“整合+創新”STEM教育理念下的項目式活動設計

〔摘" "要〕" 本文探討了STEM教育理念下小學科學項目式活動的理論框架與基本原則，包括STEM教育的含義、整合與創新的教育理念，以及項目式學習的教育價值。進一步，文中詳細闡述了在小學階段實施STEM項目式活動的設計策略與實施步驟，如課程內容的整合策略、創新教學方法的應用、學生核心能力的培養以及項目管理與評估。通過舉例分析，本文旨在提供一種系統的方法，以促進小學生科學素養的全面提升。

〔關鍵詞〕" 小學科學；“整合+創新”；STEM教育理念；項目式活動；設計策略

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0088-03

STEM教育作為一種創新的教育模式，強調科學、技術、工程和數學領域知識的綜合應用，旨在培養學生的綜合解決問題能力。在小學階段開展項目式學習活動，不僅可以增強學生對科學概念的理解，還能在實踐中培養學生的創新思維和團隊協作能力。本文將探討STEM教育在小學科學教學中的應用，分析其在促進學生綜合技能發展中的作用，并提出相應的教學策略和實施建議。

一、STEM教育理念下項目式活動的理論框架與基本原則

（一）STEM教育的含義與重要性

STEM教育，即科學、技術、工程與數學的綜合教育模式，旨在通過跨學科的方式培養學生的綜合應用能力和創新思維。在小學科學教育中，STEM理念的融入不僅有助于激發學生對科學的興趣，還能夠在學生心智發展的關鍵階段，培養其解決問題的能力、批判性思維及創新能力。STEM教育的核心在于其跨學科的教學模式，這種模式強調不同學科知識之間的聯系，通過實踐活動讓學生理解科學理論在實際生活中的應用。例如在進行一個關于橋梁建設的項目時，學生不僅需要理解力學（科學）的基本原理，還需要掌握測量（數學）、設計（工程）和使用計算機輔助設計軟件（技術）等技能。這種綜合應用的學習方式，能夠有效提升學生的學習興趣，使他們在解決實際問題的過程中，自然而然地掌握和應用跨學科的知識。同時，在現代社會，多數新興行業和未來職業都與科學技術密切相關，而STEM教育可以為學生提供一個了解和探索這些領域的平臺。通過參與與STEM相關的項目式學習，學生不僅可以提前接觸到未來可能從事的職業領域，還能夠在實際操作中發現自我興趣和潛力，為未來的職業選擇和學術發展奠定基礎。而且，STEM教育還特別強調創新和團隊合作，這些都是現代社會工作中不可缺少的重要技能。通過小組合作完成項目任務，學生在提升個人能力時，也能學習怎樣與他人有效溝通、協作解決問題。

（二）“整合+創新”的教育理念解析

在STEM教育框架下，整合意味著將分散的學科知識和技能融為一體，形成一個互補和相互依賴的學習網絡，使學生能夠在解決實際問題時，從多個角度和維度進行思考和應用。而創新主要是在這種整合的基礎上，激發學生的創造力，鼓勵他們不僅要應用已有的知識解決問題，還要探索新的方法和策略，進行原創性的思考。在教學實踐中，“整合+創新”的理念要求教師在設計課程和活動時，不僅要考慮將不同學科的內容和方法結合起來，還要思考如何利用這種整合促進新知識的生成。例如，在一個關于環境保護的項目中，學生需要使用科學方法分析土壤樣本，利用技術工具記錄和處理數據，應用工程技能設計可持續的生態系統，以及運用數學知識進行量化分析和預測。在這一過程中，教師的角色是作為引導者和協調者，不僅要提供必要的學科知識，還要激勵學生進行探索和創造，鼓勵他們提出新的看法，嘗試未經證實的方法，甚至從失敗中學習。同時，這種教育模式成功的關鍵在于創造一個開放的學習環境，教師提供資源和支持，學生則在實踐中學習整合不同的信息和技能，以創新的方式解決問題。

