初探STEM微项目化科学课教学

陆咏梅

科学课程标准鼓励开展STEM学习。STEM教育是项目化学习的一种，既是教学手段又是学习方式。微项目化学习是项目化学习的一种类型，是指在不改变课时的情况下，在课堂上为学生提供15～20分钟的长时段探索性项目任务，或者在课外用类似实践性作业的形式对某个内容或主题进行小探索。

本文以小学科学六年级下册《小苏打和白醋的变化》一课为例谈谈基于课堂教学的微项目学习。

一、重定教学目标，凸显高阶目标

在布鲁姆目标分类学中，“高阶”指学习目标和内容中的高阶“知能”;知识维度主要指“程序性知识”和“元认知知识”;认知维度主要指“分析、评价和创造”三个等级。“问题解决、批判性思维、开放性视野和创新能力”被国际公认为是21世纪的高阶思维能力。如果说教材是课程资源的核心，那么学科本质则是学科内容体系的核心。教材直接呈现出来的往往只是学科知识，其他学科素养隐含在其中。本节课隐含在科学概念之中的科学素养目标应当有：科学探究的一般程序;问题意识，提出科学问题的能力;能根据提出的问题设计实验探究问题;能有依据地展示交流、批判质疑，能接受同学的意见，修正观点，敬畏科学，勇于探究。

二、创新活动设计，以高阶认知策略驱动项目化学习

（一）培养学生问题意识，从问题解决的角度驱动学习

1.场景式的问题情境和课题引发的问题

这一课，教学思路上是以问题驱动学习。分两个板块。首先学生观察桌面上的粉末和液体，判断是什么物质。这是一种场景式的问题情境，学生一进教室就开始观察，这是什么物质？此环节在师生互动交流中让学生复习正确的“闻”，懂得有足够的证据才能做出正确的判断，这是一种理性思维。在揭示课题后教师询问：能不能混合？交流后播放一个视频——诺贝尔研究炸药，混合实验爆炸的瞬间，让学生敬畏科学，培养科学的思维方式，也向诺贝尔勇于探究的精神致敬。出示课题后继续追问：你有什么问题？学生在前面两课的基础上自然提出小苏打和白醋的变化是物理变化还是化学变化？怎么研究？学生明确研究的问题，有意识地在接下来的实验中仔细观察寻找证据。

2.实验观察中产生的新问题

第二板块是学生交流根据现象判断这是一种什么变化，并提出进一步研究的問题，小组设计实验进行自主探究。把教学重点放在了第二板块。

第一板块的问题实验后解决，学生都能根据现象——产生了气体，判断出这是一种化学变化。但是，学生的观察是不仔细的，是不是有更多的变化证明这是一种化学变化。引导学生补充质疑，有的说气味变了，不那么酸;有的说变冷了;有的说在底下还有小苏打，有的说没有了。教师追问：通过刚才的实验，你有什么新问题？学生陷入了思考。“这种气体是什么？”“液体的温度真的下降了吗？”“里面的液体还是白醋吗？我觉得不是。”“里面的沉淀物还是小苏打吗？”对学生提出的问题做一个猜想，说出依据，比如有学生说：“气体是二氧化碳。因为雪碧里产生的气泡就是二氧化碳。”教师追问：“你确定吗？”看似无意一问，其实落实了一项教学目标，有足够的证据才能做出判断。那么怎么研究？“可以划火柴放进去吗？”引导学生敬畏科学，查阅资料再确定实验方案。学生在提问中思维碰撞，经历挑战，进行深度思考。

接下来教师为学生提供了足够的材料，由小组确定要研究的问题，选择材料自行设计实验探究，并完成一份研究汇报。

（二）培养学生创造性思维，鼓励自主探究

问题驱动学习后，小组选择想研究的问题设计实验，并展开探究。在这个过程中，小组学生间有思维的碰撞、沟通、批判质疑、悦纳等，学生的科学态度、跨学科素养得到锻炼。

教师提供的材料有：小苏打、白醋、气球、温度计、火柴、蜡烛、烧杯、定量勺、废液杯、铅画纸。学生根据自己的问题有选择地使用材料探究。实验自主开放，有的小组并没有像教师预设的把小苏打装进气球，白醋在瓶子里。而是把白醋倒进了气球，小苏打倒进了瓶子，然后把气球套在瓶子上，拉起气球混合。小苏打装进瓶子显然更方便。学生如果还需要再做一次，材料可以再提供，希望他们有足够的时间去探索。

（三）程序性知识从扶到放，实现学生思维迁移

这一课，教师潜移默化地让学生获得了科学探究的一般方法。第一板块学习结束黑板上的板书是这样的：问题——假设——实验（设计）——观察——发现（问题）。这一板块在程序性知识方面体现扶一扶。到第二板块学生就用上面的程序性知识来进行科学探究，这是解决问题方法，在思维上获得迁移，这也是项目化学习的特点。学生产生的新问题，回家继续研究，白醋、小苏打超市都能买到。

（四）元认知知识贯穿探究与展示交流环节

1.学会提问

“提出一个问题比解决一个问题更重要。”问题意识是一种元认知。这一课，场景式的情境开门见山，一下就吸引了学生，课有了良好的开端。第二板块来自学生自己提出的问题，更有探究热情。至实验结束，学生意犹未尽，很多问题还可以开展家庭实验室。积极地、主动地思考、探究、解决问题，这是一种良好的心智习惯，是解决问题的前提。

2.学会质疑

学生在实验探究的交流中与自己对话，与同伴对话，在对话中质疑、反思，通过独立而深入的思考，经历智力上的挑战，感受到逻辑的力量。当学生说气体是二氧化碳的时候，教师的追问让学生反思、质疑。有学生这样说：“可能是，但不能肯定。”当学生说：“气味不是那么酸了。”这说明了什么？“液体不是白醋了！那是什么？”“如果加入小苏打不再冒泡的话就不是白醋了。”“杯子里还有小苏打。”“一定是小苏打吗？如何检验？”“如果加入白醋还会冒泡的话就是小苏打。”