在當(dāng)今科技發(fā)展迅猛的時代，培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的學(xué)生變得越來越重要。STEAM理念的出現(xiàn)為教育提供了一種全新的方法，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，促使學(xué)生在跨學(xué)科的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索。項目式學(xué)習(xí)作為STEAM理念的一種實踐方式，為學(xué)生提供了更加綜合和實踐性的學(xué)習(xí)體驗。

一、創(chuàng)設(shè)情境，生成項目議題

開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的第一步是創(chuàng)設(shè)情境。創(chuàng)設(shè)情境是為學(xué)生提供一個與實際生活相關(guān)的背景，激發(fā)他們的興趣和好奇心。通過這類情境，學(xué)生可以更容易地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。生成項目議題是讓學(xué)生思考并提出能夠解決實際問題的項目主題。這可以通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題、進(jìn)行討論和研究來實現(xiàn)。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，“固體的熱脹冷縮”是一個非常經(jīng)典的話題。我們可以將一條完整的鐵軌通過教具向?qū)W生演示，詢問學(xué)生是否認(rèn)為鐵軌一直是這個長度的，有沒有什么因素會讓鐵軌長度發(fā)生變化。然后告訴學(xué)生，今天我們要研究鐵軌的長度是否會因為溫度的變化而發(fā)生變化。同學(xué)們圍成小組，分別舉出他們?nèi)粘Ｉ钪杏^察到的熱脹冷縮現(xiàn)象的例子，并寫下來，同學(xué)之間分享自己的例子，并互相解釋這些現(xiàn)象背后的原理。我們利用白板示意圖，解釋固體的熱脹冷縮現(xiàn)象。解釋鐵軌由于溫度升高會發(fā)生熱脹，由于溫度下降會發(fā)生冷縮。并引導(dǎo)學(xué)生思考，這與鐵軌上的縫隙有什么關(guān)系？老師使用USB數(shù)字顯微鏡將顯微鏡連接到電腦上，然后在酒精燈下放置尺子，并與加熱的鐵條對齊。通過顯微鏡將實驗過程傳輸?shù)接嬎銠C(jī)屏幕上，讓學(xué)生從微觀角度觀察加熱鐵條的熱脹現(xiàn)象，以便他們能夠感受固體在加熱過程中的尺寸變化。在此基礎(chǔ)上我們可以提出一個項目議題：設(shè)計和制作一個模型，模擬固體的熱脹冷縮現(xiàn)象。學(xué)生們分組進(jìn)行思考，并利用材料和工具設(shè)計制作自己的模型。他們可以使用塑料、橡膠、木材等材料，并結(jié)合溫度變化來展示熱脹冷縮現(xiàn)象。最后，我們幫助學(xué)生回顧并總結(jié)所學(xué)的知識，強(qiáng)調(diào)熱脹冷縮現(xiàn)象在日常生活和工程設(shè)計中的應(yīng)用。

創(chuàng)設(shè)情境是開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的第一步，通過創(chuàng)設(shè)情境，生成項目議題，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，以及引導(dǎo)他們提出相關(guān)議題，可以為后續(xù)的項目實施提供有效的基礎(chǔ)。

二、單元整合，融匯項目資源

開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的第二步是單元整合。單元整合是指將不同學(xué)科的知識和技能有機(jī)地結(jié)合起來，以便學(xué)生能夠全面地探索問題。通過單元整合，學(xué)生可以跨學(xué)科地學(xué)習(xí)和思考。融匯項目資源是指在教學(xué)過程中將不同學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容整合在一起，通過項目的形式利用多種資源進(jìn)行綜合學(xué)習(xí)。

教師可以利用不同的樂器進(jìn)行示范，讓學(xué)生直觀地感受聲音相關(guān)概念。為了可視化聲音這一無形現(xiàn)象，可以運(yùn)用STEAM創(chuàng)新教具。例如，可以使用泡沫制作小球，并將其放置在喇叭上。然后播放音樂，當(dāng)音量增大時，泡沫小球會跳動得更高，音樂停止時，小球也會停止跳動。通過這個實驗，學(xué)生可以探究聲音強(qiáng)度與物體振動幅度之間的關(guān)系。進(jìn)一步，可以將泡沫小球替換為小鏡子，并將其貼在小喇叭上，使用激光筆以45°角射入。鏡子會將光電反射到墻上。再次播放音樂時，光斑會隨著聲音的強(qiáng)弱而振動。聲音越大，光斑的振動幅度就越大;聲音越小，光斑的振動幅度就越小。通過這個演示實驗，將無形的聲音轉(zhuǎn)化為可見形式，使實驗現(xiàn)象具象化。此外，可以在喇叭旁邊放置一個分貝儀，調(diào)節(jié)聲音的大小，并觀察分貝儀的數(shù)值變化。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)聲音越大，分貝儀的數(shù)值就越大;反之亦然。

通過STEAM教具作為單元實驗紐帶，將單元整合和項目資源融匯起來，能有機(jī)地聯(lián)系STEAM科學(xué)項目式學(xué)習(xí)。單元整合和項目資源融匯是STEAM科學(xué)項目式學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，通過這兩個方面的實施，可以促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科思維和解決問題能力的發(fā)展。

