基于STEAM教育理念的科学项目化学习策略

陈延飞

［摘 要］STEAM教育倡导学生自主发现、分析和解决问题。在基于STEAM教育理念的科学课程项目化学习设计中，教师需要对学科内容进行整合处理，通过创设项目化学习情境、设计项目化驱动性问题、组织项目化探索活动、促进项目化生活对接、创新项目化任务设计、推出项目化科研任务，激发学生的研学兴趣，激活学生的研学思维，强化学生的研学体验，从而实现研学内化，发展学生的科学核心素养。

［关键词］小学科学;STEAM教育理念;项目化学习;教学策略

［中图分类号］ G623.6［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-9068（2024）09-0084-03

STEAM教育不主张单纯的学科知识输出，而倡导学生自主发现、分析和解决问题。教师基于STEAM教育理念组织学生开展项目化学习，能使学生在实践的过程中掌握科学知识，获得学科能力的成长。小学生对科学现象、科学知识、科学实验有主动探索的兴趣。教师要对学生学情有清晰的认识，组织学生开展多种形式的学习活动，设计层次性、系统性、开放性的项目化学习任务，为学生提供丰富的学习素材，规划清晰的学习路径，创造崭新的学习契机，培养学生良好的学习习惯，发展学生的科学核心素养。

一、创设项目化学习情境，激发研学兴趣

小学生缺乏丰富的知识储备和生活阅历。教师在教学中要创设项目化学习情境，以激发学生的研学兴趣，引导学生进入研学环节，在主动思考和交流中建立学科认知。真实的情境有助于学生顺利启动思维，精准把握项目化学习目标，清晰了解项目化学习任务，并在主动观察、探索和分析中形成学科基础能力。项目化学习情境的创设，将学习任务情境化，能加深学生的感官体验，实现研学程序的顺利打开。

如教学第一单元《光的传播》一课时，教师借助多种助学手段创设了三个项目化学习情境，针对学生学习心理进行多点冲击，使学生主动反馈，收到了较好的教学效果。其一，教师利用多媒体展示一组图片，要求学生观察图片中的光线，说说这些光是在什么介质中传播的；其二，教师事先准备好一只手电筒、若干硬纸片，要求学生利用这些材料设计一个光的实验方案，看谁设计的方案更科学；其三，教师引导学生观察生活中的光现象，要求学生选择自己感兴趣的一种现象，分析光的传播路径。这些情境贴近学生的日常生活，学生兴致勃勃地开始探索光的传播特点。

上述教学中，教师创设了三个项目化学习情境，推出了不同的学习任务。因为学习内容贴近学生生活，学生都能主动展开观察学习，合作讨论、分析光的传播特点，逐渐建构学科认知体系。学生对生活化、灵动性、趣味性、直观性的学习情境更为敏感。教师借助项目化学习情境设置任务，为学生规划了清晰的学习路径，确保了项目化学习程序的顺利打开。

二、设计项目化驱动性问题，激活研学思维

问题是项目开展的主要动力来源。教师对学生的认知情况进行具体分析，秉持生动、有趣、可操作的原则设计项目化驱动性问题，能够对学生形成多点冲击，激活学生的研学思维。在这个过程中，学生对项目化驱动性问题展开自主探索，整理归纳收集到的资料，选用相关工具解决问题，从而使学习不断深入。教师要选择合适的问题，并注意提升问题的品质，让问题真正发挥驱动作用。

小学生已经积累了一定的生活经验。教师要注意结合学生的生活实际设计驱动性问题，并在其中渗透适当的学习任务，以确保项目化学习的顺利开展。如教学第二单元《热传导》一课时，教师先引导学生阅读教材，并结合插图提出驱动性问题：“冬天天气寒冷，喝热水能够让我们的身体暖和起来，这是为什么？”学生结合自身的生活经验进行解读：“热水被喝进胃里，它所蕴含的热量就被传导到身体的各个部位，我们就会感觉很暖和。”教师再追问道：“热在金属中是怎样传递的？试着结合实验来解读吧。”学生在教师的指导下点燃蜡烛，将钢尺的一端放在火上，另一端用手握住，很快便感受到手中的钢尺在发烫，从而得出结论：热在金属中的传递速度很快，说明热在固体中也能够顺利传播。最后，教师引导学生联系生活：“你有过类似的生活经历吗？能否给大家详细讲一讲？”在问题的引领下，学生的研学思维被进一步激活，生生之间展开了激烈的讨论。

