張茹婷

〔摘? ? 要〕? 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及新時(shí)代對新型人才培養(yǎng)的需求，我國教育領(lǐng)域開始重視新型教育理念與教學(xué)方法的開發(fā)，產(chǎn)生了新型教學(xué)模式STEM教育法。本文先分析基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)的流程，然后以“制作小車”為例，探討如何構(gòu)建項(xiàng)目式教學(xué)課堂，旨在為教師創(chuàng)新教學(xué)提供新的方法。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；項(xiàng)目式教學(xué)

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? （2023）? 15-0052-03

STEM教育理念最早是在20世紀(jì)80年代提出的，它由科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)學(xué)科融合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的問題，然后在解答過程中學(xué)習(xí)新的知識(shí)，以此提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。近年來，我國越來越重視科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，教育領(lǐng)域也愈加重視STEM教育模式的運(yùn)用。基于此，本文以小學(xué)四年級科學(xué)“運(yùn)動(dòng)和力”單元教學(xué)為例，闡述遵循STEM教育理念開展制作小車的項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)。

一、基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)流程

（一）確定項(xiàng)目

小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)的第一步，就是要確定項(xiàng)目，分析學(xué)生的學(xué)情，知道其興趣所在，然后選擇貼近學(xué)生生活的項(xiàng)目。教師在選擇項(xiàng)目的時(shí)候，要結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程的科學(xué)探究目標(biāo)，從科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境與社會(huì)等多個(gè)維度進(jìn)行考慮，融合多學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究興趣與實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

（二）制定計(jì)劃

確定項(xiàng)目之后，就可實(shí)施項(xiàng)目的計(jì)劃。要先讓學(xué)生意識(shí)到開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的重要性，激發(fā)學(xué)生的積極性，使其能夠主動(dòng)加入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)中。教師在制定項(xiàng)目計(jì)劃的時(shí)候，要結(jié)合項(xiàng)目計(jì)劃為學(xué)生確定任務(wù)，做到：第一，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置教學(xué)任務(wù)，安排課時(shí)讓學(xué)生了解完成項(xiàng)目的每一處要點(diǎn)，然后在小組中進(jìn)行溝通。第二，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)包含多個(gè)子項(xiàng)目，在組織學(xué)生進(jìn)行小組合作的時(shí)候，應(yīng)針對不同的學(xué)生群體使用合適的教學(xué)方式，確保推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)。在制定項(xiàng)目計(jì)劃的時(shí)候，小組成員要加強(qiáng)溝通與合作，以提高學(xué)生的集體合作能力。

（三）項(xiàng)目探究

在項(xiàng)目的探究過程中，教師要做好指導(dǎo)，先設(shè)計(jì)方案再實(shí)施，幫助學(xué)生更好地探究。在開展項(xiàng)目式探究的時(shí)候，要做好學(xué)生的分配工作，充分利用學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使之明確自己的責(zé)任，讓其在交流軟件的輔助下完成項(xiàng)目探究和實(shí)驗(yàn)。教師可以利用課后延時(shí)服務(wù)為學(xué)生提供引導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生解決問題。

（四）制作作品

小組成員結(jié)合項(xiàng)目的開展情況，借助教師提供的信息與資源思考問題，并在互聯(lián)網(wǎng)與家長的幫助下，找到更多的資源，通過小組交流，項(xiàng)目分工，開展項(xiàng)目作品的設(shè)計(jì)。教師在此過程中應(yīng)做好巡查指導(dǎo)，有效引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用技術(shù)與工程的思維，并提出出現(xiàn)問題的解決方案，幫助學(xué)生解決面臨的問題。

二、基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)

本文結(jié)合STEM教育理念的跨學(xué)科特點(diǎn)，以“自制小車”為項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)項(xiàng)目式教學(xué)，結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)領(lǐng)域整合教學(xué)目標(biāo)。

科學(xué)目標(biāo)：學(xué)生能夠知道力可以讓物體運(yùn)動(dòng)或者保持靜止；知道幾種常見的力，如重力、摩擦力與彈力等；能夠制作出動(dòng)力小車。

技術(shù)目標(biāo)：學(xué)生知道如何使用工具輔助制作小車；知道使用各種動(dòng)力制作小車；能夠結(jié)合材料自主設(shè)計(jì)制作小車。

工程目標(biāo)：學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)小車的圖示，知道制作小車需要哪些材料；小組成員合作一同制作小車；在實(shí)踐操作中能夠發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，完善作品。

數(shù)學(xué)目標(biāo)：學(xué)生能在實(shí)踐操作過程中做好實(shí)驗(yàn)記錄；根據(jù)動(dòng)力來源的優(yōu)勢，優(yōu)化小車的制作方案；能夠有效分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后得到結(jié)論。

