魏星

STEM教育作為一種新興的教育模式，在全國得到大力推廣。那么，什么是STEM？科學(xué)課中要如何通過項目式學(xué)習(xí)進行STEM探索和實踐呢？本文主要分析科學(xué)課中如何通過項目式學(xué)習(xí)進行STEM教育。

STEM教育是當(dāng)下一個炙手可熱的新名詞，作為新興的教育模式，在教育部的推薦下，引起了全國各級學(xué)校及課外機構(gòu)的研究熱潮。現(xiàn)如今，STEM有N種不同的表達，也被賦予不同側(cè)重點的附加意義。尤其是小學(xué)科學(xué)學(xué)科，從教育部到地方學(xué)校，都在大力提倡由科學(xué)學(xué)科作為STEM推廣的突破口，那么，什么是STEM？科學(xué)課中要如何進行STEM探索和實踐呢？

STEM是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫。STEM教育的提出，意味著它一定不同于分立的學(xué)科教育，而應(yīng)是通過某種方式將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)聯(lián)系在一起。因此，教育實踐時首先要考慮的就是如何實現(xiàn)“集成”與“融合”，如何在孤立的學(xué)科中建立一個橋梁，為學(xué)生提供整體認識世界的機會，使學(xué)生學(xué)習(xí)的零碎知識變成一個相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的整體，形成一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。經(jīng)過不斷的實踐，我校在科學(xué)課中以項目式學(xué)習(xí)為依托進行STEM教育獲得了突破。

一、科學(xué)課中應(yīng)該以項目式學(xué)習(xí)為依托進行STEM教育

項目式學(xué)習(xí)（簡稱PBL）是一種以學(xué)生為中心設(shè)計執(zhí)行項目的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，從而促進學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提高。在一定的時間內(nèi)，學(xué)生選擇、計劃、提出一個項目構(gòu)思，通過收集信息、獲取知識、探討方案，以此來解決具有現(xiàn)實意義的問題，或者提高解決這個問題需要用到現(xiàn)實生活中會用到的技能。

選擇合適的項目通常能在科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)方面滲透各種知識。項目式教育的特點及優(yōu)勢決定了它是非常適合作為我們STEM教育的模式。

二、以項目式學(xué)習(xí)為依托的科學(xué)課與傳統(tǒng)科學(xué)課的區(qū)別

現(xiàn)在就《我是鳥類學(xué)家》一課，對傳統(tǒng)教學(xué)模式和項目式學(xué)習(xí)進行比較。

“我是鳥類學(xué)家”是圍繞“動物和植物的形態(tài)特征是為了幫助他們在特定環(huán)境中生存繁衍?！边@一大綱來進行教學(xué)的。大綱很簡潔，只有這一句話，如果你是這位老師，你會怎么教這個知識點呢？

傳統(tǒng)教學(xué)模式通常會有這樣幾個步驟：

1.確定要研究哪一種動物或植物；

2.了解這個生物在形態(tài)上有什么特別之處；

3.這些形態(tài)特征是如何幫助該生物適應(yīng)環(huán)境；

4.最后讓學(xué)生用海報或者演講報告的形式把所學(xué)知識總結(jié)展示出來。

所以傳統(tǒng)式教學(xué)活動中，最后我們獲得的成果通常是一個非常漂亮的圖解海報，但并不能稱之為項目式學(xué)習(xí)。因為在這過程中，并沒有讓學(xué)生自主解決問題。雖然形式很漂亮，但本質(zhì)上依然是老師講學(xué)生記的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式。

再來說說如何把這堂課設(shè)計成項目式學(xué)習(xí)的。

首先老師給學(xué)生看了不同鳥類的照片，大家一起討論了這些鳥彼此之間的不同之處：有的喙很尖很長，有的喙則短平；有的腳上有蹼，有的則是犀利的爪子；有的羽毛顏色鮮艷，有的則顏色灰暗。

在討論完各種鳥的不同形態(tài)特征后，老師展示了這些鳥類的棲息地圖片，請學(xué)生根據(jù)不同鳥的形態(tài)特征來猜測一下它們各自的棲息地。學(xué)生們進行小組討論，寫下猜測結(jié)論和分析的理由。

討論結(jié)束后，全班分享各小組的結(jié)論，老師揭曉答案并講解其中的理由。

到目前為止，這堂課還和前面?zhèn)鹘y(tǒng)式教學(xué)方法大同小異，接下來老師就要正式引出這次項目式學(xué)習(xí)要解決的問題了：

如果你是一個鳥類學(xué)家，你在某個地方發(fā)現(xiàn)了一種未曾被發(fā)現(xiàn)過的鳥。請畫出這種鳥以及它的棲息地并為它命名。

我們來看一下這個問題，看起來是一個開放性的問題，乍一看似乎沒有對錯答案之分。其實在這個問題的背后，考察了這堂課所教的全部知識點。

從學(xué)生給這種新物種鳥類設(shè)計的形象和棲息地中，我們可以去觀察這個學(xué)生是否貫徹了“特定的形態(tài)特征幫助生物在環(huán)境中生存繁衍”這一思路。

