STEM项目活动在小学科学教学中的应用

［摘要］ STEM课程是一门集科学性、工程性、技术性、数学性于一身的综合实践活动课程。在小学科学STEM课程活动中研发STEM项目活动内容，优化STEM项目活动过程，助推STEM项目活动延伸，从而让科学STEM项目活动充分发挥科学学科的育人功能，彰显科学学科的育人价值，有效提升学生的学习能力与科学素养。

［关键词］ 小学科学；STEM；项目活动；科学素养

STEM是一种综合性的学习方式。在小学科学教学中实施STEM项目活动，其目的是让学生的科学学习从传统的点状化、线性化、孤立化转向系统化、结构化、综合化。教师实施STEM项目活动，需要积极打造STEM的众创空间，引导学生开展STEM创新活动，力求让学生做到“格物致理”“知行合一”。作为小学科学教师，要通过科学STEM项目活动，提高学生的综合学习能力，提升学生的科学综合素养。

一、研发STEM项目活动内容

实施STEM项目活动要求教师设计合适的STEM项目活动主题。STEM课程具有综合性、实践性、跨学科性等特质。在小学科学STEM课程设计研发的过程中，教师首先要熟悉相关的课程内容，基于这些内容，精挑细选，从而确定合适的课程主题。从某种意义上来说，教什么比怎样教更为重要，因此教师要力求让学生做到“像科学家一样思考”“像技术员一样设计”。对此，教师可以从科学教材中提炼、打造，也可以跨学科进行发掘，还可以从学生的生活中寻找素材。只有这样，科学STEM课程活动的内容才能从单一走向丰富、从孤立走向关联、从散态走向整体。

以“电与磁”内容的教学为例，笔者设计研发了项目化、综合性的STEM活动，要求学生动手做一个“电动机”。首先，笔者引导学生复习电磁相互作用原理，让学生认识到活动背后的支撑性理论。在此基础上，笔者引导学生认识电动机的组成，包括转子、定子、线圈等。为了丰富学生的感知，笔者引导学生借助身边的材料完成动手制作。其中，最为关键的是让学生动手制作线圈。在这个过程中，笔者引导学生重点对线圈的匝数、线圈的绕向、电池的设置等方面进行研究，这样做不仅整合了相关的科学知识、技术知识、工程知识，还有助于学生在动手实践的教学情境中训练动手能力，提升综合学习能力。

从上述课例可以看出，教师在设计STEM项目活动主题和内容时，要始终聚焦学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师。学生的科学STEM课程学习兴趣主要在两个方面：一是学生的外在性兴趣，二是学生的内在性兴趣。外在性兴趣主要依靠教师的情境创设；内在性兴趣则表现为学生对科学学科内容本身感兴趣，学生内心充满探索的欲望。

二、优化STEM项目活动过程

实施小学科学STEM项目活动，教师不仅要精心设计相关的主题、内容，更要合理安排STEM项目活动过程。传统的小学科学教学，学生的学习往往浮于表面。当下，小学科学教学不仅要培育学生的科学素养，更要培育学生的技术素养、工程素养、数学素养。在小学科学教学中，教师要引导学生对STEM项目活动内容进行精加工，从而促进学生的思维在STEM项目活动过程中不断进阶。

以“水果电池”内容的教学为例，在活动中，笔者不断地激发学生的创新思维，引导学生进行发散思考。笔者设计了具备引导性和启发性的问题：怎样增强小灯泡的亮度？水果电池应该怎样串联、并联？串联起来会怎样？怎样让两只小灯泡同时发光或者不发光？在此基础上，学生动手操作并进行验证。如此，学生的科学学习从简单复制走向自主创新，学生的科学思维从形象上升为抽象。可以说，该STEM项目活动训练了学生的科学思维，让学生用科学的眼光去发现问题、分析问题、解决问题。

STEM课程不是将科学、技术、工程和数学等学科的课程资源进行杂糅或简单叠加，而是要聚焦学生的科学思维，激发学生的科学想象，引导学生进行深度探究，在项目活动的全过程中将相关的科学、技术、工程、数学等相关资源进行整合、优化。STEM课程的开发与教学实践旨在提升学生的科学思维能力、探究能力、实践能力。

三、助推STEM项目活动延伸

STEM项目活动不仅可以在课堂教学时空之下进行，更可以超越课堂教学时空，向学生的课余、课外拓展延伸。在教师的引导下，学生不仅可以将教材相关内容进行综合化，还可以发掘生活中的相关资源、素材，对STEM项目活动内容进行拓展延伸。在STEM项目活动过程中，教师要鼓励学生突破原有的认知、思维，突破固化的设计，尤其要突破固有的习惯。要将科学知识的本质有机地渗透到STEM项目活动之中，从而让小学科学STEM项目活动成为实现科学学科育人目标的重要载体。

在教学过“热量”的相关内容之后，笔者安排了“做个保温杯”STEM项目活动，以期深化对“热”这一单元相关知识的认知，让学生将所学的知识进行更大范围的迁移、实践和应用。笔者首先引导学生探讨项目活动的驱动性问题：要从哪几个方面促进保温杯保温？在此基础上，学生自主设计实验方案，着力解决如“怎样减少热丧失、怎样减少热传导”等问题。学生开动脑筋，设计出了各种方案，如“将杯子用毛巾包起来”“给杯子加上一個盖子”“将杯子嵌入泡沫塑料之中”。在这些方案的基础上，笔者引导学生动手操作，并让学生分成若干小组开展对比试验，进而引导学生比较各自对杯子保温优化设计的效果。在此基础上，笔者组织学生从保温杯的材料、保温杯的设计、保温杯的单双层、保温杯的有无木塞等方面展开研讨。在STEM项目活动中，笔者还为学生提供了种类丰富的制作材料，进而让学生从材料的选择、保温的措施等方面进行动手操作。如此，学生在手脑联动的过程中完成了实践性的创造，思维、操作、实践、合作、创新等融为一体，促进了科学素养的全面发展。

教师在学生开展STEM项目活动的过程中，要精心地创设情境、创编问题、选择素材、设计活动，从而让STEM项目活动与科学学科教学融合。实践证明，贴合学生实际生活的STEM项目活动能有效地激发学生的学习兴趣，培养学生的实践操作能力，在科学STEM项目活动中，科学与STEM是相互交融、相互促进、相辅相成的，它们不是两条并行的平行线，而是相互交织在一起的一个坐标轴，是学生科学学习的主干脉络，是提升学生的学习能力与科学素养的重要载体。

［参考文献］

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［2］苏秀玲，田秀萍，范博，等.STEM教育国内研究综述[J].科学大众（科学教育），2017（07）.

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周祥皓   江苏省如皋市磨头镇磨头小学。