（三）項目式學習的教育價值

項目式學習是通過讓學生參與實際項目的設計、開發和實施，不僅能夠增強其對科學知識的理解，還能培養他們的綜合能力和創新精神。項目式學習的核心在于其實踐性和探究性，學生在教師的指導下，通過自主學習和團隊合作解決實際問題，從而在實踐中掌握和應用科學知識。這種學習方式不僅有助于提高學生的學習興趣，還能培養他們的獨立思考能力、問題解決能力和團隊合作能力。同時，項目式學習的教育價值還體現在對學生核心素養的全面培養上。通過參與項目的各個環節，學生不僅能夠深入理解科學原理，還能在實際操作中掌握技術和工程技能，并運用數學工具分析數據和解決問題。這種跨學科的學習方式，有助于學生建立起科學探究和數學思維之間的聯系，培養他們的批判性思維和創新能力。而且，項目式學習還強調團隊合作和溝通能力的培養，學生在項目中需要與同學進行分工合作，共同完成任務，這不僅能夠提高他們的團隊協作能力，還能培養他們的責任感和領導力。

二、STEM教育理念下項目式活動的設計策略

（一）課程內容的整合策略

在STEM教育中，課程內容的整合主要是通過跨學科的方式，將科學、技術、工程和數學的元素融合在一起，以增強學生對復雜概念的理解和應用能力。這種整合，不只是將不同學科的知識簡單疊加，而是需要在設計上確保各學科之間的互動和相互支持，形成一個有機的學習整體。例如在小學科學教學中，教師需要考慮將理論知識與實際操作、觀察與實驗、數據記錄與分析等環節結合起來，使學生在實際操作中體驗和理解科學原理，從而更好地掌握技術和工程技能，并運用數學工具解決問題。

以小學科學中“聲音是怎樣傳播的”為例，教師可以引導學生通過觀察和實驗，發現聲音傳播的基本規律，比如通過擊打不同材質的物體，讓學生感受到聲音的振動特性。接著，利用技術工具，如錄音設備和頻譜分析軟件，讓學生記錄不同聲音的頻率和振幅，通過數據分析進一步理解聲音的物理屬性。在工程設計環節，教師可以引導學生制作簡單的聽筒或者聲音放大器，應用聲音的傳播原理解決實際問題，如在一個嘈雜的環境中清晰地傳遞信息。還可以通過數學工具，如圖表和計算公式，幫助學生定量描述聲音傳播的速度和距離，以及聲波在不同介質中的傳播效率，從而讓學生在解決實際問題的過程中深入理解聲音的傳播機制，并提高他們運用科學知識進行創新的興趣和能力。

（二）創新教學方法的應用

在STEM教育框架下，創新教學方法的應用是激發小學生科學興趣和增強學習效果的關鍵。這些方法通過整合科學、技術、工程和數學的概念，以項目為中心，強調實際操作和問題解決，從而促進學生全面發展。這種教學策略重視學生主動參與和體驗，推崇教師成為引導者的角色，而非單純的知識傳授者。通過這種方式，學生不僅可以加深對科學原理的理解，還能獲得必要的技術技能，培養解決復雜問題的能力。而且，創新教學方法還包括對教學內容和學習環境的重新設計，如利用多媒體和信息技術資源，創造更為豐富和互動的學習體驗。

以小學科學中“水沸騰了”為例，教師可以通過視頻或動畫展示水分子在加熱過程中的運動狀態，以此引入水沸騰的基本概念。接下來，讓學生自行設計實驗觀察水從室溫加熱到沸騰的全過程，并使用數字溫度計實時記錄溫度變化。而在實驗過程中，學生需要預測水溫的變化趨勢，并與實際數據進行比較，這一過程不僅能鍛煉他們的預測和分析能力，還能增強其對物理現象背后科學原理的理解。同時，教師還可以引導學生探討不同條件下（如不同壓力或不同環境下）水沸騰的變化，通過這種探索活動，學生能夠在實際操作中理解和應用科學和工程的知識，并且也能夠通過數學工具支持他們的科學探究。這種教學方法不僅能提高學生的科學素養，還可以激發他們探索未知的熱情，充分體現了創新教學方法在小學科學教育中的應用價值。