（二）前期實(shí)踐

“自制小車”項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)歷時(shí)六周，每周一課時(shí)，一課時(shí)40分鐘。

在項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)開始之前，教師創(chuàng)設(shè)生活情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以學(xué)生感興趣的“新能源汽車”為切入點(diǎn)。教師提問：“我們生活中見到的汽車都是藍(lán)色的車牌，但是最近多了綠色的車牌，你知道這是為什么嗎？”學(xué)生答：因?yàn)榫G色車牌的車表示新能源汽車。教師提問：“你知道什么是新能源汽車嗎？你知道新能源汽車是靠什么運(yùn)動(dòng)的嗎？”然后播放介紹新能源汽車的視頻，讓學(xué)生自主思考。在項(xiàng)目式教學(xué)開展之前，教師對學(xué)生進(jìn)行“環(huán)保”與“力學(xué)”知識(shí)的問卷調(diào)查，了解到四年級的學(xué)生都知道一些力的知識(shí)與環(huán)保知識(shí)，但是認(rèn)知不夠深刻。所以在正式開展項(xiàng)目式教學(xué)之前，教師要先與學(xué)生確定項(xiàng)目主題，讓學(xué)生知道什么是力，能夠改變小車運(yùn)動(dòng)快慢的因素有哪些。同時(shí)將班級中44名學(xué)生分成10個(gè)小組，對小組成員做好角色劃分，分別為組長、記錄員、資料員、操作員。

（三）中期實(shí)踐

1.項(xiàng)目一：反沖力與彈力的探究

基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)模式的開展，先以問題激趣，集中學(xué)生的注意力，然后在小組中開展討論。如教師為學(xué)生變魔術(shù)，變出許多個(gè)氣球，然后提出問題：“你能不能用我變出來的物品讓汽車玩具動(dòng)起來？”此時(shí)學(xué)生會(huì)積極思考，并在小組中主動(dòng)與他人交流。教師發(fā)放任務(wù)學(xué)習(xí)單，讓學(xué)生在小組交流中填寫自己的猜想，然后進(jìn)行第一個(gè)項(xiàng)目——反沖力的探究。學(xué)生結(jié)合交流討論，總結(jié)自己的猜想驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所需的材料，如果小組內(nèi)部不能總結(jié)出實(shí)驗(yàn)所需的材料，可以在小組間進(jìn)行交流，如需要吸管、小車、氣球……小學(xué)生還不太了解小車的結(jié)構(gòu)，所以不知道在開展項(xiàng)目中具體要使用什么材料，教師可以先指導(dǎo)學(xué)生了解小車的基本結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上學(xué)生再選擇材料就輕松得多。在項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)單中提出“什么是反沖力？”的問題，讓學(xué)生知道反沖力能夠讓小車行駛得更遠(yuǎn)；提出“怎樣開展實(shí)驗(yàn)？”的問題，學(xué)生可以畫出實(shí)驗(yàn)過程，也可以寫出開展項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)的過程；再提出“怎樣才能讓小車行駛得更遠(yuǎn)？”的問題。例如，在第三小組學(xué)生完成了實(shí)驗(yàn)并填寫完任務(wù)單之后，讓他們在班級中進(jìn)行總結(jié)，說一說自己在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題與解決辦法；教師對其進(jìn)行評價(jià)，同時(shí)梳理“反沖力”知識(shí)點(diǎn)。

接下來是對彈力的探究。在此項(xiàng)目中，教師先展示橡皮筋，然后以問題“橡皮筋有什么作用？”引出本項(xiàng)目的內(nèi)容——彈力。教師播放橡皮筋讓小車運(yùn)動(dòng)起來的視頻，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)單中提出自己的猜想，同時(shí)發(fā)放材料讓學(xué)生自己制作彈力小車，在任務(wù)單上記錄制作流程。在此過程中教師提出兩個(gè)問題讓學(xué)生分析討論，第一是橡皮筋纏繞圈數(shù)與小車的運(yùn)動(dòng)有無關(guān)聯(lián)；第二是橡皮筋纏繞的圈數(shù)與小車的運(yùn)動(dòng)距離有無關(guān)聯(lián)。請學(xué)生利用直尺、秒表記錄數(shù)據(jù)，分析小車運(yùn)動(dòng)的距離與橡皮筋纏繞圈數(shù)是否有關(guān)，再請小組在班級中匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師最后梳理與彈力有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

