◇卓德才（福建：建寧縣教師進(jìn)修學(xué)校）

STEM 是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科的簡稱，STEM 理念強(qiáng)調(diào)多個學(xué)科的交叉與融合。當(dāng)今知識經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的時代，在激烈競爭中博得頭籌的往往是有著極強(qiáng)STEM 素養(yǎng)的人才。近年來，在STEM 理念下開展項目式學(xué)習(xí)得到迅猛發(fā)展，教師不斷進(jìn)行教學(xué)探索和科學(xué)研究，探索更加適合我國學(xué)情的科學(xué)課堂教學(xué)模式。STEM 教育更加關(guān)注于學(xué)生對科學(xué)規(guī)律的應(yīng)用以及在實際問題解決中的多領(lǐng)域知識整合。2022 版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“倡導(dǎo)設(shè)計學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)家活動，創(chuàng)設(shè)愉快的教學(xué)氛圍保護(hù)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動機(jī)。”在STEM 理念指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)活動，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，學(xué)生通過主動查閱相關(guān)資料、動手進(jìn)行實驗、進(jìn)行思維推理等多種途徑來探究真相。在這一過程中，學(xué)生思維隨之變得更加靈活，探究能力、溝通能力、自控能力等也得到了有效鍛煉。因此科學(xué)教師應(yīng)針對小學(xué)科學(xué)STEM 項目式學(xué)習(xí)模式基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，以期幫助小學(xué)生提升其科學(xué)素養(yǎng)。

一、STEM理念下項目式學(xué)習(xí)內(nèi)涵及應(yīng)用現(xiàn)狀

縱觀我國當(dāng)前義務(wù)教育課堂，不難發(fā)現(xiàn)，無論是小學(xué)還是中學(xué)都更傾向于采用分科教學(xué)的課堂開展模式，即單個學(xué)科教師只專注于教學(xué)單一科目，并不重視學(xué)科之間的融合聯(lián)系以及交流。單一學(xué)科教學(xué)模式雖有利于學(xué)科知識的精細(xì)化，卻不利于各科知識的整體化、多領(lǐng)域技能的融會貫通以及后續(xù)的綜合應(yīng)用。以單一學(xué)科教學(xué)為主的教學(xué)現(xiàn)狀更需要學(xué)科教師從本校硬件教學(xué)設(shè)施實際出發(fā)，從基礎(chǔ)學(xué)科課程出發(fā)，尋找適合進(jìn)行“知識跨界”和“技能融合”的教學(xué)設(shè)計內(nèi)容，進(jìn)行課程的科學(xué)整合與設(shè)計，構(gòu)建貼合科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的融合型課程。STEM 教育理念以及基于項目的學(xué)習(xí)模式應(yīng)運(yùn)而生。

與傳統(tǒng)科學(xué)課堂教學(xué)理念相比，STEM 教育更加強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的融合。2022 版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：以探究實踐為主要方式開展教學(xué)活動，要加強(qiáng)對探究和實踐活動的研究與指導(dǎo)，整合啟發(fā)式、探究式、互動式、體驗式和項目式等各種教與學(xué)方式的基本要求，設(shè)計并實施能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思維型探究和實踐。以問題解決為導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)，將各學(xué)科進(jìn)行了有機(jī)融合，使多領(lǐng)域知識整合成為一個完整的知識體系。

二、STEM理念下項目式學(xué)習(xí)特征分析

基于項目的學(xué)習(xí)主要有以下特征:1.存在一個可以有效組織學(xué)生進(jìn)行活動且使其探究欲望強(qiáng)烈持久的活動主題，主題可以是圍繞整個單元進(jìn)行，也可以是學(xué)生感興趣的主題或當(dāng)前熱門的話題。如，當(dāng)神州十三載人飛船順利返回地面時，可進(jìn)行探索宇宙空間的項目式學(xué)習(xí)。2.學(xué)生可以根據(jù)項目活動進(jìn)行小組討論與交流，通過小組成員的充分交流，有選擇地針對其中有價值的問題和線索進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，從而在活動中發(fā)現(xiàn)新線索、新問題。3.在參與活動、解決問題時，學(xué)生要將多學(xué)科的知識融會貫通，并靈活選取知識加以應(yīng)用，以多領(lǐng)域知識解決現(xiàn)實問題，所涉及的內(nèi)容除了科學(xué)學(xué)科，還有語文、數(shù)學(xué)、美育、勞動教育等學(xué)科的知識與理念。4.在項目式學(xué)習(xí)中所開展的探究活動，既要涉及學(xué)科教師，也要涉及學(xué)生，在這一活動中，師生互動、生生互動、相互協(xié)作、共同進(jìn)步。5.在項目式學(xué)習(xí)中需要利用多種工具以及資源以達(dá)到自身探究目標(biāo)，學(xué)生通過文字書籍、網(wǎng)絡(luò)媒體、專家走訪、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等形式，參與項目式學(xué)習(xí)。6.項目式學(xué)習(xí)以活動小組為單位進(jìn)行探究式的合作練習(xí)，最后進(jìn)行綜合評價，主體既可以是學(xué)生個體，也可以是活動小組。