三、動手實驗，發(fā)展項目思維

開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的第三步是動手實驗，以發(fā)展學(xué)生的項目思維。動手實驗是讓學(xué)生親自進(jìn)行實際操作和實踐的過程。通過實驗，學(xué)生可以深入理解科學(xué)原理，并將理論知識應(yīng)用于實際問題的解決中。動手實驗還可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、記錄、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力。

在教學(xué)《運(yùn)動與摩擦力》這節(jié)內(nèi)容時，我們可以先引導(dǎo)學(xué)生思考在地板上和地毯上推動小車運(yùn)動的距離一樣嗎？激發(fā)同學(xué)們的好奇心，學(xué)生利用原有的知識和經(jīng)驗，通過分析、比較，對各種信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化和組合，對問題提出假說。

通過實驗探究，學(xué)生控制接觸面的粗糙程度，通過問題和小組討論，學(xué)生可以進(jìn)行實驗來探究接觸面的粗糙程度對摩擦力大小的影響。他們可以帶動物體做勻速運(yùn)動的馬達(dá)、運(yùn)動物體的兩個平面（一個光滑面，一個粗糙面）、測力計等實驗器材。通過觀察彈簧測力計的讀數(shù)，并記錄光滑平面和粗糙平面的讀數(shù)，在多次實驗后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和總結(jié)。接下來，我們引導(dǎo)學(xué)生展開項目思維發(fā)展。學(xué)生可以自由發(fā)揮，并提出自己的問題和假設(shè)。他們可以設(shè)計不同的實驗條件來探究影響摩擦力大小因素，比如改變運(yùn)動物體的重量、運(yùn)動物體的速度等。通過實驗和探究，學(xué)生可以理解并發(fā)現(xiàn)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，和運(yùn)動物體的重量的關(guān)系。

動手實驗是STEAM科學(xué)項目式學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，通過實際操作和實驗，可以幫助學(xué)生鞏固知識，培養(yǎng)科學(xué)思維和實踐能力，同時也促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊合作和溝通能力的發(fā)展。

四、搭建平臺，展示項目成果

開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的最后一步是搭建平臺，展示項目成果。搭建平臺是為學(xué)生提供展示和交流的機(jī)會，以促進(jìn)他們的合作和學(xué)習(xí)經(jīng)驗的分享。學(xué)生可以通過展示項目成果，展示他們的創(chuàng)意和解決問題的能力。這可以通過舉辦展覽、進(jìn)行口頭報告或制作展示材料來實現(xiàn)。

在教學(xué)“設(shè)計與制作：風(fēng)帆小車”這節(jié)課時，我們可以向?qū)W生介紹風(fēng)帆小車的概念和原理，解釋風(fēng)力對運(yùn)動的影響以及如何利用風(fēng)力推動小車前進(jìn)，然后帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計制作自己的風(fēng)帆小車。在設(shè)計制作過程中，我們提供給學(xué)生一些材料，如卡紙、竹簽、紙杯和膠水。學(xué)生根據(jù)所學(xué)到的知識和自己的想法，設(shè)計并制作自己的風(fēng)帆小車。為了進(jìn)行對比實驗，我們可以設(shè)計不同變量來觀察它們對小車速度的影響。變量可以包括風(fēng)帆的大小（如不同大小的卡紙），迎風(fēng)的角度（如不同角度的竹簽固定點），以及風(fēng)力的大小（如利用風(fēng)扇控制風(fēng)力大?。?。這樣學(xué)生可以根據(jù)不同的變量設(shè)計多個風(fēng)帆小車，并進(jìn)行實驗比較它們的速度。在實際制作過程中，我們可以鼓勵學(xué)生合作與交流，通過互相討論和比較不同設(shè)計的優(yōu)缺點，互相借鑒與啟發(fā)。同時，我們也可以提供一些指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生克服困難和解決問題。當(dāng)學(xué)生完成風(fēng)帆小車的制作后，我們可以開始展示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生展示他們的項目成果。他們可以向全班展示自己的設(shè)計思路和實際制作過程，并演示他們的風(fēng)帆小車能夠如何利用風(fēng)力前進(jìn)。這樣不僅能夠讓學(xué)生分享和交流，還能夠培養(yǎng)他們的表達(dá)和觀察能力。

搭建平臺以展示項目成果是STEAM科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的最后一步，通過展示和交流，可以加深對項目的理解和認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生的表達(dá)能力和創(chuàng)新意識的發(fā)展。同時，學(xué)生也可以從他人的項目中獲得啟發(fā)和新的思維方式。

在STEAM理念的指導(dǎo)下開展科學(xué)項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得了更深入的學(xué)科知識理解和實踐技能培養(yǎng)。創(chuàng)設(shè)情境、整合資源、動手實驗等過程，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立思考能力。同時，通過數(shù)字化設(shè)備的應(yīng)用，例如使用虛擬實境、編程工具等，可以進(jìn)一步突出STEAM理念。同樣，通過項目展示平臺的搭建，學(xué)生有機(jī)會展示自己的成果，提高了自信心和表達(dá)能力。

責(zé)任編輯 龍建剛