教师立足学生的生活实际，精心研读教材，通过恰当的项目化驱动性问题，引领学生解读教材插图，并结合实验探索热传递原理，成功激活了学生的研学思维，使学生主动进入研学环节，在项目化学习的过程中迅速掌握热传递的相关知识。最后，教师利用驱动性问题布置生活化的学习任务，给学生提供了深度研学的机会，促进了学生科学核心素养的全面发展。

三、组织项目化探索活动，强化研学体验

STEAM教育倡导的问题解决不是传统的从已知到已知，而是从未知到已知。在组织项目化探索活动时，教师可先组织学生分组讨论，整合各自未知的科学问题，再从中筛选出多数学生都感兴趣的可操作性强的问题展开研学。教师引导学生在探索中提出一些值得思考的问题，既能为学生带来一些学习启迪，又能助推项目化学习进程，强化学生的研学体验。

教師以项目为载体，推出研学任务，组织学生进行创造性学习，在实践探索过程中强化学生的研学体验，帮助学生建立学科认知体系。如教学第三单元《地球的表面》一课时，教师事先准备好地球仪。课上要求学生观察地球仪上的地表形态，并利用沙盘制作地表特殊地形模型。沙盘活动具有较强的探索性、趣味性、游戏性，极大地激发了学生的参与热情。教师对任务进行详细解读，引导学生先熟悉地球上的地形特点，再选择合适的材料进行沙盘推演。学生观察地球仪，围绕各种地形地貌特点进行交流，与教师展开多重互动，并在教师的指导下掌握了制作沙盘模型的要领，确保了沙盘推演活动的顺利开展。

STEAM教育理念具有系统构建的属性。在上述教学中，教师组织观察活动，布设沙盘制作任务，项目化学习设计到位，对学生形成了多点触动。地球的地表地形特点鲜明，学生对此已有一定认知，但缺乏沙盘推演经历，面对这项学习任务，会产生畏难心理。教师进行有针对性的设计，给予学生学法上的支持，确保了沙盘推演活动的顺利开展，强化了学生的研学体验。

四、促进项目化生活对接，实现研学内化

项目化学习的核心是全面发展，而并非某一项突出。教师引导学生在日常生活中发现、探索、分析、解决科学问题，可以为学生规划清晰的学习路径，理顺知识脉络。“发现问题—寻找方法—解决问题—验证效果”，是STEAM教育所倡导的研学路径。在基于STEAM教育理念的科学教学中，教师不仅要充分考虑学生的接受实际，做好生活对接，推出更多合适的项目化学习任务，吸引学生主动参与活动；还要引导学生将在研学过程中学到的方法运用到日常生活中，实现研学内化。

如教学第四单元《云和雾》一课时，教师先拿出一副眼镜，用嘴哈气，镜片上顿时出现了一些白雾。学生观察到这个现象，对雾有了一定认识。教师再让学生观察天空中的云，并提问：“天上的云和早晨的雾有什么相同点和不同点？请你结合生活经验想一想、说一说。”于是，学生纷纷调动自身生活经验进行思考，提出了不同的看法。然后，教师利用多媒体展示生活中的云和雾的图片，并引导学生进行辨别。学生积极交流探讨，分享各自观点，逐渐达成共识：云和雾都属于水的不同形态。其相同点在于由水汽组成。不同点在于云比较厚重，故悬浮在高空中；雾则比较单薄，故笼罩在地面上，特别是凹地积聚有更多的雾气。

在上述教学中，教师设计生活化项目学习任务，要求学生结合生活经验进行深度思考和归纳总结，加深了学生的学习体验。学生在生活中常常可以看到水汽凝结的现象，通过思考和比较，对云和雾有了更直观的了解。教师课上利用眼镜进行实验操作，引导学生进行观察，不仅能让学生对云和雾有一个直观的了解，还能使学生在比较辨析中深刻认识到二者的区别。云和雾是水的不同形态，也是水循环的重要环节，学生对此有生活经验积累。教师展开对应设计，成功调动了学生的学习主动性，使学生掌握了辨析生活中常见现象的方法，实现了研学内化。

五、创新项目化任务设计，拓宽研学视野

教师需要传授给学生思维方式，而非单纯的学科知识。教师在开展项目化训练时可以适当创新任务设计，让学生发挥主观能动性，围绕目标自主解决问题。学生可以根据自身特点，选择适合自己的方法来探索、分析和解决问题。一定程度的自由能令学生保持高度的热情和兴趣，其探索效果会更为显著。在自主解决问题的过程中，学生发展了学科思维，拓宽了研学视野，提高了学科能力。

