摘 要：STEM教育理念與項目式活動的結(jié)合是當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱門話題，二者有著十分密切的關(guān)系?；赟TEM理念開啟項目式活動，能讓學(xué)生在解決問題的過程中獲取知識與技能，實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識的深層次探究，達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目的。分析小學(xué)科學(xué)項目式活動開展的價值，探索項目式活動開展與評價的路徑，進(jìn)行科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計，以推動學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM理念；小學(xué)科學(xué)；項目式活動；評價路徑

作者簡介：時維銳（1970—），男，江蘇省徐州市沛縣安國鎮(zhèn)中心小學(xué)。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，探究和實(shí)踐是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，要加強(qiáng)對探究和實(shí)踐活動的研究與指導(dǎo)，整合啟發(fā)式、探究式、項目式等各種教與學(xué)方式的基本要求，設(shè)計并實(shí)施能夠促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思維型探究與實(shí)踐。因此，探尋基于STEM理念的項目式活動開展與評價路徑具有可行性與必要性，能彰顯科學(xué)學(xué)科探究與實(shí)踐的特性，驅(qū)使學(xué)生在“做中學(xué)”，積累實(shí)踐操作經(jīng)驗，增強(qiáng)問題解決能力，進(jìn)一步理解科學(xué)知識，建構(gòu)完整的知識框架，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項目式活動開展價值闡述

（一）深化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解

在STEM理念引領(lǐng)下的小學(xué)科學(xué)項目式學(xué)習(xí)活動中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，通過設(shè)計具體項目的方式統(tǒng)整重難點(diǎn)，有助于學(xué)生掌握核心概念，提升學(xué)科素養(yǎng)，深化對基礎(chǔ)知識的理解。為了提升項目式學(xué)習(xí)的效果，教師要整合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的內(nèi)容，優(yōu)化并完善項目設(shè)計，使學(xué)生更好地理解科學(xué)事物或現(xiàn)象中所蘊(yùn)含的原理、本質(zhì)與規(guī)律［1］。這樣一來，學(xué)生就能在理解的基礎(chǔ)上內(nèi)化，在內(nèi)化的基礎(chǔ)上遷移，在遷移的基礎(chǔ)上拓展，整體提升知識理解效度。

（二）推動學(xué)生高階思維發(fā)展

STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項目式學(xué)習(xí)活動，能讓學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)與實(shí)踐，成為課程學(xué)習(xí)活動的主人，主動發(fā)現(xiàn)并探究問題，實(shí)現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的循環(huán)。學(xué)生經(jīng)歷循環(huán)時，以問題為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，融合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識，提升問題解決的效度［2］。這樣一來，學(xué)生也將擺脫以記憶、理解、應(yīng)用為主的低階思維模態(tài)，走向以評價、分析、創(chuàng)新為主的高階思維模態(tài)。

（三）促進(jìn)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)境地

以STEM理念為導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)活動設(shè)計更為科學(xué)、系統(tǒng)。一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)中將有更多的自主權(quán)，這使他們更愿意參與解決問題，并在項目探究過程中根據(jù)合作情況，調(diào)整學(xué)習(xí)策略，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，成為項目的主要推動者［3］。另一方面，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中將協(xié)同完成項目任務(wù)，并針對一些有爭議的、開放性的項目展開更深入的探索，實(shí)現(xiàn)持續(xù)成長。總之，項目式學(xué)習(xí)活動的開展將讓學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)能力與素養(yǎng)的提升。

二、STEM理念下的小學(xué)科學(xué)項目式活動開展與評價路徑探究

（一）項目確定階段：深層次解讀教材，確定項目式活動主題

STEM理念引領(lǐng)下的小學(xué)科學(xué)項目式活動，應(yīng)遵循“跨界融合”原則，打破傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，融合科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等相關(guān)內(nèi)容，提煉項目式活動主題，確定探究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。教師要立足全局，深層次解讀教材內(nèi)容，抓取課程探究的重點(diǎn)作為項目式活動主題設(shè)計的主要參考［4］；之后，剖析STEM各元素，綜合考量項目式活動的操作重點(diǎn)，確定項目主題，驅(qū)使學(xué)生主動參與項目式探究活動。

以教科版小學(xué)科學(xué)課程為例，教師在教學(xué)“設(shè)計制作小車”兩節(jié)時，首先要深度分析這兩節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)?！霸O(shè)計制作小車”重點(diǎn)在“設(shè)計”上，第一節(jié)是讓學(xué)生根據(jù)教材中給出的提示，先觀察一些小車模型，確定小車的基本框架，討論設(shè)計方案；第二節(jié)則是讓學(xué)生做好分工，根據(jù)設(shè)計圖制作小車后，進(jìn)行測試并改進(jìn)。學(xué)生在本單元的學(xué)習(xí)中，需要聚焦“小車及其運(yùn)動”展開系統(tǒng)性研究，探究“如何以各種動力驅(qū)動小車”“小車為什么停止”“如何使小車運(yùn)動得更快”等知識。因此，教師可以確定“設(shè)計并制作一輛有動力的小車”的項目主題，以“動力”為主要元素，引領(lǐng)學(xué)生探究小車的運(yùn)動原理，完成系列項目任務(wù)。

