基于STEM教育的小学科学项目式学习模式研究

邵明杰

摘  要：STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合。在知识经济时代，只有具备STEM素养的人才能在激烈竞争中取得先机，赢得胜利。我国的STEM教育近几年也是迅猛发展，教育领域人士不断的进行探索和研究，希望提出适宜我国学情的方针政策、教学模式等。多年来，STEM教育更关注科学规律在实际问题解决中的整合与应用。STEM教育能够促进小学生思维的开放性和系统性。在STEM课堂中，问题的解决或者学习项目的实施需要学生运用多领域的知识才能完成，并且往往得到答案的途径并不唯一，这也就促使学生积极地探索问题，主动地通过查询资料、动手实验、推理等各种途径来得到问题解决的方案。在这一过程中，学生的思维会变得更加灵活主动，他们的探究能力、沟通能力、自控能力等也能得到有效的锻炼和提升。探索小学科学STEM项目式学习模式基本结构程序和教师指导原则策略，可以帮助学生构建利于提升科学素养。

关键词：STEM教育;小学科学;项目式学习模式

正文：

在当今全球范围内，科学技术的进步推动了社会的急速发展，随着科学技术的进步，局限于单一学科体系内的研究难以取得突破性的进展，而多学科的融合以及先进技术的应用对人类的生产生活做出了重要的贡献。在科学教育界，“学科整合”也成为研究者越来越关心的话题，通过学科整合的方式培养更多的复合型科技人才成为了经济发展的一个决定性因素。

STEM教育是一种多学科融合的综合性教育理念和教育模式，是以跨学科整合的方式培养学生STEM素養的一种技术教育。

一、STEM教育理念

新一轮基础教育课程改革以来，小学科学课程以STEM为核心的教学结构基本建立。如何使学生真正成为STEM的的主体是小学科学课程改革现阶段的一个重要问题。以科学教学课堂为指引，以基于项目的学习模式的设计为主，对STEM理念下项目式学习模式的基本结构程序、教师在其间的引领原则策略及不同内容不同课型中的应用等方面作深入研究。通过观察和分析教育活动过程，统计分析活动结果，探索小学科学STEM项目式学习模式基本结构程序和教师指导原则策略，可以帮助学生构建利于提升科学素养的学习模式，为老师践行新课程理念提供借鉴。

二、小学科学STEM教育现状

《小学科学课程标准》指出：“STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融合为一体。”由此可见，与传统教育相比，STEM教育更强调学科的融合。目前，在我国中小学普遍采用分科教学的模式，即各学科教师负责教授各自科目，很少重视学科之间的联系。这样不利于各科知识和技能的融会贯通和综合应用[1]。因此，我们要努力改变这种单一学科教学为主的现状，从现行的国家基础学科课程出发，寻找适合进行“跨界”和“融合”的内容，进行课程的整合设计，构建学科融合型课程。

多年来，我国小学科学教学一直致力STEM教育教学模式的探究。在实际学过程中，学生的思维过程常常被教师规划为一条统一的“路径”，而基于小学科学课程教学目标的探究过程也就显得有些形式化。STEM教育是强调学生的主体地位，STEM教育更关注科学规律在实际问题解决中的整合与应用。

三、基于项目的学习模式

基于项目的学习主要有以下特征：（1）有一个能够组织和激发学习活动的问题;（2）学生可以就一个作品的制作进行交流和讨论，从而发现新问题;（3）学生需要综合运用多种学科知识来理解、分析和解决现实问题;（4）活动涉及到的老师、学生等都需要相互合作;（5）在学习过程中，需运用到多种认知工具和信息媒体资源，来支持和陈述自身的观点。

参与项目式STEM学习的学生，学生首先学习与活动内容相关的数学、科学概念，然后进行工具的组装和改进，其次以小组为单位进行合作练习，最后将接受STEM技能评价。主体可以是学生个体，也可以是小组、学生群体、甚至整个集体。[2]随着活动进程不断发展，STEM活动的主体由学生个体聚合成团队或群体，逐渐形成稳定的聚类，通过心理活动与实践活动的同步发展，实现低级心理机能转向高级心理机能，最终使整个群体的高阶思维水平产生质变，整体显著提升。

《物体的颜色与吸热》教学设计及反思：

科学问题源于自然，本节课围绕生活中的现象展开探究，基于STEM教育进行教学。

S：物的的颜色与吸热的本领有关系，深色物体比浅色物体吸热快。

T：在探究实验中，学生的动手能力、观察能力、交流合作能力都得到了锻炼与提升。并且运用云教室进行多角度地交互式教学。

E：在教学中，让学生通过所学的知识设计一个微型保温杯，将科学知识运用到生活实践。

M：在探究活动过程中，学生通过观察数据、记录数据、借助excel表格分析获得的实验数据，本节课，有效地在科学、技术、工程、数学之间形成相互碰撞、相互支撑、相互补充、共同发展，把它们交织在一起，融合在一起，实现深层次的学习、理解性学习，培养学生各个方面的技能和认识。

四、反思及后续研究

STEM习模式的理念与当前我国正在开展新课程改革所倡导的教学思想具有基本的一致性，所以，在新课改具体的实施过程中，教师在情况许可的情况下可以灵活引入此学习模式。STEM学习模式作为一种从问题出发，以学生的学为主的新型学习模式，通过问题引起学生的兴趣，强调问题的解决以及对潜在知识的掌握，培养学生独立思考，积极实践的品质。教师必须对作为首要因素的问题进行细致的设计，同时强调评价多元化。在教学实施过程中，对于问题的提问方式有时不够精炼，容易给学生造成困扰。另外，由于教学经验教少，评价学生形式上还是比较单一，以后要在这个方面多加研究，争取在评价方式上有说突破。

参考文献

[1]  傅骞，刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育，2016，（4）：71-78.

[2]  王旭卿.面向STEM教育的创客教育模式研究[J].中国电化教育，2015，（8）：92-93.