“双减”背景下基于STEM教育的小学科学项目式学习模式研究

摘 要：在“双减”背景下，STEM教育理念因注重实践性、探究性和跨学科整合而备受关注。特别是在小学科学教育中，项目式学习作为一种有效的教学方法，不仅能够激发学生的学习兴趣，还能培养其解决问题的能力和团队合作精神。因此，以“光的反射现象实验”为例，分析了STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程的特征，指出了STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程的发展方向，并提出了基于STEM教育的小学科学项目式学习活动的开展策略，为小学科学课程教学改革提供了新的思路。

关键词：“双减”；STEM教育；项目式学习；小学科学

基金项目：本文系福建省教育科学“十四五”规划2022年度课题“‘双减’背景下，基于项目式学习的STEM教学模式再探”（FJJKZX22-698）研究成果。

作者简介：张燕霞（1984—），女，福建省泉州市惠安县螺阳中心小学。

在教育改革背景下，“双减”政策的实施对学校课程和教学模式提出了新的要求。STEM教育作为一种跨学科整合的教育模式，强调对科学、技术、工程和数学的综合应用，已经成为教育改革的重要方向之一。在小学阶段，如何通过项目式学习模式促进科学课程的创新与发展，成为当前重要的研究课题。项目式学习不仅能够增强学生的实践能力和解决问题的能力，还能够提升学生的团队合作意识和创新精神。因此，在“双减”背景下探索基于STEM教育的小学科学项目式学习活动的开展策略，对于推动学校教育的转型与升级具有重要的现实意义。

一、STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程的特征

（一）实用性

“双减”政策要求减轻学生的课业负担，注重提高教育质量，项目式学习恰逢其时。在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程具有实用性。通过项目式学习，学生能够开展科学探究，将课堂学习与生活实践紧密结合，提升知识应用能力。例如，通过“光的反射现象实验”这一项目，学生不仅能够理解光的基本特性，还能够探索光的反射规律，并将其运用到实际生活中，如应用反光材料等。这种学习方式不仅能够激发学生的学习兴趣，还能培养学生解决问题的能力和创新思维，符合“双减”政策下减负增效的教育改革方向。开展项目式学习不仅是为了提升学生成绩，更是为了培养学生运用所学知识的能力，为他们未来的学习和生活奠定基础。

（二）全面性

在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程具有全面性。通过设计和实施项目，学生不仅能学到科学理论知识，还能培养创新思维、解决问题的能力、沟通能力、团队合作能力等综合素养。例如，在开展“光的反射现象实验”项目时，学生需要运用物理、数学等多学科知识进行实验设计、数据分析、结果讨论等，这有助于提升学生的综合能力。通过项目式学习，学生能够在良好的学习环境中，全面发展自身的认知能力、情感态度和道德素质，提升自身的综合素质。

（三）趣味性

“双减”政策提倡减轻学生的课业负担，强调通过增加学习的趣味性和实践性来提高教育质量。在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程具有趣味性，这与“双减”政策的理念高度契合。教师通过设计有趣的科学实验和项目，可以激发学生的好奇心和探索欲望，使他们在学习过程中享受到乐趣。例如，开展“光的反射现象实验”这一项目不仅能让学生理解光的基本特性，还能通过实际操作，让学生充分领悟光的反射规律。有趣的实验有助于吸引学生的注意力，提升他们的参与度和学习积极性。

二、STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程的发展方向

（一）关注学生的发展需求

在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程应当关注学生的发展需求，与“双减”政策的要求相辅相成，以学生为中心，充分考虑学生的认知水平、兴趣特点和学习风格，设计适合其发展的学习任务和项目活动。例如，在项目“光的反射现象实验”中，教师可以根据学生的认知水平和实践能力，设计不同难度的实验活动，以满足不同学生的学习需求，促进学生个性化发展［1］。

