构建基于STEM教育理念的项目式教学课堂

张茹婷

〔摘    要〕  随着互联网技术的发展以及新时代对新型人才培养的需求，我国教育领域开始重视新型教育理念与教学方法的开发，产生了新型教学模式STEM教育法。本文先分析基于STEM教育理念的小学科学项目式教学的流程，然后以“制作小车”为例，探讨如何构建项目式教学课堂，旨在为教师创新教学提供新的方法。

〔关键词〕  小學科学；STEM教育理念；项目式教学

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  15-0052-03

STEM教育理念最早是在20世纪80年代提出的，它由科学、技术、工程、数学学科融合，强调学生利用所学知识解决生活中的问题，然后在解答过程中学习新的知识，以此提升学生的科学素养。近年来，我国越来越重视科技创新型人才的培养，教育领域也愈加重视STEM教育模式的运用。基于此，本文以小学四年级科学“运动和力”单元教学为例，阐述遵循STEM教育理念开展制作小车的项目式教学活动。

一、基于STEM教育理念的小学科学项目式教学流程

（一）确定项目

小学科学项目式教学的第一步，就是要确定项目，分析学生的学情，知道其兴趣所在，然后选择贴近学生生活的项目。教师在选择项目的时候，要结合新课程标准，结合小学科学课程的科学探究目标，从科学、技术、环境与社会等多个维度进行考虑，融合多学科知识，培养学生的科学探究兴趣与实事求是的科学态度。

（二）制定计划

确定项目之后，就可实施项目的计划。要先让学生意识到开展项目式学习的重要性，激发学生的积极性，使其能够主动加入项目式学习活动的设计中。教师在制定项目计划的时候，要结合项目计划为学生确定任务，做到：第一，结合课程标准设置教学任务，安排课时让学生了解完成项目的每一处要点，然后在小组中进行沟通。第二，项目式学习包含多个子项目，在组织学生进行小组合作的时候，应针对不同的学生群体使用合适的教学方式，确保推动学生的学习。在制定项目计划的时候，小组成员要加强沟通与合作，以提高学生的集体合作能力。

（三）项目探究

在项目的探究过程中，教师要做好指导，先设计方案再实施，帮助学生更好地探究。在开展项目式探究的时候，要做好学生的分配工作，充分利用学生的学习积极性，使之明确自己的责任，让其在交流软件的辅助下完成项目探究和实验。教师可以利用课后延时服务为学生提供引导，指导学生解决问题。

（四）制作作品

小组成员结合项目的开展情况，借助教师提供的信息与资源思考问题，并在互联网与家长的帮助下，找到更多的资源，通过小组交流，项目分工，开展项目作品的设计。教师在此过程中应做好巡查指导，有效引导学生正确运用技术与工程的思维，并提出出现问题的解决方案，帮助学生解决面临的问题。

二、基于STEM教育理念的小学科学项目式教学实践

（一）设计目标

本文结合STEM教育理念的跨学科特点，以“自制小车”为项目主题设计项目式教学，结合科学、技术、工程与数学领域整合教学目标。

科学目标：学生能够知道力可以让物体运动或者保持静止；知道几种常见的力，如重力、摩擦力与弹力等；能够制作出动力小车。

技术目标：学生知道如何使用工具辅助制作小车；知道使用各种动力制作小车；能够结合材料自主设计制作小车。

工程目标：学生可以自主设计小车的图示，知道制作小车需要哪些材料；小组成员合作一同制作小车；在实践操作中能够发现问题、解决问题，完善作品。

数学目标：学生能在实践操作过程中做好实验记录；根据动力来源的优势，优化小车的制作方案；能够有效分析实验数据，然后得到结论。

（二）前期实践

“自制小车”项目式教学活动历时六周，每周一课时，一课时40分钟。

在项目式教学活动开始之前，教师创设生活情境激发学生学习兴趣，以学生感兴趣的“新能源汽车”为切入点。教师提问：“我们生活中见到的汽车都是蓝色的车牌，但是最近多了绿色的车牌，你知道这是为什么吗？”学生答：因为绿色车牌的车表示新能源汽车。教师提问：“你知道什么是新能源汽车吗？你知道新能源汽车是靠什么运动的吗？”然后播放介绍新能源汽车的视频，让学生自主思考。在项目式教学开展之前，教师对学生进行“环保”与“力学”知识的问卷调查，了解到四年级的学生都知道一些力的知识与环保知识，但是认知不够深刻。所以在正式开展项目式教学之前，教师要先与学生确定项目主题，让学生知道什么是力，能够改变小车运动快慢的因素有哪些。同时将班级中44名学生分成10个小组，对小组成员做好角色划分，分别为组长、记录员、资料员、操作员。

