反思STEM项目式课程教学

◇李慧敏（江苏：南通市五山小学）

STEM 教学已经成为小学科学教育的新思潮，在科学课堂中以STEM 教育理念为导向设计并实施课程，是每一位科学教师都希望掌握的技能。本文以“造房子”活动为例，探讨了STEM 教育在实际教学中的应用模式和实施效果，分析了该项目课程的优点和不足之处，以期为小学科学开展STEM教学活动提供经验参考。

一、STEM教育

随着当今世界科学技术的迅猛发展，全球竞争日益加剧。科学是第一生产力，提高全民的科学素质与科学技能已经成为十分重要的发展策略。基于此，21世纪初各国出现了一种新的教育理念——STEM 教育。它融合了科学、技术、工程和数学四门学科，以整合的教学方式，帮助学生建构、理解、掌握解决实际问题的方法并运用到现实生活中去。2017年教育部颁发的《义务教育小学科学课程标准》新增了“工程与技术领域”的内容，建议教师在教学实践过程中尝试STEM 教育。新版苏教版小学科学教材，进一步证明了项目式合作学习是实现STEM教育的有效途径。

二、案例分析

（一）项目介绍

《造房子》是苏教版五年级下册“形状与结构”单元中的第四课，学生通过小组项目式合作，设计并建造满足一定条件需求的房子。此项目共分为五个阶段：课前预习，查找资料，初步了解房子的结构特点；认识古代房子和现代房子的不同点，体会到现代的房子更加安全舒适，这是科学技术发展和劳动人民智慧的结晶；以小组为单位，设计房子，画出房子结构图，计算出所需材料，鼓励学生踊跃展示，启发其多角度思考，进一步完善设计；小组分工合作，完成房子的搭建，给学生充足的时间，反复实验和调整，一起团结协作，克服困难，建造出比较合理、美观的房子；评比、交流，引导学生客观评价自己和别人，总结经验，分享感受。项目意在通过由低到高、递进式完成任务的形式，促进学生创新能力、动手能力、综合运用知识能力及团结协作能力的发展，体验创造的艰辛与成功的快乐。

（二）学生情况分析

（三）学习目标

探究古今中外房子的相同点和不同点，感受设计在建筑中的重要作用。知道房子的主要构成，大胆地发表自己的发现与猜想。

了解房子搭建的基本步骤和原理，能够利用规定数量和规格的材料，通过小组合作完成房子的设计和建设。

了解完成整个项目的思维与过程，即明确需求—制订方案—设计图纸—修改图纸—搭建成品—调整完善—美化装饰—展示评价。

计算房屋的占地面积、体积与容纳量，合理分配建筑材料，以最大化地节约成本。

表1 《造房子》课时安排表

（四）项目准备

课件、音频、竹竿、胶枪、连接器、胶带、锯子、皮尺、手套、护目镜、拖线板、报纸、设计单等。

年仅24岁的程晓拥有了一辆凯迪拉克！这成为公司里的爆炸新闻。不仅公司员工对他青眼相加，就连几位居高临下的高层领导对他说话也变得小心翼翼起来。只是以前追求过他的女孩突然有了自知之明：能撂倒这位开凯迪拉克的王子的，非副总裁的公主方勋梅莫属。

项目活动中用到的工具比较多，并且具有一定的危险性。在活动开展之前，要跟学生说明工具的正确用法，如胶枪、锯子等。在搭建房子的时候，要戴上手套和护目镜。注意竹竿的摆放，以免伤害自己和他人。安全无小事，课前的提醒和强调能不断地提升学生的安全意识，确保活动的顺利开展。

（五）项目实施过程

1.自主学习，完成课前预学单

表2 《造房子》预学单

预学单作业是根据学生实际情况和课程的需要设计的。

“查找资料，说一说古代房子有哪些特点。”房子的建造是有很长一段历史的，形状、材料、结构、风格都在不断演变，学生课前搜集材料，在潜意识里加深对房子的认识。

“欣赏图片或视频，了解一些富有创意特色的现代建筑，简单介绍一下它的特点。如鸟巢、悉尼歌剧院、苏州园林等。”区别于传统住宅，很多功能性建筑有着独特的造型和外观，欣赏图片和视频，帮助学生拓宽视野，提升对美的鉴赏力和创造力，为后面设计房子打下基础。

“你所居住的小区房子是什么样子的？把它画下来。”让学生动笔画一画自己小区的房子，为设计图纸提前热身，并且便于教师了解学生的作图能力。所以，课前预学单的任务是为课程的开展进行知识、技能的准备。

2.创设情境，认识古代房子和现代房子的不同点

为了迎接六一儿童节，大雄要参加学校组织的造房子比赛，他找来了小伙伴一起讨论。借助哆啦A 梦的“时光机”穿越时空，欣赏不同年代的房子，引发学生对古代房子和现代房子的对比思考，学生能够直观感受到房子发生了巨大的变化。再将学生的思考引向更深处：房子的变化离不开科技的进步和劳动人民的辛勤创造，体会到科学创造的价值和意义。揭示项目任务：造房子。