（二）注重联系生活实际

在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程应注重联系生活实际，这与“双减”政策的核心理念高度契合。项目式学习强调将科学知识与生活实际紧密结合，使学生能够在日常生活中找到学习的意义和应用科学知识的价值。在“光的反射现象实验”活动中，学生不仅可以理解光的反射原理，还能运用相关知识解决实际问题，如理解镜子的成像原理、设计反光衣物等。这样的实践活动不仅加深了学生对科学知识的理解，还培养了他们将理论知识应用于实践的能力。

（三）适应学科体系发展

在STEM教育背景下，基于项目式学习的小学科学课程应适应学科体系发展，注重培养学生的创新能力和实践能力，将科学知识与实际应用相结合，使学生在解决实际问题的过程中掌握科学原理。同时，课程设计要注重跨学科整合，将科学、技术、工程和数学有机结合起来，培养学生的综合思维能力，合理减轻学生的学业负担，避免机械性、重复性的作业，以有趣和富有挑战性的项目来激发学生的学习兴趣，增加学生自主探究和合作学习的机会。通过项目式学习，学生不仅能够掌握科学知识，还能提高团队合作能力、沟通交流能力和解决问题的能力。

三、基于STEM教育的小学科学项目式学习活动的开展策略

（一）以项目为主线，优化课堂教学设计

在STEM教育背景下，项目式学习作为一种重要的教学方法，旨在通过引导学生参与实际项目，培养其综合运用科学、技术、工程和数学知识解决问题的能力。在小学科学课程中引入项目式学习，可以有效提升学生的动手实践能力和创新思维。项目式学习不仅注重知识的传授，还强调让学生在实践中学习，通过自主探究和合作学习，促进学生全面发展。以“光的反射现象实验”为例，教师可以通过优化课堂教学设计，充分发挥项目式学习的优势，将“光的反射现象实验”作为核心项目，引导学生围绕这一主题开展系列活动。例如，在课堂开始时，教师可以通过展示日常生活中的光反射现象，引起学生的兴趣和好奇心。接着，教师可以设置具体的实验任务，如：制作简单的反射镜装置并观察光的反射现象。学生可以分组合作，设计实验方案、收集实验材料、进行实验操作并记录实验结果［2］。

为了进一步优化课堂教学设计，教师可以结合不同学科的知识，拓展项目的深度和广度。例如：可以引入数学知识，指导学生测量光的入射角和反射角，并通过计算验证反射定律；可以结合技术和工程知识，鼓励学生设计和制作复杂的光反射装置，探索更多的光学现象。这不仅丰富了项目的内容，还能使学生在跨学科的综合应用中，提升对知识的整合能力。教师应注重学生的个性化学习需求，根据不同学生的兴趣和能力，设计差异化的学习任务，确保每个学生都能在项目中找到自己的角色和价值。

（二）以学生为主体，发展学生的探究能力

在STEM教育背景下，项目式学习活动旨在以学生为主体，在实际探究和解决问题的过程中，发展学生的探究能力和自主学习能力，帮助学生深入理解科学原理，培养他们的创新思维和团队合作能力。在“光的反射现象实验”活动中，教师可以先简要介绍光的反射原理，如光线的传播路径、入射角和反射角的关系等。接着，教师可以提出开放性问题，如：为什么我们能看到镜子中的自己？为什么光线从水面反射时会改变方向？这些问题能够引导学生思考，并激发他们进行实验探究的欲望。在实验过程中，教师可以让学生以小组合作的形式设计和开展实验，例如制作简单的反射镜，使用激光指示器或白光源等装置观察光的反射现象。教师在此时应起到指导和监督的作用，鼓励学生自主设计实验和记录数据，并在实验过程中自主解决遇到的问题。这种以学生为主体的学习方式，不仅能使学生深入理解光的反射原理，还能培养学生解决问题的能力和自主学习的技能［3］。

