基于STEM理念的科学课程项目式教学活动探析

庄梦园

［摘 要］STEM理念是当前科学教学的重要理论指导，对培养学生的科学态度和实践能力有重要作用。在科学教学过程中，教师可适当引入项目式教学活动，在项目活动内容整合、项目活动程序设计、项目活动实验组织、项目活动训练拓展、项目活动生活对接等方面进行探索，为学生顺利进入科学学习创造良好条件，让项目式教学活动助力科学课程教学的发展，促进学生科学核心的素养提升。

［关键词］小学科学；STEM理念；项目式教学活动

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2023）03-0080-03

作为基于科学、技术、工程、数学四门学科而产生的跨学科学习方式，STEM理念成为当前科学教学的重要理论指导，对培养学生的科学态度和实践能力有重要作用。在小学科学教学中引入项目式教学活动，与STEM理念形成高度对接，能够为学生提供更多学习实践的机会，促进学生学科核心素养的提升。教师可以从项目活动内容整合、项目活动程序设计、项目活动实验组织、项目活动训练拓展、项目活动生活应用等方面展开探索，充分发挥STEM理念的助学效果。

一、整合内容，建立STEM教学机制

科学课程教学中，教师要适时引入并整合项目式活动内容，使项目式活动与科学教学相契合，使之不偏离学生学习的基本要求，让学生在项目式活动中获得成长。在整合项目式活动内容时，教师要深潜教材之中，对科学教材、教学活动、教学方法等展开关联性分析，在其中渗透STEM理念，为学生参与项目式教学活动创造良好条件。在整合项目式教学活动内容时，教师还要考虑学生的实际学情。唯有与学生的学习需求形成高度对接，才能通过项目式教学活动建立科学教学成长点。

例如，教学教科版科学教材三年级上册《整理我们的天气日历》一课时，教师可先进行学情调查：“大家还记得上周二的天气是怎样的吗？”学生大多记不清了，教师随即引入本课内容：“如果要记住上周，乃至前两周的天气情况，就要做天气日历，把相关的天气指数都记录下来。那么，制作天气日历需要关注哪些与天气相关的指数呢？”学生在教师的引导下开始讨论，并总结出需要记录的天气指数包括降水、气温、风速、风向等。接着，教师引出天气符号，引导学生对天气符号进行观察并解读。在学生能够掌握较为基础的天气符号后，教师让学生利用这些天气符号，制作今天的天气日历。学生开始观察天气并制作天气日历，学习活动顺利展开。在课堂展示环节，教师先组织学生在小组内进行交流，相互比较，看看自己制作的天气日历和其他同学制作的天气日历是否有不同之处，并进行对比分析，如果出现较大的数据误差，就需要做验证处理。学生没有精密的仪器，无法准确测量气温、风速等数据，此时教师可提供相应的帮助。通过合作交流，学生对这些数据进行集体评估，这在一定程度上能够提升数据的准确性，有助于学生在讨论中形成清晰的天气概念。经过反复推敲讨论，学生逐渐达成共识。于是，教师鼓励学生主动介绍自己设计的天气日历，学生热情响应，课堂气氛活跃。

在上述教学中，教师充分整合项目式教学活动内容，将项目式教学活动设定为与科学教学内容相关的天气日历，并与学生一起对活动内容进行研究、分析、实践、解读，鼓励学生勇于展示自己设计的天气日历，将项目式教学活动推向高潮。教师合理设计项目式教学活动内容，激发了学生参与学习的积极性，提升了学生的学习主动性，让学生在具体实践中逐渐形成科学的认知。

二、设计程序，明确STEM教育目标

在设计项目式教学活动的程序时，教师要有梳理意识，不仅要对项目内容做规划，还要仔细分析项目活动的每一个环节，评估其可操作性，并且要在各项目活动环节中渗透STEM理念。首先，要组建项目式教学活动的团队。项目式教学活动是具有合作性质的活动，合作团队的组建是项目式教学活动顺利展开的基础。其次，要合理分配项目式教學活动任务，设定明确的任务目标，让活动顺利展开。最后，要设计活动程序，对活动展开的顺序进行梳理，明确每一个项目活动环节的具体任务，形成完整的项目活动程序。此外，教师在设计项目任务时，要充分考虑学生的认知积累。只有将所设计的项目任务与学生的认知基础相对接，才能给学生带来全新的学习体验。

