利用延时服务开展STEM项目化教学

【摘 要】在“双减”背景下，教师可利用延时服务，结合教材开展STEM项目化教学活动。以沪教版《化学》九年级上册第二单元“身边的化学物质”为例，在课堂教学后可安排延时产品制作的环节，让学生在课后延时阶段巩固在课堂上所学习的知识，培养学生的批判性思维和创新意识，增强其表达能力、动手能力和自主学习能力。

【关键词】“双减”;STEM项目化;单元设计

【中图分类号】G633.8  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2022）27-0053-03

【作者简介】万雨喆，江苏省苏州市吴中区碧波中学（江苏苏州，215128）教师，一级教师。

一、用延时服务延伸课堂

当前中小学开展STEM教育主要有两种方式：一是单独开课，进行信息技术支持下的创客教育，如机器人学习、图像化编程等;二是学科融合，基于STEM理念进行教学设计，在数理化等学科教学中渗透综合性素质教育。[1]由于多数STEM教学的开展依赖高时间成本的产品制作，而中学STEM教育存在课堂时间不足、项目挖掘不深、课后负担过重等情况，因此，如何协调好学科教学内容和STEM项目课时是我们需要思考的问题。

2021年7月19日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》。江苏省教育厅随即发布《关于全面推进中小学课后服务进一步提升课后服务水平的实施意见》，提出要全面扩大课后服务的范围和时间，实行“5+2”延时服务模式，即中小学每周5天开展课后服务活动，每天至少提供2小时课后服务时间。这一政策为解决中学开展STEM教育的课时困境创造了条件。

STEM理念下的项目化学习重视在真实情境下培养学生解决实际问题的能力，通常以问题探究或产品制作的形式开展项目实践。由此，我们的STEM项目化学习活动的开展思路是利用好延时服务阶段，对课堂教学进行补充和延伸。（见下页表1）

二、STEM教学实施案例

以沪教版《化学》九年级上册第二单元“身边的化学物质”的教学为例，笔者为STEM项目化学习创设了连贯的情境脉络（以下简称“境脉”），设计了以“探索地外文明”为境脉的系列项目活动，分别对应教材氧气、二氧化碳、水三个板块的内容。（见表2）

每个项目活动被拆分为3～4个课时任务，依照“界定任务—制作产品—交流展示”的环节进行。项目尽量不设置课前预习准备，确保所有内容都在延时服务阶段完成，不增加学生课外负担。

以“寻找生命之源——自制净水装置”为例，这一项目的设计除了包含教材第二单元中水的相关内容外，还在活动中融入了有关酸、碱、指示剂、溶液和浊液等基础知识，为之后的课堂教学做铺垫。

下面是“寻找生命之源——自制净水装置”项目教学设计案例的具体实施过程，从学生活动和教师组织出发，实现教师引导下的学生自主学习。

任务1：界定任务。

学生活动：（1）观看中国宇航员在太空生活的视频，了解宇航员饮水的方式，理解在外星球寻找水源的意义;（2）了解水资源的净化方式;（3）筛选净水材料与相应的获取方法;（4）设计净水方案，包括材料来源、加工方法、装置外形、制作时间等。

教师组织：（1）帮助学生理解项目意义，回答学生的问题，如“在哪些星球发现了水”“目前是否发现过地外生物”等;（2）提醒学生注意提取关键信息，如常见的净水装置的共同点、适用的材料与来源等;（3）组织头脑风暴，按照“汇集观点—讨论筛选—决定方案”的顺序进行;（4）观察小组设计过程，对共性问题板书讲解，对特性问题提问引导。

【设计意图】播放中国宇航员的视频片段，帮助学生体会本次学习的意义;同时锻炼学生科學阅读的能力，培养学生批判性、创造性等高阶思维能力。小组合作进行“头脑风暴”并设计净水方案，培养学生合作、交流等团队能力。本环节综合学科知识与实际需求，发展学生的组织能力、协作能力、动手能力、抽象思维和时间分配意识。

任务2：制作产品。

学生活动：（1）完成净水装置的搭建，并讨论评价指标;（2）在准备的材料（至少10种）中挑选1～2种（建议每次1种）加入水中，制成污水，观察不同污水加入指示剂的变化情况;（3）用自制的污水测试过滤装置的过滤能力;（4）针对测试情况进行讨论，包括净水方案的优点、不足、改进建议等。

教师组织：（1）组织学生讨论净水装置的评价量表，确定评价的维度和等级;（2）给学生提供多种材料、试剂，指导他们观察不同物质与水混合的情况、加入指示剂的情况，比较并总结异同;（3）拍摄学生测试产品的过程性照片、视频，为学生之后的产品发布、报告制作准备材料;（4）提醒学生从实际情况出发进行讨论，对材料来源、成本、环保等因素进行思考。

【设计意图】搭建净水装置、观察不同污水加入指示剂的变化情况旨在帮助学生体会“从需求出发设计产品指标”的工程设计思想，初步感受对比实验，学会从群体中找出特性和共性，培养其归纳总结、分析推理能力。让学生提前感知“物质在水中的分散”与“酸碱的部分性质”等知识点，为后续课堂教学做好铺垫。在本教学环节中，学生经历反复实践、修改的过程，有利于形成严谨求实、精益求精、勇于创新的科学态度。

任务3：交流展示。

学生活动：（1）制作海报介绍净水装置;（2）采用同行评价的方式，对其他小组的净水方案进行评价;（3）2～3组代表自愿进行公开展示，并针对同行评价进行回答;（4）针对本次项目活动制作总结报告。

教师组织：（1）为学生提供照片素材，提醒展示过程需简洁、明确;（2）指导小组在回廊墙壁上粘贴海报、放置净水装置，让学生用便利贴写下对相应装置的评价;（3）组织2～3组进行公开交流，包括模型展示、优点介绍、回应评价;（4）整理活动场地，收集小组总结报告并评价反馈。

【设计意图】在掌握基础知识和进行操作试验后，教师引导学生进行交流展示，有利于巩固学生对知识的掌握程度，并培养学生的表达能力、艺术审美，提高其信息素养。互评和师评环节能够发展学生的批判性思维和反思与沟通能力。

三、总结反思

“双减”政策旨在构建良好的教育生态，促进学生全面发展、健康成长。笔者认为“双减”背景下的STEM项目化教学应当注重以下几点。

第一，学生中心。学生应当是课时任务的方案设计者、执行者和评价者。教师可以承担组织者、主持人的职责，向学生介绍任务背景、明确目标和必要的限制条件，主要在时间把控和难点突破两方面帮助学生。

第二，合理分工。最好的方法是每名学生都参与到小组秩序的管理中来，学生除了一起参与任务的讨论、实施外，还应承担或兼任以下角色：小组管理员、资料管理员、进度管理员、材料管理员、评价管理员等。明确的职责能加强学生的责任感，提高其投入度。

第三，评价开放。项目化的探究活动中，教师应当允许学生去尝试可能失败的实验方案，并引导他们对结果进行反思。评价形式尽量采用组间评价、组内评价和个人评价，教师应关注学生的过程性、形成性评价，重点评价学生在活动过程中的参与程度、表现能力。

【参考文献】

[1]黄晓冬，俞如旺.STEM工程教学模式：涵义、构建与应用[J].教育科学研究，2020 （7）：60-66.

[2]赵国华.融合STEM理念优化基于学习共同体的初中化学课堂教学——美国杰森课堂STEM教育的启示[J].化学教学，2020（6）：43-47.