三、STEM理念下項目式學(xué)習(xí)實踐探索

筆者在組織和指導(dǎo)一線科學(xué)教師進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)方面進(jìn)行了一些探索，主要集中在小學(xué)中高年級?；谛W(xué)中高年級學(xué)生的年齡特點(diǎn)及其知識積累水平，教師在設(shè)計項目式學(xué)習(xí)活動時，應(yīng)對項目活動主體、項目活動主題、項目活動目標(biāo)、項目活動所需工具和資源、項目活動時間和場所等諸多要素，進(jìn)行全面考慮。

（一）以學(xué)生為主體，開展項目式學(xué)習(xí)

STEM 理念下的項目式學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體、問題探究式的學(xué)習(xí)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探索興趣，重視科學(xué)問題的解決與潛在知識的應(yīng)用以及落實，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維、勇于實踐的品質(zhì)。教師可以通過創(chuàng)建與問題相關(guān)的情境，準(zhǔn)備充足的項目資料和背景，讓學(xué)生能夠真正融入項目式學(xué)習(xí)之中。這樣，不僅能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和獨(dú)立思考問題的能力。同時，教師應(yīng)創(chuàng)新項目的開展方式，使其多樣化、形象化，讓學(xué)生獲得更為豐富的STEM 項目式學(xué)習(xí)體驗，讓學(xué)生切身體會到科學(xué)與生活之間的聯(lián)系，直接作用于學(xué)生的日常生活，更有利于提高學(xué)生的參與積極性和主動解決問題的意識。

項目式學(xué)習(xí)要圍繞學(xué)生進(jìn)行設(shè)計與構(gòu)思。主題的設(shè)計要符合學(xué)生的思維特點(diǎn)和認(rèn)知水平，活動主題的設(shè)計也要針對學(xué)生好奇心、探索欲極強(qiáng)的個性特征，如，教科版小學(xué)四年級下冊“植物的生長變化”單元,學(xué)生對種子發(fā)芽應(yīng)具備的條件、鳳仙花的莖和葉的作用、鳳仙花生長要經(jīng)歷哪些過程、鳳仙花的果實是哪部分、鳳仙花的種子是怎樣傳播的等提出問題。項目式學(xué)習(xí)所有的活動都是圍繞問題開展的，容易引發(fā)學(xué)生的求知欲望。好奇心更催生了小學(xué)生對相關(guān)科學(xué)現(xiàn)象的探知欲望。而科學(xué)教師作為項目式學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者與組織者，要在充分尊重學(xué)生的前提之下，挖掘?qū)W生感興趣的科學(xué)知識，組織開展項目式學(xué)習(xí)，使學(xué)生在興趣指引下開展探究活動。

（二）以問題為載體，開展項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)重視學(xué)生的主體作用，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中自主發(fā)現(xiàn)問題、自主探究式解決問題。新課程標(biāo)準(zhǔn)也更加鼓勵與提倡小學(xué)生發(fā)揮自己的參與主動性，通過探究活動，沉浸式體驗科學(xué)的魅力。四年級下學(xué)期，學(xué)生對“生命”這一主題產(chǎn)生濃厚的探索興趣，時值春天，正是觀察植物生長的時節(jié)。植物作為戶外活動中最常出現(xiàn)的生命，更容易使學(xué)生產(chǎn)生諸如植物是怎么長大的、植物生長和哪些因素有關(guān)、植物在生長過程中經(jīng)歷了怎樣的變化、植物的生命是怎樣繁殖的等一系列問題。教師可以圍繞“鳳仙花的一生”開展項目式學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生自由討論“鳳仙花的一生是從種子開始的，那么種子發(fā)芽都需要什么條件呢？”學(xué)生在長期生活觀察中可以得出諸如“種子需要土壤”“種子需要水分”“種子需要空氣”等答案。教師在充分保留各方意見、予以學(xué)生尊重的同時，進(jìn)行項目活動主題的過渡式說明：“那大家覺得種子發(fā)芽的必要條件都有哪些呢？”項目式學(xué)習(xí)第一階段有關(guān)種子的問題由此展開，學(xué)生通過“觀察種子”“解剖種子”“種子發(fā)芽實驗”“種子的傳播”等系列感興趣的話題深入探究，逐漸引出“鳳仙花的一生”主題的項目式活動。問題是項目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，項目式學(xué)習(xí)的探究任務(wù)更是圍繞問題來進(jìn)行的。為使STEM 理念下項目式學(xué)習(xí)順利開展，科學(xué)教師應(yīng)在學(xué)習(xí)探究活動開展之前，就對相關(guān)因素進(jìn)行細(xì)致調(diào)查與設(shè)計。

