浅谈苏教版小学《科学》教材中微项目的开发与实践

莫宇红

STEM教学将分散的多门课程深度融合，以解决实际问题为目标，是基于项目的参与式学习，被世界各国置于优先发展的位置，在我国亦发展迅速，成为近年来科学教育的热词。

小学科学教师有责任和义务成为STEM教育的先行者，也有条件和能力成为STEM教育的中坚力量。面对没有专设的课程时间，没有完善的课程内容，笔者将STEM项目学习融入日常的科学教学，从现行的苏教版小学《科学》教材出发，进行STEM微项目的开发与研究。所谓“微项目”即立点小、用时少、流程相对简化的项目。通过慧选项目内容，慧思项目设计，慧玩项目实施，带领学生开启STEM慧玩之旅。

慧选项目内容，突出工程问题背景

2017版《义务教育小学科学课程标准》指出，技术与工程领域的学习可以使学生有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对个人生活和社会发展的影响。无独有偶，美国《K-12科学教育框架》明确了两条科学教育标准——学生应该学习如何获得科学知识，以及如何探索科学解释;学生应该学习如何应用科学，特别是借助于工程设计进行学习。将工程、技术、设计引入科学教学，有利于学生深度体验广泛的STEM技能，有利于学生逐步领会工程、技术和科学应用之间的区别与联系，从而强化科学概念。

STEM项目学习走进科学课堂，前提在于选择和开发合适的教学内容或主题。阅览整套教材，一二年级新版教材中每一册都有《像工程师那样》《像科学家那样》的专项学习单元，除此之外，三至六年级教材中每一册均有不少内容隐含工程、设计等元素（如表1）。智慧选择项目内容，尤其需要突出工程问题背景，恰当背景的内容适于学生设计制作一件产品或作品，便于学生体验项目学习的基本流程。

教材中适合开发STEM微项目的内容还有不少，科学教师可以每学期精选2～3个内容尝试STEM项目学习，每个项目用1～3个课时，既不影响科学课的整体教学，又能让学生真正参与工程设计，体验、融入项目学习，运用多学科知识来解决现实生活中的工程设计问题，让科学学习更富有价值和现实意义。

慧思项目设计，融入项目学习过程

建构主义认为，在具体问题的解决中，学习者会根据自己的经验背景对外部信息进行再加工和再创造。STEM项目学习，就是学生在真实的任务情境中，和团队一起发现问题、分析问题、解决问题。STEM项目学习过程包括问题与聚焦、调查与研究、设计与制作、展示与评价、拓展与应用等环节。即使开展微项目学习，科学教师也需将项目学习过程尽可能完整地融入教学，精心设计教学流程，思考整体设计，巧设问题背景，开展调查研究，设计制作模型，测试优化作品。

例如一年级下册《玩泥巴》一课，教材安排了四个活动：挖泥土活动，调动学生玩泥巴的经验，交流玩泥巴的方法;筛泥土活动，筛选出适合做泥人的泥土，了解泥土的组成成分;和泥、捏泥活动，学生亲历玩泥巴过程，自制自己喜欢的泥土作品;泥塑烧制分享活动，知道泥塑可以烧制出陶器，了解陶瓷发展历史并丰富制作工艺。

就本课开展STEM微项目学习，可以安排2～3个课时，联合美术、综合实践活动等教师共同参与效果更佳。第一课时，科学教师从无锡非遗文化“惠山泥人展”的情境导入，以“你想设计什么样的泥人作品？”来聚焦问题，通过“制作泥人需要哪些材料？怎么制作？”展开调查研究，学生筛选泥土、明确制作泥人的注意事项，以小组为单位设计制作流程，画泥人、捏泥人、展示泥人，学生在互相点评中改进完善作品。此时的泥人作品当然还不是学生的理想型，于是第二课时走进美术课堂，由美术教师引导学生将作品进一步美化，有条件的还可以烧制泥人。第三课时，由班主任或综合实践活动教师组织举行“班级泥人展销会”，展示并销售学生自制的泥人作品，汇总统计销售款项作为爱心基金。还可以让学生将自制的泥人作品带回家，美化后再另选时间展销。

此项目的整体设计新颖有趣，多学科教师接龙式参与，各自立足不同的学科推进项目，集合资源优势，又相对独立不受干扰。STEM在许多教师心目中是学科整合的代名词，其实整合并不是越多越好，STEM也倡导分科教学，倡导拓展延伸，鼓励让项目学习走进家庭、走进社区、走进工坊。科学教师应精选教材内容，巧妙转化项目设计，通过项目学习让学生潜移默化地获得工程师、设计师工作流程的熏陶，促进学生的系统思维、设计制作、实践创新等能力的自然生长。

慧玩项目实施，发展解决问题能力

STEM视野下，知识是不断更新的，是动态和发展的。STEM从现实问题出发，在与现实生活世界的接触中，促进学生内在知识体系的创新生成，有助于学生灵活运用已有知识，提高解决问题的能力。活学活用、解决现实问题是STEM项目学习的价值所在，项目学习的效果如何，项目实施是关键。玩转STEM微项目，科学教师尤其需要关注课堂中项目实施情况，助力学生认知能力和解决问题能力的发展。

例如五年级下册《建桥梁》一课，教师开展微项目学习，在学生初步认识桥梁结构和特点后，灵活引入问题情境——随着城市交通的飞速发展，我市一座大桥桥面太狭窄，严重影响了车辆正常通行，现拆除桥面后准备保留桥基，如何有效利用原有桥基改建一座桥梁？教师出示桥基模型，学生围绕问题情境展开探讨，纷纷提出自己的设想。此时，教师追问：“建造怎样的桥梁？这是一个工程问题，为了设计一种方案来解决这个工程问题，我们至少需要知道什么？”学生一下子清晰地意识到解决这个桥梁建设问题是有条件限制的，于是提出诸多问题：可以使用什么材料？建造经费有多少？制作多长时间？怎么样算设计成功？……一系列的问题表明学生的思考走向深入，维度得到拓展，思维趋向理性、严谨和缜密。当教师相机出示制作材料、明确检测标准，学生根据现有条件和目标需求以小组为单位展开讨论，商讨绘制设计图，分组交流设计创意，在思维的碰撞过程中进一步明确各自设计的优势与不足，再针对不足提出改进建议，优化设计图。然后，集合全组之力在规定时间内利用现有材料制作桥梁模型，完工后再一同测试改进，最终制成承重力更好、造型更美、成本更低的桥梁模型。整个过程，学生直面问题，思维活跃，始终保持积极的状态，不断调整、优化方案，直至达成预定目标，有效解决问题。

正如科学特级教师曾宝俊所言：STEM项目学习，追求更加深入，去探求原理，指向科学;追求更加真实，注重一定的限制，指向工程;追求更加精确，去探求背后的数理关系，指向数学;追求更加生活，强调实用性，指向技术;追求美和个性，探求个人因素，指向艺术。当这么多追求发生在一件事情、一个项目上，就强调了学科统整，化為一个整体，为项目服务，为解决问题服务。

基于小学《科学》教材的STEM微项目学习，改变了科学课堂的形式，改变了科学教学的模式，改变了师生思维的方式。科学教学与实际问题紧密联系，与生活经验紧密联系，以项目为驱动，贯通学科、跨越学科，让师生更有活力、课堂更有张力、科学教育更有生命力。