小学科学STEM项目化学习的思考与实践

张泽祥

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，它既是一种教育理念，也是一种学习模式，与传统的教育理念相比，它更强调多学科的交叉融合。STEM理念下的项目化学习，是一种以项目为载体、以问题为驱动开展的跨学科主题学习活动。在STEM理念下，小学科学项目化学习已是一种常态化的教学方式，它既体现了STEM理念的本质特征，又体现了整体性教学原则，能够让科学内容更加贴近生活，让学科知识融合得更加深入，让学生学习更加主动。在本文中，笔者结合自身的教学实践经验，探讨了小学科学STEM项目化学习的主题来源、主要价值、显著特征与实施流程，以供参考。

一、小学科学STEM项目化学习的主题来源

在STEM教学理念下，如果说数学、科学是一条暗线，那么工程、技术则是一条明线。小学科学STEM项目化学习立足于工程项目，把科学、数学基础知识和技术能力融合在工程项目之中。因此，产生具体的项目是开展STEM项目化学习的前提。小学科学STEM项目化学习的主题来源主要有以下三条渠道。

一是科学教材。科学教材是科学教学的主要内容，也是STEM项目化学习主题的开发基地。教师可以着眼于科学教材，以科学教材中的相关内容为切入点，对教材进行重组、改编，将其转化为STEM活动项目主题。二是学科整合。教师可以跨越科学学科，采取学科融合的方法，从其他学科中挖掘内容，将其与科学学科进行有机整合，创生出STEM项目主题。三是立足生活，从生活实际中挖掘学习主题，将某些生活问题转化为科学问题，形成STEM项目主题，组织学生开展项目化学习。

二、小学科学STEM项目化学习的主要价值

小学科学STEM项目化学习主要有两个方面的价值：一是可以凸显学生的主体地位，驱动学生自主学习，使他们成为科学的探索者与知识的建构者；二是可以推动学生综合运用知识、方法、技能解决实际问题，完成挑战性任务，从而促进学生全面发展。

三、小学科学STEM项目化学习的显著特征

（一）在情境中探究

情境教育理论与学科教学实践表明，真实的教学情境，能够唤醒学生的主体意识，激活学生已有的知识和经验，促使学生进行深度学习。情境可以有效引入主题，激发学生的兴趣。小学科学STEM项目化学习主张从真实的情境中提出科学的问题，从有趣的情境中拉开探究的序幕，在丰富的情境中经历完整的学习过程。教师在小学科学教学中，应从学生生活实际出发，为学生创设真实的项目情境、问题情境、任务情境，围绕学生生活经历，设计科學探究活动，引领学生在情境中学习。

（二）在实践中体验

“实践出真知”，学生只有亲手操作、亲身体验，才能获得真实的感受和深刻的理解，形成真切的认识。实践性与体验性是科学STEM项目化学习的重要特征，也是学生主导性的充分体现。“做中学”是小学科学STEM项目化学习的重要方式，学生通过观察、制作、实验等方式去解决问题，在解决问题的过程中探究发现。而科学STEM项目化学习中的“做”，不是单一的动手操作，而是让学生带着问题去做，在做中迸发出思维火花，通过“做”与“思”获得新知和技能。

（三）在跨界中融合

整合性是STEM项目化学习的重要特征，小学科学STEM项目化学习以科学学科为载体，融合了数学、工程、技术学科知识，突破了学科界限，聚集了多方资源。小学科学STEM项目化学习是一种跨学科主题学习活动，其目标是多元化的，内容是综合性的。小学科学STEM项目化学习是一种综合化学习方式，以项目为载体融合多学科知识，整合多层面信息，在跨界中实现融合，丰富了学科学习内容，促进了学生综合素养的提升。

（四）在合作中成长

“集体是力量的源泉，众人是智慧的摇篮。”在新课改背景下，当今合作学习的价值日益凸显。合作探究是小学科学STEM项目化学习的重要方式，教师可以将学生分为若干个学习小组，引导学生围绕项目进行合作探究。合作探究对学生的成长有积极的促进作用。首先，合作加强了学生之间的互动交往，提高了学生的人际交往能力，增进了学生间的情感与思想的交流，

促进了学生健康和谐成长；其次，合作让学生组成学习共同体，形成合作伙伴关系，发挥协作互助精神，凝心聚力，从而开发学生的潜力，达到“1+1＞2”的学习效果；最后，合作起到了传帮带的作用，增强了学困生的成就感和归属感，提高了学生的学习效率。

四、小学科学STEM项目化学习的实施流程

小学科学STEM项目化学习活动主要分为五个环节，下面，笔者以“不同的声音”这一课的教学为例，谈谈小学科学STEM项目化学习的具体实施流程。

（一）创设情境，确定项目

在小学科学STEM项目化学习中，确定项目选题是教学的第一步。小学科学STEM项目既要寓教于乐、关注生活，又要能整合多元知识，体现学科核心知识，凸显学科的本质特征。项目主题的确定应由师生共同完成，通常由教师创设情境，引导学生在情境中发现问题、提出问题、认同问题，进而共同商定项目主题，明确活动任务。