（三）學生核心能力的培養

在STEM教育中，特別是在小學階段，通過項目式學習活動，可以有效地促進學生批判性思維、解決問題能力、創造力以及團隊合作精神的發展，這些能力的培養不僅有助于學生在學術領域的成長，也可以為他們未來的職業生涯和社會生活打下堅實的基礎。在具體實施中，教師需要設計包含解決具體問題的項目任務，讓學生在探索和實踐中學習科學原理和技術應用，并通過團隊合作完成項目任務，在實際交流和協作中提高社交能力和領導能力。

以小學科學中“各種各樣的運動”為例，該項目主要是通過觀察和實驗各種物體的運動方式，幫助學生理解力和運動的基本概念。在這個項目中，教師可以將學生分組并討論在日常生活中觀察到的各種運動形式，如滑行、滾動、擺動等。接著，每個小組選擇一種運動形式，設計并進行實驗，以探究影響運動狀態改變的因素，如摩擦力、重力和推力。在實驗過程中，學生需要使用測量工具如尺子和計時器收集數據，運用數學技能處理實驗數據，例如計算速度和加速度。同時，教師要引導學生通過繪制力和運動的圖表，進一步分析數據，并讓學生展示他們的發現，進行同伴評價和討論。通過這樣的活動，學生不僅能夠深入理解科學概念，還能夠鍛煉觀察力、分析力和表達能力，也可以促進創造性思維和團隊協作能力的發展。這樣的項目式學習活動，可以通過提供一個充滿挑戰和創造性的學習環境，使學生能夠在解決實際問題中積極思考和主動學習，從而全面提升核心競爭力。

（四）項目管理與評估

在STEM教育中，項目管理不僅涉及項目的規劃和實施，還包括對項目過程和結果的系統評估。有效的項目管理應該包括明確的目標設定、資源配置、時間管理和風險控制，而項目評估應側重于學生的學習成果、項目目標的實現情況以及教學方法的有效性。在實施過程中，教師需要不斷監控項目進度，調整教學策略，確保每一步都符合教學目標。評估則應該多維度進行，不僅要評價學生的知識掌握和技能應用，還要考查學生的創新能力和團隊協作精神，以及項目本身在激發學生興趣和參與度方面的效果。

以小學科學“種植鳳仙花”為例，教師可以與學生一起制定種植計劃，明確每個階段的學習目標，例如土壤選擇、種子播種、澆水和施肥等，且每一步驟都有明確的時間節點和預期結果。教師還可以將學生分成小組，每組負責一塊種植區，定期記錄植物生長狀態，如株高、葉片數等，并拍照存檔，形成生長日志。在項目評估階段，除了對植物生長結果的直觀評價外，教師還可設計相關的科學測試，如土壤酸堿度的測定，讓學生通過實驗了解土壤性質對植物生長的影響。同時，學生需要在項目結束時提交一份報告，總結種植經驗，分析成功與失敗的原因，并進行口頭報告，分享學習心得和科學發現。這種項目管理與評估方法不僅能讓學生在實踐中學習科學知識，還可培養他們的計劃與執行能力、問題解決能力和團隊合作能力，教師也能根據評估的結果對教學方法和過程進行反思和優化，實現教學的持續改進。

三、結語

綜上所述，通過對STEM教育理念及其在小學科學項目式活動中的應用進行深入分析可見，結合STEM教育的教學策略不僅能夠提高學生的學科知識水平，還能夠在實踐中培養學生的創新能力和問題解決能力。而有效的課程整合策略、創新的教學方法、對學生核心能力的系統培養以及嚴格的項目管理與評估，都是實現這一目標的關鍵因素。未來，教師應繼續探索和優化STEM項目式學習模式，以適應快速變化的教育需求，為學生的全面發展提供堅實的基礎。

參考文獻

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