3.以小组为单位，设计房子，画出房子结构图，计算所需材料

①问题引领，明确任务和要求

为了顺利地完成造房子的任务，你觉得还需要获得哪些信息或哪些知识？在任务驱动下，学生独立思考，自主建构。需要什么？缺少什么？学生思考的过程也是促进其思维全面发展的过程。小组讨论房子的组成部分，讨论哪些结构更加稳定。出示项目制作材料和要求。

表3 造房子的材料及要求

②小组合作，初步完成设计图

在盖房子之前首先要有设计图纸。图纸能够反映出设计师的智慧，房子盖得好坏也与图纸有很大的关系。明确任务要求，设计图纸，画出房屋地基及整体框架结构图，标出房屋框架的长、宽、高，写下创意亮点，估算出所需竹竿数。

③交流展示，进一步完善设计图

学生展示自己的设计草图，阐明自己的设计理念，小组互评。

为了能够容纳两名学生，地基应该怎么设计？怎样才能保证整体房屋结构的稳定性？欣赏国内外设计师的巧妙创意，进一步激发学生的创作灵感。鼓励学生开动脑筋，重新修改设计图，多一些与众不同的创意。

表4 实验记录单

④分工合作，完成房子的搭建

进一步明确搭建要求，小组分工明确，团结协作。关注学生在搭建过程中遇到的问题，以及如何解决问题。鼓励他们相互研讨，多次尝试，提出疑问，共商方案。再次提醒学生使用工具时要注意安全。对房子进行装饰，并给小组搭建的房子取一个特别的名字。

⑤房屋展销会

分小组介绍自己搭建的房子，是否符合制作要求，汇报总共使用的材料数。阐述搭建过程及问题解决的方案。学生拿出选票，投给内心觉得最符合奖项的作品。请获奖小组和学生分享制作经验和心得体会。

表5 房屋展销评价表

过程性评价和终结性评价相结合，以评促建。评比、交流的目的是引导学生学会正确评价自己，正确评价他人，能够客观地看到自己的亮点与不足，促进其更好地完善。

三、教学反思

STEM 教育理念是符合社会发展、学生需要的科学严谨的教育理念。小学阶段的STEM 课程应朝着培养学生解决实际问题能力、提升创新能力、培养发明家能力的目标开展。只有具备了这些关键能力、技能和品质，学生才能更好地在未来世界生存，成为符合时代需要的创新应用型人才。笔者作为一线科学教师，有义务和责任在本职教学岗位上推进和实施这项课程。“造房子”活动是笔者对STEM 项目式课程的初步尝试，亮点在于以下几个方面。

1.贴近生活，从一个有趣的任务开始

房子是学生日常居住的场所，遮风挡雨，纳凉避寒，是我们温馨的家。

2.提升素养，激发思维，从解决一个个困难生成

学生以个体融入小组合作，围绕“造房子”活动，积极主动地参与探究和创造。在项目的实施过程中，笔者关注学生对难点的突破。他们发现问题，互相研讨，提出质疑，共商方案。有效的小组合作，还能让学生学会倾听、学会表达、学会质疑、学会遵守组织纪律。同时各学科知识的有机融合，提升了学生的综合素质和解决问题的能力，从而更加积极地推进项目活动的深度开展。

不足之处有以下几个方面。

1.预学单完成情况不佳

笔者将预学单放在了课前，由学生自主完成。从收上来的预学单来看，学生完成的情况参差不齐：部分学生能够认真对待，达到笔者预设的学习效果；部分学生没有完成或低质量完成。所以，学生搜索资料、自主探究的能力还有所欠缺，在今后的教学中，需有意识地加强。

2.课时分配不合理

在房子搭建的过程中，个别小组未能在规定时间能完成，另有部分小组虽然在搭建失败后总结了原因，但未有时间修改。综合来看，两节课时的搭建时间有些仓促，应适当延长，保证学生有足够的时间来试错和完善。

3.任务是否完成，需要制定一个更加合理的检测或评价标准

笔者最初设计的评价标准是在完成任务的基础上，比一比哪一个小组更美观、更节省材料。但作为STEM 课程，它的评价标准应该更贴近实际生活。有的小组虽然也能搭建符合要求的房子，但是手指轻轻一碰就倒了。这就好比“豆腐渣”工程，仅仅有一个空架子，而工程质量不达标。我们的学生是未来世界的建设者，他们更应有严格的质量达标意识，所以该课程作为一个工程类项目课程，必须有质量考核。鉴于材料的特殊性，笔者考虑可以用承受一定的重力来检验它是否牢固。■