小学生对生活中的科学现象最为好奇。教师客观分析学情，结合教材内容设计科学训练任务，渗透项目化学习内容，能为学生创造更多的研学机会。如教学第四单元《雨和雪》一课时，对雨和雪这两种生活中常见的水的不同形态，学生都比较熟悉。教师先组织学生说说雨和雪的特点，再推出研学任务：“水经历了一个复杂的运动过程，最后以雪的形式呈现出来。请你阅读教材中的相关内容，画出这一过程的示意图，并参与小组讨论，说说‘雪的成长。”教师鼓励学生借助生活经验展开小组研讨，营造了积极活跃的课堂互动氛围。学生借助示意图对雪的形成过程进行具体梳理和归纳总结，并将这一过程诉诸口头表达，充分展示小组学习的成果，成功构建了学科认知体系。

教师设计画示意图、讨论、解读等学习任务，给予学生较高的自由度，加上有生活经验的支持，学生都能自主完成项目化学习任务，在小组研学过程中构建学科认知体系。综合性学习活动具有一定的创造性，学生对此有新鲜感，能积极主动地参与其中，从而拓宽自身的研学视野。

六、推出项目化科研任务，发展研学素养

教师组建科学小组，分配项目科研任务，能使学生在完成任务的过程中提高动手、动脑能力。科研任务对小学生来说有一定的难度，而STEAM教育理念鼓励学生迎难而上，在不断试错中听取不同的声音，尝试不同的做法，并结合自身实践进行探索，获取实用知识，发展科学素养。学生是学习的主体。教师围绕学情推出项目化科研任务，让学生与教师一起行动，能够激活学生的思维，培养其良好的学习习惯。

教师需要结合学生的年龄和认知特点筛选并推出合适的项目化科研任务，为学生的项目化学习带来全新的感受和体验。如教学第五单元《刺激与反应》一课时，教师设计了以下三个项目化学习任务。其一，同桌之间玩一玩教材中的“翻转打手”游戏，比比谁的反应更快。小学生对游戏情有独钟，自然积极响应，课堂气氛很快就活跃起来。其二，观察一下身边有哪些现象体现了人体会根据环境变化做出反应。学生结合生活经历，提到增减衣服是人体根据外界气温升降采取的应对措施。其三，起跑训练。每个人在起跑时的反应速度都不同，可以实际测试一下，看谁的反应速度最快。这三个任务都与学生的生活经历或兴趣爱好联系紧密。学生在完成任务的过程中能有效内化学科知识，发展自身的研学素养。

在上述教学中，教师设计一系列项目化学习任务，为学生提供了更多学习机会。在任务设计的过程中，教师有意识地渗透研学目标要求，成功点燃了学生的学习热情。学生主动进入学习环节，在实践体验中逐渐形成学科认知。研学任务需要学生展开专业探索。对此，教师要及时观察，适时渗透学法指导，引导学生结合学习体验，主动展开交流讨论，找准研学路线，顺利推进研学活动，提升自身的研学素养。

STEAM教育是融合创新教育，属于跨学科综合性学习。基于STEAM教育理念的小学科学项目化学习，就是让学生自主自觉，完成感兴趣的项目化学习任务。在项目化学习的实施过程中，學生的学习是主动的。教师要指导学生学会思考，习得知识和技能，积累活动经验并灵活运用于生活中，以促进学生科学核心素养的发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 龚凯健.浅谈小学科学项目化学习中的学习进阶：基于《2017中国STEM教育白皮书》的思考[J].内蒙古教育，2019（24）：80-81.

[2］ 郑靓，秦伟.项目化学习在小学科学教学中的创新应用探索：以项目“电子贺卡递真情”为例[J].小学教学研究，2021（32）：13-15.

[3］ 林丹玲.从改变学习方式到赋能科学素养：小学科学项目化学习的行与思[J].小学教学参考，2022（3）：83-85.

[4］ 於力.基于项目化学习的小学科学课堂创新设计探析[J].山西教育（教学），2022（5）：41-42.

[5］ 舒兰兰.大概念统整下的小学科学项目化学习整体设计：以“校园生物进化主题展览会”为例[J].上海课程教学研究，2022（6）：42-46.

（责编 蔡宇璇）