基于项目化学习理念，探寻STEM课程开发实施路径

周婷

江苏省溧阳市梅园小学

围绕“项目式学习视域下小学STEM课程”这一项目大主题，分别以“项目式学习视域下小学STEM 课程目标的确立”“项目式学习视域下小学STEM课程内容组织”“项目式学习视域下小学STEM课程实施程序”“项目式学习视域下小学STEM课程评价”等多个小的主题研究探讨实施，结合具体课例的教学实践与探索：

1.研究项目式学习视域下小学STEM 课程目标的确立

首先，基于项目式学习的小学 STEM 课程目标确立要依据学生发展需求、社会生活实际以及学科体系发展；其次，在课程目标确立过程中，要综合利用系统性原则进行结构优化；利用具体性原则规范目标表述；利用层次性原则推进目标递进；最后，基于上述目标确立依据与原则，从知识融通与实践应用、系统设计与问题解决、创意物化与交流表达、文化体验与价值认同、科学态度与责任担当等方面构建课程目标框架。例如《做个铅笔加长器》，先让学生在记录单上书写，发现铅笔有些短不方便书写，如果扔掉铅笔又有些浪费，如何解决呢？于是乎学生提出了可以把铅笔变长，给它做个加长器。在制作的过程中，有的学生知道了平时自己浪费了许多的铅笔，有的学生则是认为自己现在做的小小工程师的工作很有意义，长大要和工程师一样为社会做更多有意义的事情。因此本节课的项目学习目标就是围绕“制作铅笔加长器”让一年级的学生们体验工程师的角色，完成铅笔加长器的制作与改进，感受科技发展带来的生活便利，帮助学生树立正确价值观和远大理想。

2.研究项目式学习视域下小学STEM课程内容组织

从课程内容标准、组织逻辑以及 STEM 课程选择范围等方面组织基于项目式学习的小学 STEM 课程内容。基于项目式学习的小学 STEM 课程内容主要依据《义务教育小学科学课程标准》、《全日制义务教育数学课程标准》、《中小学信息技术课程标准》以及课程目标等，遵循以项目活动为载体，以概念性知识为统整，以核心知识网为主体、以工程思维为切入点、以设计创造为抓手的课程组织逻辑，从而选取适合小学生发展阶段的 STEM 课程项目活动。例如，公开课《颜色变变变》，教学内容选取原先的老版《科学》教材，对其中的内容进行改编，从而开展项目式的学习主题：制作酸碱指示剂和指示卡。学生首先是利用生活中常见的蔬菜紫甘蓝，将它榨汁后，遇到酸碱性的物质会有不同的显色反应：遇到酸会变红，遇到碱会变蓝。学生在完成酸碱指示剂的制作后，就又有学生发现了问题，这么大一杯指示剂随身带着会容易翻掉，是否能让它便于携带呢？有部分学生思维会因为看到的液体的酸碱指示剂思维定式，想到用瓶子将指示剂装起来，这是老师就可以引导出酸碱指示卡，将液态的指示剂改进为固态的指示卡。学生将围绕新的内容进行思考讨论，如何利用紫甘蓝汁制作酸碱指示卡。学生在问题的驱动下，教师及时的引导下，严谨探究并完成指示卡的制作，借助过滤纸，将吸满紫甘蓝汁水的过滤纸用吹风机吹干，再将制作的指示剂和指示卡检测酸碱性物质，发现显色效果几乎一致。但是在显色的过程中，有的颜色会有深浅之分，尤其是在用液体的指示剂时，在显色反应后，还有一次颜色的变化，这又是为什么呢？在学生的探究疑惑中，这部分问题可作为下一课时的教学内容，继续开展项目化的学习。

3.研究项目式学习视域下小学STEM课程实施程序

基于项目式学习流程对小学 STEM 课程实施程序进行设计，主要包括确定项目主题内容、提出驱动性问题、制定项目学习计划、提供相适应的学习支架、聚焦核心概念活动探究、项目化学习成果展示以及教学评价与反思等环节。

