创设体验空间，点燃创造火花

张利

一、问题的提出

《中国学生发展核心素养总体框架》中提出：以培养“全面发展的人”为核心。秉承着这样的理念，我们在课程设计、教学实践上都以“育人”为出发点，以培养学生“核心素养”为根本。

林崇德在《21世纪学生发展核心素养研究》一书中提到：“单项的课程过于注重单一素养的培养，不利于全面素质人才的培养，或者说，当下还缺乏培养综合素养的课程。

基于此，我校以培养“全面发展的人”为核心，以STEM理念为指导，聚焦项目式主题活动的开发设计，注重学生综合素养的提升和创新能力的发展。我们的项目式主题活动，是以生活中一些实际问题为出发点，通过团队合作、制作计划、搜集资料、建造测试等环节的活动，来解决生活问题。项目式主题活动，给了学生比课堂教学更广阔的空间，更宽松的时间，更能展现各自不同特长的机会，不仅促进学生科学素养的发展，更是提高创新能力和实践能力的有效方式。

基于以上的思考，我以自己设计的《“冰棍别化”挑战赛》一课为例，来分析如何利用项目式主题活动来锻炼并提升学生的创新和实践能力，培养综合素养。

二、以《“冰棍别化”挑战赛》为例，分析STEM课程创设体验空间，点燃学生创造火花

（一）学习内容

本课基于STEM教育理念，在项目引领的方式下，通过挑战赛形式，以“冰棍别化”为主题，解决生活中“冰棍易化”的实际问题。本次挑战赛以一般STEM活动流程开展，通过学习资料信息、设计、制作、实验测试、展示推介、交流和评价等环节，最终形成一个能有效减缓冰融化的保温装置。从冰棍易化问题引入，通过学习了解生活中常见材料的特点等，进而根据挑战赛任务，设计自己的保温装置。

学生学习的过程就是解决实际问题和完成实际项目的过程，问题或项目构成了驱动学习的核心。学生在解决“冰棍别化”这个综合问题过程中，要积极地建构知识，强化知识或迁移知识;还要运用工程设计能力、制作能力、协调能力、策划能力、表达与交流能力等多方面能力。同时，以竞赛模式展开的以小组为研发集体的模式，促进学生团队合作能力的建构，让学生体验真实的生活，获得社会性成长。在整个挑战赛过程中，逐渐提高解决实际问题的能力，树立实事求是、坚持不懈的科学精神，在设计、建造、改造保温装置过程中，不断提升创新能力。

（二）学习资源

1.学生用iPad：每组一个（里面存好上课用的资源包）。

2.制作材料：报纸、塑料袋、棉花、棉布、毛巾、泡沫塑料、气泡膜、海绵、铝薄纸、形状、大小不同的纸盒、铁盒、塑料盒、木盒及装饰纸、装饰带、装饰绳。

3.测试材料：相同量的装好冰的冰袋、烧杯、量筒。

4.工具：剪刀、胶棒、双面胶、宽胶带、尺子、记录单。

5.学习手册：资源包学习单、挑战赛规则、材料清单及设计单、挑战赛评分标准及评分单、作品展示单。

（三）主要教学活动设计与策略

【活动一】出示情境，聚焦“冰棍别化”问题

三年级一个学生暑假去烧烤，想带冰棍解暑，但是冰棍放在车上一会就会化。他提出问题：“制作一个怎样的装置才能让冰棍别化呢？”

在真实的生活情境下，低年级学生的求助会引发学生强烈的解决问题的欲望，使学生快速聚焦到本活动的主题上“冰棍别化”，为下一环节提出“冰棍别化”挑战赛具体任务做铺垫。

【活动二】明确挑战赛任务，评价标准，形成挑战流程

（1）直接公布本次挑战任务

任务清晰、明确，促使学生很快了解任务目标，尽快进入任务流程。任务中学生需要运用科学热学知识，制作减缓冰融化的保温装置，并在一定温度下进行测试，这里面蕴含着科学要素;学生对保温装置进行测量和经费控制，蕴含着数学要素;同时学生还要调动已有的技术与工程的手段来制作，可见整个任务的综合性。本课正是基于STEM任务的真实性、综合性，引领学生在解决问题过程中提升综合素養。

（2）商讨确定评价标准

“怎样评价一个保温装置的好坏呢？”学生商讨后确定从“保温效果、成本控制、装置大小、方便使用等方面评价，并形成评分标准。

【活动三】头脑风暴，制订计划

明确了挑战具体任务，并知道了评分标准后，学生着手设计保温装置。

（1）利用iPad进行学习，做好设计前的知识基础。通过科学知识的复习、各种材料特点的学习，初步思考保温装置的设计。

（2）进入材料超市，观察真实材料，进行价格比较，选材。

（3）设计方案

设计中要标清各部分、各层次材料;简单标示保冰盒各部分作用;填写好选择的材料清单及价格。我们从学生的设计中可以看到，学生根据任务要求，学会了精打细算，有的组想以成本优势取胜，有的组想充分利用材料，以产品的效果优势取胜。