這一項目主題將讓學(xué)生從探究“動力與小車運(yùn)動之間的關(guān)系”到思考“如何設(shè)計并制作一輛有動力的小車”，使學(xué)生先從科學(xué)層面分析原理，再運(yùn)用工程思維設(shè)計執(zhí)行程序，通過數(shù)學(xué)計算合理選擇，精益求精，最終完成項目任務(wù)。這樣一來，學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中真正實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的綜合，達(dá)成了學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（二）項目驅(qū)動階段：融合STEM元素，創(chuàng)設(shè)項目式活動情境

項目式學(xué)習(xí)通常以情境為載體，驅(qū)動學(xué)生主動參與實(shí)踐活動。項目式活動融合了多領(lǐng)域、多模塊的知識，有一定復(fù)雜性與難度。因此，教師要在STEM理念的指導(dǎo)下進(jìn)行多維考量，設(shè)計系統(tǒng)的項目情境，有效激發(fā)學(xué)生參與項目的積極性與能動性［5］。

比如，教師聚焦“設(shè)計并制作一輛有動力的小車”這一項目主題創(chuàng)設(shè)情境時，可以將各種汽車模型帶到課堂，并現(xiàn)場拆解汽車模型，讓學(xué)生觀察汽車模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，鼓勵各小組據(jù)此繪制汽車模型圖紙，最后讓各小組派出代表，按照本組繪制的圖紙組裝小車。這一情境以實(shí)物教具為基礎(chǔ)，聯(lián)結(jié)了數(shù)學(xué)與工程元素，指引學(xué)生參與汽車模型的觀察、圖紙的繪制與小車的組裝等活動，能讓學(xué)生在特定情境的引領(lǐng)下探索知識，激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計小車模型的興趣。

教師也可以創(chuàng)設(shè)直觀化情境，利用多媒體技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中小車運(yùn)動時的各種視頻，比如游樂園里運(yùn)動的過山車、賽場上疾馳的賽車等。教師要有針對性地放大或慢放它們在運(yùn)動過程中平衡與剎車的細(xì)節(jié)。這一情境聯(lián)結(jié)了技術(shù)元素，能讓學(xué)生在了解小車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究小車結(jié)構(gòu)與運(yùn)動之間的關(guān)系，明確小車模型的動力方式。

在項目驅(qū)動階段，這些情境與STEM各元素相聯(lián)結(jié)，能讓學(xué)生進(jìn)一步明確項目探究的重點(diǎn)與方向，并細(xì)化考量實(shí)踐項目的操作要點(diǎn)，積極主動完成項目學(xué)習(xí)。

（三）項目實(shí)施階段：融入STEM思維，設(shè)計項目式活動任務(wù)

在項目實(shí)施階段，教師應(yīng)以驅(qū)動性問題為導(dǎo)向，設(shè)計具體的項目任務(wù)，讓學(xué)生將所要解決的問題轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作任務(wù)，經(jīng)歷有意義的項目探究過程，真正實(shí)現(xiàn)知識的運(yùn)用、能力的發(fā)展及思維的延伸，從而培養(yǎng)學(xué)生的STEM思維，促使學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)。

以教科版小學(xué)科學(xué)“船的研究”這一單元為例，筆者基于對單元內(nèi)容的解讀及對STEM各元素的考量，確定“制作一艘小船”的項目主題。依據(jù)主題，筆者明確驅(qū)動性問題“怎樣制作一艘小船？”并據(jù)此設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，每一個問題又對應(yīng)具體的項目任務(wù)，驅(qū)使學(xué)生在完成具體任務(wù)的過程中培養(yǎng)STEM思維，提升任務(wù)探究的效果。具體如下。

問題一：船一開始就是我們現(xiàn)在看到的樣子嗎？

筆者利用微課視頻為學(xué)生呈現(xiàn)船舶的發(fā)展歷程，以“舟筏時代—帆船時代—蒸汽機(jī)船時代—柴油機(jī)船時代”的順序，為學(xué)生逐一呈現(xiàn)船舶的具體模態(tài)。學(xué)生在研究與分析資料的過程中，得出結(jié)論：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，船的外形、結(jié)構(gòu)、材料和動力等方面都發(fā)生了變化。

問題二：船的載重量跟什么有關(guān)呢？

筆者指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合科學(xué)知識，從材料、體積、結(jié)構(gòu)與重物放置位置等方面分析船的載重量，必要時可展開科學(xué)實(shí)驗，聯(lián)系“浮力”的知識點(diǎn)，得出提高船載重量的方法，思考用不同材料造船的區(qū)別。

