小学科学项目化学习实施策略

　　STEM教育是以科学与工程问题为主导，创造一个解决问题的平台，使学生经历一系列具有一定综合性、关联性的学习过程，从而提高学生对科学技术应用能力的一种教学手段。目前，STEM学习理念已经被越来越多地应用于中小学的各个学科，并起到了良好的效果。小学科学的学习更是被STEM研究者所关注，在提倡项目化学习的科学教学中，融入STEM理念，以项目达成为目标，以学科交叉知识融合为手段，历经对一项科学或工程任务的研究过程，使科学的学习更加综合化和系统化，有助于激发学生学习兴趣和提升综合素养。STEM理念的核心，体现在它强调通过某种方式将科学、技术、工程和数学等原本孤立的学科有机地融合在一起。而项目化的学习方式，恰好在这些孤立的学科中建立了一个纽带，让学生充分运用自己的知识储备和学习能力去完成一项选定的研究主题，使其经历一种深度思考和认知事物的过程，让原先零散的知识变成相互关联、渗透、统一的有机整体，从而形成一种跨学科的学习方法和能力，大大有助于提高学生的综合素养。因此，在小学科学教学中选择可操作性的内容，研究实施具有“学科融合”特色科学学习方法，对新形势下的科学教学改革和提升学生科学素养有极其重要的意义。

　　一、项目化学习主题的选择要凸显“综合性”特点

　　STEM要求学生在学习时调动与学习与解决这个问题相关的所有知识，这些知识可能处在不同的领域，还可能包括更深的科学原理，它们的关联性即指向我们需要解决的问题。因此，在引导学生开展项目化学习主题的选择(包括情境设计和驱动问题的设置)方面，要考虑内容的综合性，甚至要对教材内容进行重构。例如教科版五年级上册《做一个生态瓶》，涵盖了生物的生存特征、生态系统等生命科学领域的知识，生态瓶的选择、制作与优化等物质科学和工程设计方面的知识、生物数量的有效控制等数学知识，具有明显的综合性特点，可以直接作为项目化学习的内容。四年级下册《电路》单元，可以按照教材内容，整合设计一个《电子地震预警仪》研究主题，让学生充分利挖掘生活经验，利用所学电学知识，设计、制作并运用自己的电子预警设备，体现出学科间知识的交叉融合。

　　二、项目化学习过程的实施要“双线并进”

　　STEM强调工程设计思维理念，即从某一确定的主题出发，让学生综合运用多学科知识参与到某一项目、问题的解决中，从而构建完整的体系化的知识网络。在这个过程中，既要完成既定的目标任务，又要体凸显出学生的拓展创新层面的内容。因此，在项目化学习中，以目标任务达成为主线，拓展创新思路的为暗线进行呈现，有利于学生形成跨学科或交叉学科的综合素养，也有利于实践创新素养的形成。1.以目标任务和活动的形式展开学习，指向项目目标的完成。工程设计的一般思路是：从生活情境、发现问题、科学探究、技术设计、方案优化、测试及制作、表达与交流、逐步展开，它是结合具体项目内容并以任务的形式而呈现的。将一项主题分解为几个任务，每个任务下面分成几个活动，通过一个个的活动，逐一完成目标，最终实现主题目标的达成。例如，在《制作电动小飞机》的项目中，可以将本项目分解为三个任务：“飞机为什么能飞起来?”“你能自己做一个小电动飞机吗?”“谁的电动飞机飞的最棒?”分别对应对飞机飞行原理的了解(科学探究)、电动小飞机的设计(工程技术设计)、产品的优化与改进(方案优化、表达交流)。第一个任务，可以将其分解成两个小活动：“认识飞机的组成部分”“了解飞机的飞行原理”。第二个任务，可以分为电动飞机的设计和制作两个活动，第三个任务可分为电动飞机飞行竞赛和给电动飞机编写说明书两个活动。学生通过收集资料和交流讨论，对飞机的飞行原理逐步展开研究，并用所获得的知识指导飞机的设计，进一步动手组装完成自己的飞机，再进行测试改进，并对整个过程的经验进行总结提升，以“说明书”的形式呈现出来。这样，从问题的提出到解决，学生通过多种方式，融合多学科知识，达成了目标。2.从产品测试改进和知识迁移运用的维度，提升学生的创造力。①产品的测试是工程设计的重要步骤，一方面可以对自己所设计的产品进行优化完善，另一方面，在优化过程中，由于指向更高的产品性能要求，学生很容易产生创造性思维的火花，并将尝试运用于自己的作品中。例如，在《电子地震预警仪》项目中，学生设计的钟摆式电子预警仪灵敏度不够高的情况下，很容易去思考运用其它方式(如电子传感器等)去设计新的产品。进而将本项目进行拓展延伸，进一步打造更为精准的地震预警仪。不仅增强了学生的探究欲，并可以以之为驱动，促进学生持续研究和创新能力的形成。②对于小学生而言，将自己设计制作的产品给父母朋友展示是能够激发探知欲和创新潜能的最好方式。因此，可以在项目结束后，组织亲子展示活动，使其脱离项目主题的束缚，进一步发挥自由想象和设计的空间，去充实完善自己的作品。另外，也可以在家人的帮助下，用在本项目学习中的经验和收获，将知识与技能迁移到另一种产品的设计制作中，也有助于学生对知识的灵活应用和创造力的培养。通过大量如此形式的问题解决，学生在实践中不断发现问题、解决问题，不断实现创新，最终形成实践创新素养。

　　三、项目化学习评价的方式要力求多元化

　　STEM强调评价方式的多元化，既有形成性评价，还要有过程性评价。在项目化学习中，不仅应该记录学生完成了什么项目，有怎样的项目成果，更要记录学生是如何去完成一项任务的。典型的项目化学习评价不仅关注制作的作品、完成的成果等学习结果，而且还关注这些学习结果得以产生的过程，包括如何选定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流和活动评价等。在评价主题方面，既要有教师的评价，也要有学生互评。只有如此，才能真正体现出评价方式的多元化和交叉融合。总之，在项目化学习中，教师应尽可能地挖掘综合性素材，为学生创造更多的真实情境和场景，打破学生学科壁垒，在一系列项目中让学生感受知识的交叉融合带给他们的成功和愉悦，进一步提升学生科学素养和创新素养，为未来解决更复杂的跨学科真实问题奠定良好的基础。

　　作者：吴兴

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