（三）多學(xué)科參與，深度融合進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)根據(jù)知識類別的多樣性可以分為多個程度，不僅可以針對某一特定學(xué)科深入探究，也可以跨領(lǐng)域整合知識，開展實踐學(xué)習(xí)。在選擇項目式學(xué)習(xí)內(nèi)容時，應(yīng)正確認(rèn)識各個學(xué)科領(lǐng)域之間的聯(lián)系，以各個學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)為基準(zhǔn)，構(gòu)建項目式科學(xué)課程。這不僅能夠提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。對于小學(xué)階段中高年級的學(xué)生而言，考慮到其心智發(fā)展水平，小學(xué)科學(xué)課程項目式學(xué)習(xí)應(yīng)有一定程度的限制，在拓展和深化項目式學(xué)習(xí)知識時，應(yīng)注意適度與適量。同時，教師應(yīng)對項目任務(wù)進(jìn)行細(xì)化，提高不同年級學(xué)生的學(xué)習(xí)可行性。

在“鳳仙花的一生”的項目式活動中，通過設(shè)計種子發(fā)芽的盒子，學(xué)生可以獲得工程設(shè)計的知識和動手能力；通過進(jìn)行鳳仙花發(fā)芽條件的變量實驗、對照組變量實驗，學(xué)生可以學(xué)習(xí)對比這一科學(xué)知識；通過長時間觀察鳳仙花的生長過程，學(xué)生可以在鳳仙花的不同生長階段，通過繪畫、文字等形式加以記錄，從而在美育和寫作方面得到鍛煉，同時對鳳仙花的生長過程擁有自己的認(rèn)識；通過整體實驗環(huán)節(jié)中的記錄、數(shù)據(jù)整理與計算，學(xué)生可以獲得數(shù)學(xué)方面的知識；在整個過程中，學(xué)生參加種植、澆水、管理、除草等，可以獲得勞動教育方面的培養(yǎng)。在項目式學(xué)習(xí)中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主化、合作式、開放性的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識與多領(lǐng)域知識的積極性，使學(xué)習(xí)活動更加貼合學(xué)生實際，并對學(xué)生產(chǎn)生實際的、有針對性的幫助，精簡探究問題，避免問題描述過于煩瑣而使學(xué)生產(chǎn)生歧義。

（四）靈活思辨，建構(gòu)系統(tǒng)知識體系

項目式學(xué)習(xí)要與傳統(tǒng)教學(xué)法配合使用。學(xué)生在初步了解理論知識的基礎(chǔ)上再開展項目式學(xué)習(xí)，用學(xué)到的理論解決現(xiàn)實問題，以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。同時要注重教師的角色轉(zhuǎn)換，在項目式學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)當(dāng)從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖繉嵤┑囊龑?dǎo)者，此時，學(xué)生成為主人，成為“行家”，教師應(yīng)充當(dāng)“外行”和參謀的角色。在項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生的場所不固定，時間和空間上不能局限于教室或?qū)嶒炇摇＝處煈?yīng)當(dāng)充分利用有效載體進(jìn)行活動，除了科學(xué)課，還可以整合綜合實踐課，利用好現(xiàn)在課后延時服務(wù)的時間。如，在“鳳仙花的一生”的項目式活動中，教師可帶領(lǐng)學(xué)生，以種植、觀察、記錄、分析、查閱資料等形式，融合語文、數(shù)學(xué)、美術(shù)、勞動、信息技術(shù)、技術(shù)工程等知識?；顒拥攸c(diǎn)可以是實驗室，也可以是計算機(jī)室；可以是閱覽室，也可以是種植園?？梢允巧险n時間，也可以是課后延時服務(wù)時間；可以是在學(xué)校時間，也可是周末在家里的時間。學(xué)生打破時間和空間的局限，利用多種感官或選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆蛢x器，用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑒?chuàng)造性地開展活動。從對鳳仙花一生的探究延伸到植物的一生，讓學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)，了解植物從生到死的生命全過程，學(xué)習(xí)生物的多樣性，珍惜生命，善待生命，從而建構(gòu)起系統(tǒng)的知識體系。

總之，在STEM 理念下的小學(xué)科學(xué)課堂上開展項目式學(xué)習(xí)，可以促使小學(xué)生思維的拓展與開放，以及知識的系統(tǒng)化。在活動中，相關(guān)問題的解決或者是相關(guān)學(xué)習(xí)項目的開展與實施，都需要學(xué)生將自己所習(xí)得的多領(lǐng)域知識靈活運(yùn)用。將所學(xué)知識靈活運(yùn)用之后，學(xué)生實現(xiàn)目標(biāo)、獲取結(jié)果的方式與途徑并不唯一，這也促使學(xué)生的思維得到鍛煉，進(jìn)而養(yǎng)成靈活思辨的學(xué)習(xí)習(xí)慣。