動參與實踐活動。項目式活動融合了多領域、多模塊的知識，有一定復雜性與難度。因此，教師要在STEM理念的指導下進行多維考量，設計系統的項目情境，有效激發學生參與項目的積極性與能動性［5］。

比如，教師聚焦“設計并制作一輛有動力的小車”這一項目主題創設情境時，可以將各種汽車模型帶到課堂，并現場拆解汽車模型，讓學生觀察汽車模型的內部結構，鼓勵各小組據此繪制汽車模型圖紙，最后讓各小組派出代表，按照本組繪制的圖紙組裝小車。這一情境以實物教具為基礎，聯結了數學與工程元素，指引學生參與汽車模型的觀察、圖紙的繪制與小車的組裝等活動，能讓學生在特定情境的引領下探索知識，激發學生自行設計小車模型的興趣。

教師也可以創設直觀化情境，利用多媒體技術為學生呈現現實生活中小車運動時的各種視頻，比如游樂園里運動的過山車、賽場上疾馳的賽車等。教師要有針對性地放大或慢放它們在運動過程中平衡與剎車的細節。這一情境聯結了技術元素，能讓學生在了解小車結構的基礎上，進一步探究小車結構與運動之間的關系，明確小車模型的動力方式。

在項目驅動階段，這些情境與STEM各元素相聯結，能讓學生進一步明確項目探究的重點與方向，并細化考量實踐項目的操作要點，積極主動完成項目學習。

（三）項目實施階段：融入STEM思維，設計項目式活動任務

在項目實施階段，教師應以驅動性問題為導向，設計具體的項目任務，讓學生將所要解決的問題轉化為實踐操作任務，經歷有意義的項目探究過程，真正實現知識的運用、能力的發展及思維的延伸，從而培養學生的STEM思維，促使學生走向深度學習。

以教科版小學科學“船的研究”這一單元為例，筆者基于對單元內容的解讀及對STEM各元素的考量，確定“制作一艘小船”的項目主題。依據主題，筆者明確驅動性問題“怎樣制作一艘小船？”并據此設計環環相扣的問題鏈，每一個問題又對應具體的項目任務，驅使學生在完成具體任務的過程中培養STEM思維，提升任務探究的效果。具體如下。

問題一：船一開始就是我們現在看到的樣子嗎？

筆者利用微課視頻為學生呈現船舶的發展歷程，以“舟筏時代—帆船時代—蒸汽機船時代—柴油機船時代”的順序，為學生逐一呈現船舶的具體模態。學生在研究與分析資料的過程中，得出結論：隨著科學技術的發展，船的外形、結構、材料和動力等方面都發生了變化。

問題二：船的載重量跟什么有關呢？

筆者指導學生結合科學知識，從材料、體積、結構與重物放置位置等方面分析船的載重量，必要時可展開科學實驗，聯系“浮力”的知識點，得出提高船載重量的方法，思考用不同材料造船的區別。

問題三：如果你們是造船工程師團隊，你們將怎樣在控制制作成本的基礎上，設計并制作一艘載重量達到200克、有自己的動力系統、能將貨物運送到目的地的小船呢？

筆者指導學生小組聚焦問題，積極合作，設計并制作一艘小船。首先，學生要明確船的造價，確定所需材料，如泡沫板、木板、電池、導線、小電動機等，得出初步的預算。其次，學生需要融合工程與數學等領域的知識，畫出設計圖，標注材料和結構，并從技術的角度討論設計圖的合理性與可行性。在這一環節，教師可以鼓勵學生使用信息技術建立船的3D模型，標注結構數據。最后，學生要融合技術與工程等領域的知識，確定制作的步驟，準備好制作的材料與工具，分工合作，完成小船模型的制作。

問題四：通過測試，小船還可以怎樣改進？

在制作小船之后，筆者組織學生進行測試，看看小船是否達到要求。之后 ，讓學生發散思維，找到小船還可以優化改進的地方，并再一次展開實踐操作，完善成果。

（四）項目升華階段：聯結STEM教育，搭建項目式評價平臺

在STEM理念指導下，教師要循著項目開展的過程搭建系統的評價體系，評價學生的表現、項目成果等，讓評價與項目開展環節相銜接，以積極的評價語言精準反饋，發揮評價促教、促學的作用。

首先，評價要聚焦學生是否能依據項目主題正確搜集多領域知識，小組是否能聚焦項目主題初步確定項目探索的方向、是否能對所涉及的項目探究內容進行整理規劃等方面。比如，教師要根據學生對“設計并制作一輛有動力的小車”這一主題下單元知識內容的解讀及聯結STEM各元素討論項目探究方向的情況實施評價。

其次，要根據學生在特定項目情境引領下的學習興趣、學習行為等方面的表現進行評價。比如，在“設計并制作一輛有動力的小車”項目式學習活動中，教師要依據不同情境下學生課程參與度等各項行為表現實施評價，聯結STEM元素分析學生各項能力的發展情況。

最后，要針對學生在項目活動實踐中思考問題、分析問題及解決問題等方面的表現實施評價，并緊扣STEM元素，分析學生是否運用技術思維、工程思維、科學思維、數學思維等高效完成任務。比如，教師針對“制作一艘小船”這一主題項目活動實施評價時，在過程評價方面，要評估學生是否運用科學與工程思維完成制作小船前的信息搜集、分析與研討工作，是否運用STEM思維完成小船模型的設計并依據模型制作小船等工作；在結果評價方面，要聚焦學生此次項目探究中生成的作品，從是否按照設計圖制作、載重量是否合格、船是否具有穩定性、成本控制是否得當，以及分工合作、匯報展示情況等方面進行評價。這樣，教師將全面掌握學生在項目式學習中運用STEM思維的具體情況，以作為下一次項目活動設計的參考依據，讓整個項目活動趨于完善。

三、總結

綜上所述，小學科學教師基于STEM理念，優化項目式活動開展與評價路徑，將深化學生對基礎知識的理解，推動學生高階思維的發展，使學生逐步走向深度學習，經歷有意義的課程學習活動。為此，小學科學教師要從項目確定、項目驅動、項目實施及項目升華四個環節出發，緊扣STEM理念，讓學生在體系化的項目式學習活動中深化對知識的感知與理解，實現做中學、學中思、思中創，從而獲得全方位的發展。

［參考文獻］

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