借助STEM项目研究，提升学生科学素养

陈喜燕

[摘 要] STEM项目研究整合科学、技术、工程、数学等学科，以其跨学科、情境性、实证性等特征，引导学生解决真实的问题，在项目研究过程中激发学生的科学兴趣，夯实学生的科学态度，引领学生掌握科学方法、积累科学技能，从而提升学生的科学素养。

[关键词] STEM；项目研究；科学素养

STEM项目研究，将科学（Science）、技术 （Technology）、工程 （Enineering）、数学 （Mathematics）等学科衔接融合，以其跨学科、情境性、实证性等特征，引导学生解决真实的问题，在项目研究过程中激发学生的科学兴趣，夯实学生的科学态度、引领学生掌握科学方法、积累学生的科学技能，从而提升学生的科学素养。

一、立足生活，激发学生的科学兴趣

STEM项目研究的主题，不是传统的教师给出一个意见，学生就进行研究。其主题的确定要基于学生的生活实际，努力引导学生解决真实存在的问题。在真实问题的情境中，学生的研究兴趣更为浓烈。例如，“迷你自来水厂”这个项目主题的确立，源于学校新安装的直饮水系统。学生对自来水、直饮水十分好奇，通过师生讨论，基于学生生长的需求，定制出了这个属于学生自己的STEM 项目研究主题。在这个STEM项目研究过程中，学生要解决的是一个有现实背景的问题——设计制作简易净水器，对身边不干净的水进行简单的净化。整个项目的学习活动，紧紧围绕设计制作简易净水器，并進行测试与修改展开，开展家乡水域的分布调查、水域实地考察、水质的初检测等一系列学习活动，充满挑战的项目研究，激发了学生学习的兴趣和欲望，进而把兴趣转化成了学习动力，足以支撑学生进行为期10周，大约18课时的持续研究。

二、团队协作，夯实学生的科学态度

学生在进行STEM项目合作研究过程中，能相互帮助、相互监督，夯实团队各成员的科学态度。例如：“迷你自来水厂”项目研究时间跨度大约为10周。学生有两人一组的微团队协作，如，家乡水资源的分布调查、水资源的实地考察活动等，学生有四人一组的小团队协作，如水资源的检测分析、设计制作简易净水器等，还有整个团队的大协作，如参观自来水厂等。不同形式、不同内容的团队协作，让学生学会合作、良性竞争。不仅如此，由于学生的个性特征不同，在科学态度上有的学生表现出创新有余、踏实不足，有的学生则是严谨细致、缺乏开拓性，长期的团队协作，学生能在其他成员身上发现优点，相互提醒，相互促进，朝着实事求是、一丝不苟、开拓创新的科学态度齐头并进。

三、亲身实践，引领学生掌握科学方法

“迷你自来水厂”这一STEM项目研究大体分为9个模块，涵盖调查分析、观察实验、数据收集、整理汇总、设计制作、分享展示等不同的科学研究方法。了解水资源的状况、家乡水资源的分布调查，学生查阅书籍、网络，寻访水利部门，制作海报、思维导图。水资源的考察活动，学生学习着采集水样、设计问卷、采访周边居民，利用表格、图片、视频等各种形式来呈现家乡水资源的现状。水资源的检测分析，学生通过TDS检测笔、PH试纸，采用沉淀、过滤、检测等实验方法，对采集到的水样进行深入分析，形成初步的水质检测报告。设计、制作、测试、改进自己的净水系统，创意设计、寻找材料、成本估算、协同制作、测试效果、后期改进、产品发布，学生俨然成为了专业的工程师。两个半月来，学生亲身经历每个研究环节，从一开始的毫无思路、无所适从，到后期的游刃有余、自信满满，各种科学研究方法已然内化为学生的科学素养。

四、自然习得，积累学生的科学知识技能

强调培养学生科学兴趣、科学态度和科学方法，并不是不要科学知识，而是让学生能更自主地、更自然地习得更多的科学知识。STEM项目研究通过一个一个循序渐进的实践活动，引导学生亲身经历，使得学生对于科学知识、技能的积累，更加积极主动，更加自然而然。例如：“迷你自来水厂”的研究过程中，学生对于中国乃至世界上水资源的分布和现状有了更深入的积累，对于水质问题的成因有了更深刻的理解，对于净化水的系统、过程、方法有了更直接的了解，对于市面上的净水器的构成、制作工艺、制作原理有了更直观的认识。

总而言之，STEM项目研究创设了一个真实生动的问题情境，把科学探究与生活紧密联系，引导学生在动脑动手的过程中，解决问题、建构知识，真正提升了学生的科学素养。

参考文献：

[1]（美）埃里克·布伦塞尔编.在课堂中整合工程与科学.周雅明，王慧慧译[M].上海：上海科技教育出版社，2015.

[2]余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（21）.

（责任编辑：吕研）