例如，教学教科版科学教材三年级上册《测量气温》一课时，教师利用多媒体播放一段本地的天气预报视频，要求学生关注气温等相关内容。学生对气温有生活认知积累，能够积极投入观看视频与记录气温的活动中。视频播放结束，教师拿出温度计并分发给每一个小组，要求学生以小组为单位进行实验操作，让学生先观察温度计的结构特点，思考如何使用温度计，以及使用过程中有哪些注意事项等。学生展开观察研究，教师巡视班级，适时提醒学生留意温度计液柱的变化，研究温度计的读数。为了给学生带来更直观的体验，教师让学生到室外进行气温的测量，学生兴致勃勃地前往室外展开实验操作。教师组织学生到不同位置测量气温，并记录和对比实验数据，分析不同位置、不同区域的气温存在差异的原因。学生分别在太阳下、树荫下、池塘边、操场上等不同地方测出了不同的气温数值。在分析环节，教师提示学生结合影响气温的多种因素对测量结果进行分析。在具体讨论中，学生重点关注了太阳光直射这一因素，研究太阳光直射对局部地区气温的影响，从而发现有太阳光直射的地方气温比没有太阳光直射的地方气温要高。在这个项目式教学活动的实践过程中，教师全程跟进学生的学习，从技术角度进行指导，组织学生展开集体讨论，引导学生逐渐学习并内化本课的知识。

在上述教学中，教师明确项目式教学活动的目标，以此为基础推出项目式教学活动内容，引导学生展开具体操作，每一个步骤和环节都有对应的知识梳理，帮助学生进入高效学习状态。学科认知积累需要一定的过程，教师在项目式教学活动实践中全程跟进学生的学习，适当对学生的操作进行指导，确保项目式教学活动顺利开展。

三、组织实验，强化学生的操作体验

科学课程中有不少实验内容，这是开展项目式教学活动的有利素材。学生对科学实验有较高的参与热情，教师可为学生创设一些生活化的实验内容，利用贴近生活的实验提高学生的学习主动性。教师基于学生的实际学情，对实验内容进行筛选、设计和组织，能够帮助学生更好地习得科学知识。

例如，教学教科版科学教材三年级上册《测量降水量》一课时，教师先引导学生观察实验器材：“这是测量降水量的雨量器，请大家仔细观察，看这个雨量器有什么特点？”学生饶有兴致地观察雨量器。教师适时介绍雨量器的装置特点，引导学生学会辨认雨量器的刻度与读数。为激发学生的学习思维，教师将学生分成几个小组，要求学生以小组合作的形式自行制作一个雨量器。实验步骤为：首先，学生检查教师所提供的制作材料是否齐全，并对这些材料进行具体分析，从技术角度对材料进行取舍；其次，教师与学生共同明确操作步骤，并对每一个步骤的操作要领进行总结；再次，教师提示学生制作雨量器要考虑室外的环境特点，还要注意投放的位置，减少建筑物、树木等因素对雨量器测量效果的影响，制作材料也要选取耐水性材料；最后，在教师的指导下，学生通过讨论，形成具体的规划和设计，按照步骤进行设计制作，最终制作出具有个性特色的雨量器。为了检验制作成果，教师组织学生利用现有条件进行成果检验，对雨量器的应用效果进行评估。经过反复操作和检查，雨量器制作任务圆满完成，教师组织学生进行成果展示，学生都能够积极响应。

在上述教学中，教师设计并组织了贴近生活实际的实验操作，为学生提供实操的机会。教师对操作步骤、注意事项等内容进行适时引导，让学生介绍自己的实验成果，尤其侧重介绍雨量器的制作技巧和应用功能等。在这一项目式活动中，学生的多种感官得到了调动，接收到的信息更为丰富，学习认知也更为深刻。

四、拓展训练，开阔学生的学习视野

教师要适当拓展项目式教学活动的内容，对活动形式进行创新，让科学课程与其他学科形成多点对接，在STEM学习中開阔学生的视野，有效推动项目式教学活动的顺利展开。教师要在不同的训练环节渗透STEM理念，为学生提供更多方法支持，促进项目式教学活动的高效运行，促进学生跨学科思维和能力的发展。