在教学“不同的声音”这一课时，笔者对教材内容进行了改编重组，将教学活动设计成STEM项目化学习模式。在教学过程中，笔者借助学校举办的“小巧手”比赛活动的契机，创设了一个科技创新大赛的情境，组织学生观看科技大赛海报，启发学生利用这个单元所学知识，提出自制创意乐器参与比赛的想法，在情境中引出“制作乐器”这一项目化学习主题。

（二）提供材料，精心准备

“一个善于做准备的人，是距离成功最近的人。”精心准备是STEM项目化学习的第二步。教师在课前除了要做好教学活动的设计、准备好探究材料，还要精心指导学生做好学习准备。学生的学习准备包括旧知识的复习和学习材料的准备。前者包括查阅相关资料，丰富知识储备，激活已有经验等，后者包括准备导学单、实验单、实验器材等。总之，教师要提前为学生的探究学习搭建好桥梁，奠定好基础。

在和学生共同确立了项目主题后，笔者引导学生围绕“好乐器的标准”展开了学习，给学生提供了一段资料让学生阅读，同时让学生自学书本内容。学生通过自学，明晰了好乐器的衡量标准，如“能发声”“声音有高低变化”“声音有规律”

“外形美观”，并对音量、音调概念有了初步认识，对音量大小和音调高低的影响因素有了一定了解，从而为后续的学习活动奠定基础。

（三）伙伴合作，形成方案

在开展STEM活动之前，必须制定科学合理的活动方案，活动方案是对学习活动的规划，可以避免开展活动时盲目无序。有了明确的方案，学生就知道要做什么、怎么做，学习活动就有了目标和方向，探究实践就会更加高效。工程的关键是设计。科学STEM项目化学习方案的重点是工程设计，这就要求学生运用综合性知识，发散工程思维与技术思维，对所要完成的作品进行设计，形成科学合理的施工方案。教师要引导学生自主研讨设计，包括完成项目的思路、產品制作的流程、材料的选择、图稿的设计等，还要组织学生对设计的方案进行论证和修改，以形成比较完善的、可行的施工方案。

在教学“不同的声音”这一课时，在学生自主研讨了好乐器应具备的条件之后，笔者给学生提供了设计单，让学生分组设计乐器制作方案，各组边讨论边填写设计单，如制作的乐器名称、所需要的材料、制作的具体步骤、乐器设计图等。活动方案的形成，需要师生携手完成，师生之间要结成合作伙伴，学生之间要开展协作学习。

（四）手脑双挥，制作产品

工程制作是科学STEM项目化学习的核心环节。学生亲手将计划付诸行动的过程，既是一个生成劳动的过程，也是一个培养学生解决问题能力与创新能力的过程。工程制作能帮助学生了解科学原理，应用工程原理，将技术融入工程。该环节需要学生手脑共用、做思结合，学生不仅要动手制作产品，还要动脑思考，不仅要根据既定方案实施，又要在制作过程中根据实际情况做出适当调整。此外，学生还要对产品性能进行测试，找出产品的不足之处，并设法对产品进行改造和优化，以提高产品质量。

在“不同的声音”这一课的教学中，在工程设计活动结束后，笔者让小组长到材料区自主选择材料，分组合作制作乐器。有的小组制作的是弹拨乐器，有的小组制作的是吹奏乐器。产品初步成型后，各组学生尝试演奏，根据效果进行调试，设法调节音量大小，改变音调高低，以使乐器发出更加优美的乐音。在学生制作产品的过程中，教师在让学生自主操作的前提下，应对学生进行适当辅助，对有困难的学生施以援手，以确保学生的安全和活动的顺利开展。

（五）展示成果，评价反思

新课程提出“教学评”一体化的理念，要求充分发挥评价的作用，用评价去引导学生的学。展评是科学STEM项目化学习活动的第五个步骤，该环节着重给学生提供了展示成果、交流学习的平台，对学生的学习成果与学习过程进行评价，并对学生的作品进行诊断与甄选，通过评价引导学生自我反思，促使学生更好地发展。

在教学“不同的声音”这一课时，当各组学生完成乐器制作之后，笔者让各个小组拿着乐器进行展示汇报，他们边介绍制作乐器时用到了哪些材料，边给大家演奏。在学生展示的过程中，笔者请其他小组学生提出问题或建议，同时，笔者也适当进行点评并提出建设性意见。在此基础上，笔者引导学生自我反思，想想自制乐器过程中用到了哪些知识、取得了哪些收获、还有哪些值得改进的地方，并对学生提出课后进一步调试完善乐器的任务，将项目化学习活动延伸至课外。

（作者单位：

江苏省南通市通州区姜灶小学）