（三）中期实践

1.项目一：反冲力与弹力的探究

基于STEM教育理念的小学科学项目式教学模式的开展，先以问题激趣，集中学生的注意力，然后在小组中开展讨论。如教师为学生变魔术，变出许多个气球，然后提出问题：“你能不能用我变出来的物品让汽车玩具动起来？”此时学生会积极思考，并在小组中主动与他人交流。教师发放任务学习单，让学生在小组交流中填写自己的猜想，然后进行第一个项目——反冲力的探究。学生结合交流讨论，总结自己的猜想验证实验所需的材料，如果小组内部不能总结出实验所需的材料，可以在小组间进行交流，如需要吸管、小车、气球……小学生还不太了解小车的结构，所以不知道在开展项目中具体要使用什么材料，教师可以先指导学生了解小车的基本结构，在此基础上学生再选择材料就轻松得多。在项目式实验中，项目式学习任务单中提出“什么是反冲力？”的问题，让学生知道反冲力能够让小车行驶得更远；提出“怎样开展实验？”的问题，学生可以画出实验过程，也可以写出开展项目式实验的过程；再提出“怎样才能让小车行驶得更远？”的问题。例如，在第三小组学生完成了实验并填写完任务单之后，让他们在班级中进行总结，说一说自己在实验过程中出现的问题与解决办法；教师对其进行评价，同时梳理“反冲力”知识点。

接下来是对弹力的探究。在此项目中，教师先展示橡皮筋，然后以问题“橡皮筋有什么作用？”引出本项目的内容——弹力。教师播放橡皮筋让小车运动起来的视频，让学生在学习任务单中提出自己的猜想，同时发放材料让学生自己制作弹力小车，在任务单上记录制作流程。在此过程中教师提出两个问题让学生分析讨论，第一是橡皮筋缠绕圈数与小车的运动有无关联；第二是橡皮筋缠绕的圈数与小车的运动距离有无关联。请学生利用直尺、秒表记录数据，分析小车运动的距离与橡皮筋缠绕圈数是否有关，再请小组在班级中汇报实验结果。教师最后梳理与弹力有关的知识点。

2.项目二：制作作品

经过上面的项目，小学生已经能够初步了解什么是弹力与反冲力，而本项目以制作作品、完成项目为主。教师在再次为学生播放新能源汽车的概念之后，为学生介绍“现在很多汽车公司宣布停止再研发燃油发动机”，然后提出问题：“你能用其他的方法改变使用燃油发动机的情况吗？”请“小设计师”们以小组为单位，设计新型的运动小车。在此需要让学生明确：第一，小车运动动力的来源是什么，知道应该使用什么材料制作小车。对此，不同小组选择的动力有所差异，如有的小组决定使用电作为小车的动力，有的小组决定使用磁力作为小车的动力，等等。据此，教师挑选合适的动力来源，选择适合的材料。学生在选择材料的时候可能会产生困惑，这需要教师的有效指导。第二，在确定小车运动动力来源、材料之后，就可绘制小车的草图。此时学生可以充分发挥想象力，通过与同组同伴的沟通之后绘画想象中的小车，如果绘画能力不高，教师可以使用文字描述小车的模样。学生设计完小车外形之后可在班级中展示，经过自我评价、互相评价与教师评价之后，再由学生对小车设计图进行完善。第三，在完成外形的设计后就可结合小车的材料、动力来源等进行完整的设计，然后请小组派代表到讲台上讲述小车的制作思路与过程，同时汇报在实验过程中遇到的問题与解决过程。教师认真倾听，收集小组学生的信息，然后对其进行点评，帮助学生进行有效优化。

在设计项目作品之后，就可开展作品的制作。经过之前的交流与讨论，各个小组的学生已经能够明确小车的制作，现在就可以领取适合的材料，开始动手制作。制作的时候学生要根据分工明确自己的角色，合作开展小车的制作。小组中如果遇到材料不足、技术不足的问题，可以向其他小组求助，这样，让小组合作上升一个高度。

在开始制作的时候，各个小组积极性都很高，齐头并进，到中后期可能因为材料不足、技术阻碍的问题，有个别小组会落后。为此，教师会每隔5分钟查看一遍各个小组项目开展情况，并对落后的小组进行督促。对于遇到难题不能解决的问题，教师还要有效指导和帮助学生，以此鼓励学生继续进行下去，提升其学习自信心。

（四）后期实践

基于STEM理念的项目式教学后期阶段主要是小组学生展示汇报，在小组中交流评价。在展示项目作品的时候，学生会对其进行简单的介绍，如实验过程、实验思路、实验理念、实验中遇到的问题等。项目小组中的学生在规定的时间内完成项目的制作后，就能通过交互式白板汇报展示，总结经验，反思不足。教师要求每一名学生都到讲台上进行汇报，并展示自己小组制作的小车能否向前运动。在小组学生展示汇报的时候，其他小组的学生与教师可以结合他的讲述，提出问题与完善建议。在学生完成成果汇报后，教师发放自评表与交互评价表，完成评价。

三、结语

本文在小学科学项目式教学过程中融入科学、技术、工程、数学等学科，为培养学生的思维方式改变教学方式，构建基于STEM教育理念的小学科学项目式教学课堂，培养学生的创新能力，对发展学生的科学素养有重要作用。

参考文献

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