例如，教学教科版科学教材三年级上册《水能溶解多少物质》一课时，教师为学生设计的训练任务为：“在日常生活中，我们经常会看到水溶解物质的现象，也知道一些物质是不能溶于水的。讲台上有一些材料，请大家判断一下，哪些材料可以溶于水？”学生开始观察教师准备的材料，纷纷做出猜想，课堂学习氛围浓厚。经过一番讨论，学生回答：“沙子、石块、塑料是不能溶于水的，而食盐、面粉、糖块是可以溶于水的。”教师继续追问：“将这些物质分别放入水中，它们将会以什么样的姿态出现呢？是否会出现溶解、沉淀、悬浮等现象？能否用过滤的方法将它们与水分离？”学生在问题的引导下继续讨论和思考。经过反复论证，学生得出答案：“沙子、石块、塑料等物质，都不能溶于水，塑料会悬浮，沙子和石块会沉到水底。面粉、食盐、糖块会均匀地分布水中，食盐、糖块会溶解，面粉会悬浮在水中。”为了给学生留下深刻的印象，教师再次拓展训练内容，让学生自行寻找更多的材料进行实验，要求学生在实验前先对所选取的材料是否溶于水的情况进行猜测，再通过实验来验证，看谁的猜则更为准确；如出现误判，则要对误判的情况进行分析，找出造成误判的原因。

在上述教学中，教师选取了丰富的材料开展实验，让学生先对这些材料进行判断与分析，再进行实验操作，验证自己的判断是否准确。验证实验的操作难度不大，学生都能够顺利进入其中，获得学习成效。教师进一步拓展训练内容，让学生自行选取更多的材料进行操作实验，这一过程开阔了学生的学习视野，提升了学生的学习能力。

五、生活应用，提升学生的实践品质

项目式教学活动要对接学生的生活实际，以促进学生学科认知的内化。在项目式教学活动中，教师要及时地对学生进行引导和组织，让学生顺利进入生活场景之中，在生活应用中建立学科认知，充分地将所学知识运用到生活实际中。科学、技术、工程、数学等学科在生活中有广泛应用，如何做好对接设计，让学生在生活环境下展开科学学习，这是教师要重点解决的问题。学生的生活经验呈现差异性，教师需要对此进行理性地分析，找到适合的切入点，让学生顺利进入科学学习的核心。

例如，在教学教科版科学教材四年级上册《液体之间的溶解现象》一课时，教师先进行学情调查：“回想我们之前做过的实验，食盐能不能溶解于水中呢？”学生对这样的内容记忆犹新，脱口而出：“食盐能溶解于水中”。随后，教师拿出三个小瓶子：“这三个小瓶子里分别装的是我们在日常生活中常见的醋、食用油和酒精。大家猜想一下，这些液体都能够溶于水吗？”学生根据自身的经验进行猜想：“醋和酒精肯定能够溶于水，食用油应该不能溶于水。”教师开始演示，将这些液体分别倒入水中，要求学生观察实验结果，对观察到的现象进行互动交流。学生讨论过后，教师继续引导：“有些东西看上去能够相溶，但事实并非如此，如酒精和水这两种液体看似能够相溶，但酒精的密度要比水小一些，因此当两种液体混合时，酒精会浮在上层。经过细心观察，你们还有什么新发现呢？”学生在教师的指引下，纷纷说出自己的新发现。有的学生说：“两种食物油放在一起，按道理能够相溶，其实不然，两种油并不能完全相溶。”有的学生说：“两种饮料大多能够相溶，特别是带有色素的饮料，混合之后，液体的颜色会发生改变，说明两种饮料相溶得比较充分。”

在上述教学中，教师基于学生的生活常识推出实验，要求学生先猜想，后观察，再总结，形成完整的学习程序，给学生创造学习内化的机会。学生有一定的生活积累，教师联系学生的认知实际设计实验，能够顺利地启动学生的思维，学生通过思考、观察、归纳总结等学习环节，逐渐找到内化知识的方法。

综上所述，项目式教学活动具有实践操作性，教师在设计项目式教学活动前要做好学情调查，要在项目式教学活动的各个环节渗透STEM理念，为学生创造更多跨学科学习的机会，引导学生在实践操作中培养和提升科学能力，促进学生科学核心素养的发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 张硕司.A-STEM理念下的小学科学创新教学：以“电路的研究”一课为例[J].中小学信息技术教育，2021（Z1）：120-122.

[2] 袁敏婷.STEM理念下的小学低年级科学课教学研究[J].小学科学（教师版），2020（7）：24.

[3] 江刘，吕丽.STEM理念下小学科学拓展课程资源的开发与利用[J].教学月刊小学版（综合），2020（5）：31-34.

（责编 韦於坊 杜 华）