問題三：如果你們是造船工程師團(tuán)隊，你們將怎樣在控制制作成本的基礎(chǔ)上，設(shè)計并制作一艘載重量達(dá)到200克、有自己的動力系統(tǒng)、能將貨物運(yùn)送到目的地的小船呢？

筆者指導(dǎo)學(xué)生小組聚焦問題，積極合作，設(shè)計并制作一艘小船。首先，學(xué)生要明確船的造價，確定所需材料，如泡沫板、木板、電池、導(dǎo)線、小電動機(jī)等，得出初步的預(yù)算。其次，學(xué)生需要融合工程與數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識，畫出設(shè)計圖，標(biāo)注材料和結(jié)構(gòu)，并從技術(shù)的角度討論設(shè)計圖的合理性與可行性。在這一環(huán)節(jié)，教師可以鼓勵學(xué)生使用信息技術(shù)建立船的3D模型，標(biāo)注結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。最后，學(xué)生要融合技術(shù)與工程等領(lǐng)域的知識，確定制作的步驟，準(zhǔn)備好制作的材料與工具，分工合作，完成小船模型的制作。

問題四：通過測試，小船還可以怎樣改進(jìn)？

在制作小船之后，筆者組織學(xué)生進(jìn)行測試，看看小船是否達(dá)到要求。之后 ，讓學(xué)生發(fā)散思維，找到小船還可以優(yōu)化改進(jìn)的地方，并再一次展開實(shí)踐操作，完善成果。

（四）項目升華階段：聯(lián)結(jié)STEM教育，搭建項目式評價平臺

在STEM理念指導(dǎo)下，教師要循著項目開展的過程搭建系統(tǒng)的評價體系，評價學(xué)生的表現(xiàn)、項目成果等，讓評價與項目開展環(huán)節(jié)相銜接，以積極的評價語言精準(zhǔn)反饋，發(fā)揮評價促教、促學(xué)的作用。

首先，評價要聚焦學(xué)生是否能依據(jù)項目主題正確搜集多領(lǐng)域知識，小組是否能聚焦項目主題初步確定項目探索的方向、是否能對所涉及的項目探究內(nèi)容進(jìn)行整理規(guī)劃等方面。比如，教師要根據(jù)學(xué)生對“設(shè)計并制作一輛有動力的小車”這一主題下單元知識內(nèi)容的解讀及聯(lián)結(jié)STEM各元素討論項目探究方向的情況實(shí)施評價。

其次，要根據(jù)學(xué)生在特定項目情境引領(lǐng)下的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)行為等方面的表現(xiàn)進(jìn)行評價。比如，在“設(shè)計并制作一輛有動力的小車”項目式學(xué)習(xí)活動中，教師要依據(jù)不同情境下學(xué)生課程參與度等各項行為表現(xiàn)實(shí)施評價，聯(lián)結(jié)STEM元素分析學(xué)生各項能力的發(fā)展情況。

最后，要針對學(xué)生在項目活動實(shí)踐中思考問題、分析問題及解決問題等方面的表現(xiàn)實(shí)施評價，并緊扣STEM元素，分析學(xué)生是否運(yùn)用技術(shù)思維、工程思維、科學(xué)思維、數(shù)學(xué)思維等高效完成任務(wù)。比如，教師針對“制作一艘小船”這一主題項目活動實(shí)施評價時，在過程評價方面，要評估學(xué)生是否運(yùn)用科學(xué)與工程思維完成制作小船前的信息搜集、分析與研討工作，是否運(yùn)用STEM思維完成小船模型的設(shè)計并依據(jù)模型制作小船等工作；在結(jié)果評價方面，要聚焦學(xué)生此次項目探究中生成的作品，從是否按照設(shè)計圖制作、載重量是否合格、船是否具有穩(wěn)定性、成本控制是否得當(dāng)，以及分工合作、匯報展示情況等方面進(jìn)行評價。這樣，教師將全面掌握學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中運(yùn)用STEM思維的具體情況，以作為下一次項目活動設(shè)計的參考依據(jù)，讓整個項目活動趨于完善。

三、總結(jié)

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教師基于STEM理念，優(yōu)化項目式活動開展與評價路徑，將深化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，推動學(xué)生高階思維的發(fā)展，使學(xué)生逐步走向深度學(xué)習(xí)，經(jīng)歷有意義的課程學(xué)習(xí)活動。為此，小學(xué)科學(xué)教師要從項目確定、項目驅(qū)動、項目實(shí)施及項目升華四個環(huán)節(jié)出發(fā)，緊扣STEM理念，讓學(xué)生在體系化的項目式學(xué)習(xí)活動中深化對知識的感知與理解，實(shí)現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中思、思中創(chuàng)，從而獲得全方位的發(fā)展。

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