2.項(xiàng)目二：制作作品

經(jīng)過上面的項(xiàng)目，小學(xué)生已經(jīng)能夠初步了解什么是彈力與反沖力，而本項(xiàng)目以制作作品、完成項(xiàng)目為主。教師在再次為學(xué)生播放新能源汽車的概念之后，為學(xué)生介紹“現(xiàn)在很多汽車公司宣布停止再研發(fā)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)”，然后提出問題：“你能用其他的方法改變使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況嗎？”請“小設(shè)計(jì)師”們以小組為單位，設(shè)計(jì)新型的運(yùn)動(dòng)小車。在此需要讓學(xué)生明確：第一，小車運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的來源是什么，知道應(yīng)該使用什么材料制作小車。對此，不同小組選擇的動(dòng)力有所差異，如有的小組決定使用電作為小車的動(dòng)力，有的小組決定使用磁力作為小車的動(dòng)力，等等。據(jù)此，教師挑選合適的動(dòng)力來源，選擇適合的材料。學(xué)生在選擇材料的時(shí)候可能會(huì)產(chǎn)生困惑，這需要教師的有效指導(dǎo)。第二，在確定小車運(yùn)動(dòng)動(dòng)力來源、材料之后，就可繪制小車的草圖。此時(shí)學(xué)生可以充分發(fā)揮想象力，通過與同組同伴的溝通之后繪畫想象中的小車，如果繪畫能力不高，教師可以使用文字描述小車的模樣。學(xué)生設(shè)計(jì)完小車外形之后可在班級中展示，經(jīng)過自我評價(jià)、互相評價(jià)與教師評價(jià)之后，再由學(xué)生對小車設(shè)計(jì)圖進(jìn)行完善。第三，在完成外形的設(shè)計(jì)后就可結(jié)合小車的材料、動(dòng)力來源等進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)，然后請小組派代表到講臺(tái)上講述小車的制作思路與過程，同時(shí)匯報(bào)在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題與解決過程。教師認(rèn)真傾聽，收集小組學(xué)生的信息，然后對其進(jìn)行點(diǎn)評，幫助學(xué)生進(jìn)行有效優(yōu)化。

在設(shè)計(jì)項(xiàng)目作品之后，就可開展作品的制作。經(jīng)過之前的交流與討論，各個(gè)小組的學(xué)生已經(jīng)能夠明確小車的制作，現(xiàn)在就可以領(lǐng)取適合的材料，開始動(dòng)手制作。制作的時(shí)候?qū)W生要根據(jù)分工明確自己的角色，合作開展小車的制作。小組中如果遇到材料不足、技術(shù)不足的問題，可以向其他小組求助，這樣，讓小組合作上升一個(gè)高度。

在開始制作的時(shí)候，各個(gè)小組積極性都很高，齊頭并進(jìn)，到中后期可能因?yàn)椴牧喜蛔?、技術(shù)阻礙的問題，有個(gè)別小組會(huì)落后。為此，教師會(huì)每隔5分鐘查看一遍各個(gè)小組項(xiàng)目開展情況，并對落后的小組進(jìn)行督促。對于遇到難題不能解決的問題，教師還要有效指導(dǎo)和幫助學(xué)生，以此鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行下去，提升其學(xué)習(xí)自信心。

（四）后期實(shí)踐

基于STEM理念的項(xiàng)目式教學(xué)后期階段主要是小組學(xué)生展示匯報(bào)，在小組中交流評價(jià)。在展示項(xiàng)目作品的時(shí)候，學(xué)生會(huì)對其進(jìn)行簡單的介紹，如實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)理念、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題等。項(xiàng)目小組中的學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目的制作后，就能通過交互式白板匯報(bào)展示，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，反思不足。教師要求每一名學(xué)生都到講臺(tái)上進(jìn)行匯報(bào)，并展示自己小組制作的小車能否向前運(yùn)動(dòng)。在小組學(xué)生展示匯報(bào)的時(shí)候，其他小組的學(xué)生與教師可以結(jié)合他的講述，提出問題與完善建議。在學(xué)生完成成果匯報(bào)后，教師發(fā)放自評表與交互評價(jià)表，完成評價(jià)。

三、結(jié)語

本文在小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)過程中融入科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科，為培養(yǎng)學(xué)生的思維方式改變教學(xué)方式，構(gòu)建基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]周錦程，楊朵.近十年來我國中等教育階段STEAM教育研究的現(xiàn)狀及演進(jìn)走向：基于Citespace的可視化分析[J].黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2022（3）：66-75.

[2]林芹.基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)過程優(yōu)化[J].教育觀察，2022（2）：112-115.

[3]郭姣，張雅嫻.STEM教育視角下融合地區(qū)特色的小學(xué)科學(xué)案例設(shè)計(jì)：以“牛奶大變身”為例[J].呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)，2021（3）：40-45.

[4]蔣紅.基于STEM教育在小學(xué)科學(xué)課堂融合的探索與研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020（34）：79-81.