工程的核心是设计，在STEM活动中，教师多种资源的支持和及时的引导，帮助学生做出合理设计，提升学生解决复杂问题的能力，同时在设计中蕴含着创新意识的培养。

【活动四】根据创意，制作保温装置，检测保温装置的效果

（1）动手制作

学生往往会急于制作，缺少计划和分工。所以本环节教师要利用一些时间，来引导学生对制作工作进行计划，并对四人进行合理分工，有序完成制作。

（2）严谨测试

对产品效果的测试要采用科学对比实验方法，保证测试的公平、严谨、科学。恒温箱提供恒定温度为90摄氏度，冰块的大小和重量要控制，同时利用量筒测量冰化成水的量。

从各组的测试结果来看，他们的保温装置效果是较好的，有的组的冰只化了一点，学生很满意。不过在与其他组比较过程中，看出了差距。除了保冰效果不同，材料成本也是有差距的。学生实事求是地完成了自评，在自评过程中，促进学生反思。

学生能从材料选择不当、材料摆放层次不当、密闭性不好、细节决定成败、团队合作不利等多方面综合分析产品研发过程中的问题。通过设计、制作、检测、自评等活动，学生反思能力得以发展，解决综合性问题的能力得到提升，科学精神、科学态度得以内化。

【活动五】推介分享，反思优化

本活动是在设计、制作、检测的基础上对保温装置产品进行推介的活动。旨在通过产品推介，为学生创设一个社会性环境，体验一个产品的诞生不仅要考虑性能、成本，还需受众接受与认可。学生通过产品展示、宣传，接受低年级学生的投票，完成产品的最终评分，同时，通过整个挑战赛完成过程的分享与反思，总结收获与不足，获得产品改进的思考、科学知识的巩固、科学素养的提升，完整经历STEM活动过程，提升创新、实践能力，提升解决问题的能力。

（1）产品推介筹备中

面对即将开始的产品推介活动，学生充满了期待和热情。他们积极地参与，策划推介方式，创意海报，排练宣传语等。同时还美化产品，增强了艺术性。

（2）产品推介，受众评分

各组分别展示产品后，接受三年级学生评分。选出你最喜欢的一组产品投出手中星，贴在各组展板上。同时用简短的表述，告诉得星的组你选他产品的理由。最后各组核算出总分，选出优胜组。

推介活动中学生能了解其他组的创意、思考和活动过程。既是展示，又是學习的过程。同时，在展示过程中，学生深深地体会到产品的效果、沟通的亲和力、宣传的感染力等都会影响到受众对产品的喜爱，他们的策划、表达、协调等能力得以提升。

（3）反思优化

我们通过反思树的方式将学生的收获与不足保留了下来。学生从团队合作、科学知识的掌握、设计的合理、制作的精细等很多方面深入反思了本次活动。从学生的分享中能体会到学生在STEM项目式主题活动中的收获很多，也能感受到这个活动已不仅仅是几节课，也不仅仅是一次比赛，学生已经将自己置身于这项任务中，融于团体中，在不断的评价、反思中得到了内心的成长。挑战赛虽已结束，但反思不停止，优化不停歇，迭代产品出现了。我想，这就是STEM课程的魅力！

三、教学效果与反思

（一）基于STEM项目式学习方式，提升学生实际问题解决能力及创新能力

本活动以“冰棍别化”挑战赛为主题，解决生活中的实际问题。通过资源包学习，设计、制作一个能有效减缓冰融化的保温装置。在挑战任务过程中，学生需要调动多方面的能力与知识，综合众多因素，团结本组同学，共同解决问题。整个主题活动以STEM理念为指导，体现了任务的综合性、有趣性，活动中提高了学生动手能力、解决实际问题的能力、创新实践能力，聚焦综合素养的培养。学生在做中体验成功与快乐！

（二）以挑战赛方式推进STEM活动，激发学生参与项目的积极性，帮助学生持续保持兴趣

挑战赛这种竞赛方式，是学生喜闻乐见的学习方式。从小组合作方式来说，可以促进小组的团结，促使成员间通过共同的竞赛目标形成更好的凝聚力。从活动形式来看，新颖、活泼、轻松的氛围，使学生保持了课上及课下的较高兴趣。同时，竞赛方式将对作品的评价很自然地融入活动中。“冰棍别化”挑战赛也将成为我校STEM课程本土化的成果之一，成为有学校特色的STEM竞赛活动。

（三）形成性评价与终结性评价、自我评价及他人评价等多种评价方式相结合

通过对产品各方面的自我评分和他人评分，形成学生对产品的全面认识，促进对产品的改进。通过教师形成性评价，关注学生在活动中的难点，及时给予指导，有效提高课堂效率，将课堂与真实的社会相联系，完整体会创新产品研发的过程。

综上所述，基于STEM理念，通过项目式主题活动，能有效地培养学生的综合素养，学生在解决生活问题的过程中，学习各方面知识，调动多种能力，全身心地投入活动中，各展所长。由此可见，STEM活动是媒介，因为有了它，学生有机会参与解决生活实际问题;因为有了它，学生可以将科学课学来的知识真正应用在生活里;因为有了它，学生的设计能力、动手能力、绘图能力、策划能力、合作能力等都能得以发挥和发展;因为有了它，学生创新实践能力得以提高，综合素养得以提升！

参考文献：

[1]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[M].北京师范大学出版社，2016-03-01：274.

[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海教育出版社， 2017-07-01：276.

编辑 赵飞飞