（1）确定项目主题内容

在进行基于项目式学习的小学 STEM 课程项目内容选定过程中，教师首先需要了解学生的兴趣爱好，其次再依据国家课程标准对学生感兴趣的内容进行筛选、归纳与整理，为学生提供项目学习主题内容。与此同时，教师在进行项目内容选择的过程中还需注意学生身心发展特点、已有学习经验以及认知发展水平等方面，以确保 STEM 课程项目内容的可行性与可操作性，而不致于 STEM 课程流于形式。总而言之，STEM 课程项目内容不仅要体现课程教学目标，还要注意联系学生的实际生活经验，激发学生的积极主动探究性。此外，项目内容还需具有一定的教育价值，以正确的核心价值观念为引领，帮助学生形成积极的世界观、人生观以及价值观。为此，在确定 STEM 项目主题内容时应遵循以下几个原则：一是学生自主发展性原则。小学生在进行基于项目式学习的 STEM 课程探究活动时，教师应该在把握大方向的前提下，尊重学生的学习兴趣，鼓励学生独立思考、合作探究，充分发挥学生的主观能动性，让学生在活动探究过程中，通过完成具有挑战性的任务，掌握 STEM 课程相关知识技能，从而促进学生高阶思维发展以及 STEM 素养提升。二是联系现实生活性原则。 教师在选定小学 STEM 课程项目内容时，还需要注意与现实世界生活相联系，让学生在项目探究活动过程中，认识社会、了解社会、关注社会，提高学生核心概念知识情境迁移能力，以做好应对未来现实生活的准备。三是项目可操作性原则。教师在确定基于项目式学习的 STEM 课程主题内容时，应充分考虑到学生兴趣爱好、已有学习经验与现有认知发展水平，以及学校现有教学条件、教学资源等要素，一方面使 STEM 课程内容符合现阶段教学要求，另一方面确保 STEM 项目教学切实落地。例如，执教《拧螺丝》这一课时，确定大主题为拧螺丝，然后再分成三个小主题进行教学。首先给了学生一个凳子，但是凳子的腿歪了，坏掉了，于是学生就提出今天我们要修理这个凳子。在教师给出的修理材料中只有吸管、棉线、螺丝、胶带，学生在通过尝试后，选择用螺丝来修理完善凳子，从而本节课的主题就是拧螺丝。在学生拧螺丝的过程中，提供不配套的螺丝刀，学生便能够发现螺丝有不同的类型，需要搭配不同的螺丝刀才可以顺利的拧螺丝。学生在拧螺丝过程中除了会发现螺丝帽有一字型、十字型外，还能观察到螺丝杆也是有长短之分的，螺丝尾也是有的尖尖、有的平平。学生在拧最后一颗螺丝时，发现根本无法固定住，学生在对螺丝已经有一定了解的基础上，原本以为会很快固定好板凳面，但是在动手的过程中，教师“故意为难”学生，只给学生螺丝却不给螺母，使学生发现问题的基础上，进一步引导学生思考，如何才能固定凳子面。虽然有些学生不能直接说出使用螺母，但是也能给出其他的解决办法。此时，教师再给出螺母这个物体，让学生再次体验拧螺丝，将板凳修好。学生不断地体验中，加深对螺丝的认识，学会使用螺丝，从而完成本节课的教学内容与目标。

（2）提出驱动性的问题

一个好的驱动性问题能够引发学习者的学习兴趣，使其积极主动地投入项目探究活动中；也能够有效激发学习者的学习内驱力，同时为学生提供一个多角度、多维度的活动探究空间。那么，在基于项目式学习的 STEM 课程活动中，教师应如何设计并提出驱动性问题呢？首先，驱动性问题应注重将具体知识点上升为更本质的核心概念问题。

（3）制定项目学习计划

教师提出驱动性问题之后，每个项目小组需要制定一个周密合理的项目实施计划。项目计划是整个项目教学活动的核心组成部分，计划是否完整详细，在一定程度上决定着项目教育教学质量。从学生个人发展角度来看，在基于项目式学习的 STEM 课程学习中，学生在教师指导与小组成员协助下共同制定项目小组活动计划，能够有助于项目小组其余成员明确学习目标、学习任务，同时在一定程度上能够帮助学生养成良好的学习习惯。例如《防震高塔》这课中，将制定如下的计划：