教师可以在学生自主探究的基础上，引导他们进行更深入的学习，让他们探索不同材料对光的反射效果的影响，或者使用数学工具测量光的入射角和反射角，并验证反射定律。这些活动不仅丰富了学生开展实验的经验，还提升了学生对跨学科知识的整合和应用能力。教师在这个过程中要注重引导学生的思维，帮助他们分析和理解实验数据，进行科学推理，得出实验结论。通过这些探究活动，学生不仅能够掌握科学知识，还能够培养批判性思维、创新能力和团队合作精神。教师应在项目结束时，组织学生进行成果展示和讨论，让他们分享实验结果和心得体会。通过这种方式，学生不仅能对光的反射现象有更深入的理解，还能在实践中培养解决问题的能力和探索未知的勇气，为其未来的学习和发展打下了坚实的基础。

（三）以教师为导向，助力学生攻克难点

在STEM教育背景下，教师扮演着重要的角色，他们以导向者的身份，通过科学的教学方法和专业的知识，帮助学生攻克项目学习中的难点，引导他们克服困难，实现学习目标。在光的反射现象实验中，学生可能会遇到如何选择合适的实验材料、如何设计实验装置以及如何控制实验变量等难点。在这方面，教师可以提供必要的指导和建议，例如给学生介绍常用的实验材料和工具、示范实验装置的制作方法，同时鼓励学生通过团队合作和讨论，共同解决在实验设计中遇到的问题。

学生需要观察、记录和分析实验数据，以验证光的反射规律。教师可以通过示范和讲解，指导学生正确记录实验数据、绘制实验图表，并引导他们从数据中发现规律、得出结论。同时，教师还可以提供相关的背景知识和案例，帮助学生理解数据背后的原理，进一步加深他们对光的反射现象的认识。教师应关注学生在学习过程中的个性化需求，针对不同学生的学习能力和兴趣，提供个性化的辅导和支持。对于一些学习能力较弱或对科学实验缺乏兴趣的学生，教师可以采用更具启发性和趣味性的教学方法，激发他们的学习兴趣，为他们提供更细致的指导和辅助。在教师的指引下，学生能够更好地克服学习中遇到的困难，实现学习目标，为后续进行更高层次的科学学习打下坚实的基础。

（四）以合作为载体，发展学生的高阶思维

在STEM教育背景下，项目式学习活动以合作为载体，促进学生高阶思维发展。在项目式学习活动中，教师可以引导学生在实验设计、数据分析和结论推理等方面展开合作，从而发展他们的高阶思维能力［4］。在“光的反射现象实验”中，学生可能会面对如何选择合适的实验方法和工具、设计实验步骤和分工等挑战。通过合作学习，学生可以共同讨论和决定实验的具体步骤和角色分工。教师在这个过程中应扮演引导者的角色，引导学生进行有效的团队沟通与合作，激发他们的创新能力和解决问题的动机。学生可以根据自己的观察和实验结果，相互比较和讨论，进一步优化实验设计，达到更好的实验效果。实验结束后，学生需要收集、分析和解释实验数据，从而验证光的反射规律。通过合作学习，学生可以共同讨论和比较实验结果，发现其中的规律，并展示实验数据。教师在这个过程中要为学生提供相关的背景知识和指导，帮助学生从数据中得出科学结论，并引导他们思考实验结果背后的原理。这种合作学习的方式不仅提升了学生的学科理解能力，还培养了他们团队协作、沟通交流和解决问题的能力。

结语

本文探讨了基于STEM教育的小学科学项目式学习模式在“双减”政策下的应用策略和效果。以“光的反射现象实验”为例，展示了项目式学习在优化课堂设计、培养学生探究能力、支持教师教学和促进学生高阶思维发展方面的显著成效。这一模式不仅能够激发学生的学习兴趣和创造力，还能够有效地提升其科学素养和实践能力。在未来的教育改革中，应进一步推广和应用基于项目式学习的教育模式，以满足学生综合素质发展的需求，并促进学校教育的持续发展与进步。

［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]许其新.STEM理念下小学科学项目式学习探究［J］.天天爱科学（教学研究），2023（2）：4-6.

[3]张丽，田雪梅.STEM理念下小学科学项目式学习的实践探索［J］.小学生（上旬刊），2022（9）：67-69.

[4]刘捷飞.生本理念下小学科学项目式教学应用策略探究［J］.科学咨询（教育科研），2020（2）：230.