项目流程计划

一是收集防震建筑物资料：通过教师提供的视频讲解以及相关文献书籍，全面收集有关防震建筑物相关视频与文本资料。

二是整理防震建筑物资料：根据收集的相关资料，依据资料类别进行整理划分，如视频、文本、图片等资料。

三是制作防震高塔：通过前期的资料收集与整理，了解防震建筑物设计原理，并利用教师所提供的建筑材料，小组成员协作完成防震高塔的设计与制作。

四是作品展示和评价：指派一名小组代表对作品进行汇报展示，阐述作品的设计亮点、设计步骤、制作过程以及防震效果，同时教师对小组作品进行有效评价。

（4）提供适当学习支架

基于项目式学习的小学 STEM 课程开发还需要为学生提供多种类型的学习支架。依据学生在项目探究过程中的各种需要为其提供相适应的学习支架，以帮助学生有效解决问题、制作项目作品以及评价学习成果。例如，学生在研究制作浮力秤时，教师会提供结构性的材料，帮助学生一步步解决遇到的困境，首先教师提供塑料杯、20g钩码、5g螺母、记号笔、装水的水槽，学生根据材料自主选择进行初次尝试做个简易的浮力秤。但是通过全班的交流分享，发现大家的浮力秤测量同一物体时的数值有很大的不同，于是大家便开始交流，哪个浮力秤制作的是正确的，浮力秤的制作要符合什么样的原则，当大家标准出现分歧时，教师在通过提问，小物体在水中应该是什么样的状态才可以？帮助学生聚焦思考浮力秤的原理，在教师指出核心问题后，学生就能很快联系生活经验和已有的知识解决这一问题。但是在学生在掌握了原理后，学生再次尝试后，变又能发现浮力秤的不足，无法竖直标记水位。有的学生知道解决这个问题可以通过个浮力秤增加一点重量来解决，但有的学生则没有头绪，此时教师便可以再次给学生提供一些选择性的材料：线、石头、沙子、胶带、钩码，问问学生你要选择哪些材料，如何使用这些材料？从而帮助学生搭建思维的支架。当学生解决浮力秤竖直的问题后，就又会遇到新的麻烦，因为采用的沙子进行配重，所以每次称不同的重物时，会有沙子别重物带出来，影响浮力称的准确性。对于没有想法的学生，教师会给出另外的材料，提示学生，你觉得这个材料可以解决这个问题吗？那要如何使用这个材料呢，请学生思考设计。每次在学生的思维断层或者遇到困难时，教师可以通过提供结构性材料，帮助学生搭建思维支架，在交流讨论与动手尝试中，解决问题。

（5）聚焦核心活动探究

核心概念指的是具有广泛普适性的一般科学原理、原则和概念。开展基于项目式学习的小学 STEM 课程教学时，需要依据学生已有学习经验和认知发展特征，设计基于学科核心概念知识的学习进阶活动。在此指导原则之上，教师在设计课程单元教学活动时，要注意以学科核心概念为逻辑主线，以工程实践活动为抓手，让学生在项目活动探究的过程中获得科学、技术、工程和数学等学科知识，初步掌握科学技术和工程实践能力，从而有效地促进学生认知发展水平，帮助学生构建认知结构体系，提高新知识运用与迁移能力。

（6）展示项目学习成果

基于项目式的课程学习和其他类型的课程学习（如问题导向型教学、探究型教学、基于工程设计型教学）其区别在于，项目式学习最终是要形成公开的有质量的学习成果，并在各项目小组群体中进行展示交流。因此，学生在准备展示学习成果之前，教师需先帮助学生了解并掌握一些简单的展示技术和方式，使他们能够自主地选择合适的交流手段，从而促使学生能够形象、生动地汇报出本项目小组的学习成果。

（7）教学评价反思改进

完整的课程教学活动不仅包含对学生知识技能的教授，还包含对整个课程教学实践、学生学习成果的评价，以此引发教师、学生更深层次的教学反思与学习思考。

首先，教学评估要指向课程教学目标。STEM 课程教学评估应遵循课程教学目标、教学实践、学习成果、教学评价的内在一致性，通过采用过程性评价与结果性评价相结合的方式综合考查学生实践活动，其评估标准应最终指向课程教学目标。其次，教学评估要注意贯穿教学活动始终，具有逆向设计特点。教师在确定项目主题内容和提出驱动性问题之后，就需考虑教学评估设计，使其贯穿于整个教学实践活动之中。在实施课程教学的时候，评价从提出问题时就已经开始了，坚持做到教学评相结合。最后，制定统一、规范的评价量规。在学业评价中，评价量规可以算得上适用范围最广泛的一种评价工具了。不管是对学生学习过程还是学习结果的评价，评价量规都是不可缺少的重要评价手段。一个好的评价量规能够通过所制定的学业表现等级标准，给学生进行实践探究活动提供充分的指导，让学生依据评价量规清楚需要达到什么样的水平才算是优秀等级以及最低等级要求，从而引导学生不断思考，进行更深层次地创造发明。

4.研究项目式学习视域下小学STEM课程评价

主要从评价理念、评价方法以及评价内容三个方面具体阐述基于项目式学习的小学 STEM 课程评价体系。首先，基于项目式学习的小学 STEM 课程评价要注重知识为本向以人为本的转变、形成性评价与终结性评价相结合以及评价主体的多元化等；其次，在评价方式上，综合应用各种评价方法，通过利用及时评价调整课堂内容，利用观察评价真实记录学生学业表现以及利用评价量规科学评定学生学业等级。同时，依据课程实施序列，对各阶段的实践活动进行客观公正地评价。例如公开课《小小空气炮》，注重教学评的一体化，在学生制作空气炮的时候，给出具体的评价标准和评级等级，在学生展示空气炮时给出评价的内容与评价的标准，学生自评与互评。在整节课的过程中，教师也及时的为学生的变现与反馈做出评价，在黑板上设立小组大比拼的表格，比比哪个小组的表现得到的星星最多。整节课中既有师生间的评价，也有生生间的评价。