除了給自己的鳥設(shè)計形象，學(xué)生還需要以鳥類學(xué)家的身份寫一篇“學(xué)術(shù)報告”，在文章中分析這種鳥類的各部分形態(tài)特征和環(huán)境之間的聯(lián)系，向世人匯報這一重大發(fā)現(xiàn)。

這樣一來，就算是在學(xué)生的畫中看不出端倪，也可以從他們寫的報告中考察他們是否掌握了所學(xué)的知識。

在設(shè)計自己“發(fā)現(xiàn)”的新鳥類時，學(xué)生可以上網(wǎng)查詢相關(guān)信息，或去圖書館借閱書籍查找資料。

這就是PBL活動中最為重要的精神之一：自主探索。

因為，在這個信息爆炸的時代，想要知道某個知識點變得很容易，在網(wǎng)上搜索一下能找到成千上萬的信息。在信息時代之前，老師的主要工作是教學(xué)生“什么是A”。但現(xiàn)在，學(xué)生自己就可以去網(wǎng)上查找、學(xué)習(xí)關(guān)于A的內(nèi)容。所以老師不僅要教“什么是A”，還要教“學(xué)了A有什么用、怎么用”。

在這個活動中，假扮鳥類學(xué)家的學(xué)生需要去解決一個虛擬的現(xiàn)實問題：驗證新物種和其棲息地之間的相互關(guān)系。光知道“什么是A”是不夠的，還需要知道怎么將學(xué)到的知識學(xué)以致用。

在一個PBL當(dāng)中，有幾個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：提出問題、規(guī)劃方案、解決問題和評價反思。老師在每個環(huán)節(jié)，都要為學(xué)生起到引導(dǎo)的作用，根據(jù)項目的主題不同、學(xué)生的表現(xiàn)不同不斷調(diào)整自己的教學(xué)計劃和項目的進行計劃。在和其他教學(xué)方法的對比中可以看到，教師在整個教學(xué)模型中，更像是學(xué)生學(xué)習(xí)的協(xié)助者，在較為松散的課程計劃中為學(xué)生提供大方向的輔導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成項目。

三、科學(xué)課中的STEM項目式教學(xué)設(shè)計過程

那么，科學(xué)課中應(yīng)該如何進行STEM項目設(shè)計呢？

（一）完成教學(xué)分析STEM教育作為一種新興的教育模式，在全國得到大力推廣。那么，什么是STEM？科學(xué)課中要如何通過項目式學(xué)習(xí)進行STEM探索和實踐呢？本文主要分析科學(xué)課中如何通過項目式學(xué)習(xí)進行STEM教育。

STEM教育是當(dāng)下一個炙手可熱的新名詞，作為新興的教育模式，在教育部的推薦下，引起了全國各級學(xué)校及課外機構(gòu)的研究熱潮?，F(xiàn)如今，STEM有N種不同的表達，也被賦予不同側(cè)重點的附加意義。尤其是小學(xué)科學(xué)學(xué)科，從教育部到地方學(xué)校，都在大力提倡由科學(xué)學(xué)科作為STEM推廣的突破口，那么，什么是STEM？科學(xué)課中要如何進行STEM探索和實踐呢？

STEM是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫。STEM教育的提出，意味著它一定不同于分立的學(xué)科教育，而應(yīng)是通過某種方式將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)聯(lián)系在一起。因此，教育實踐時首先要考慮的就是如何實現(xiàn)“集成”與“融合”，如何在孤立的學(xué)科中建立一個橋梁，為學(xué)生提供整體認識世界的機會，使學(xué)生學(xué)習(xí)的零碎知識變成一個相互聯(lián)系、相互統(tǒng)一的整體，形成一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。經(jīng)過不斷的實踐，我校在科學(xué)課中以項目式學(xué)習(xí)為依托進行STEM教育獲得了突破。

一、科學(xué)課中應(yīng)該以項目式學(xué)習(xí)為依托進行STEM教育

項目式學(xué)習(xí)（簡稱PBL）是一種以學(xué)生為中心設(shè)計執(zhí)行項目的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，從而促進學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提高。在一定的時間內(nèi)，學(xué)生選擇、計劃、提出一個項目構(gòu)思，通過收集信息、獲取知識、探討方案，以此來解決具有現(xiàn)實意義的問題，或者提高解決這個問題需要用到現(xiàn)實生活中會用到的技能。

選擇合適的項目通常能在科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)方面滲透各種知識。項目式教育的特點及優(yōu)勢決定了它是非常適合作為我們STEM教育的模式。

二、以項目式學(xué)習(xí)為依托的科學(xué)課與傳統(tǒng)科學(xué)課的區(qū)別

現(xiàn)在就《我是鳥類學(xué)家》一課，對傳統(tǒng)教學(xué)模式和項目式學(xué)習(xí)進行比較。

“我是鳥類學(xué)家”是圍繞“動物和植物的形態(tài)特征是為了幫助他們在特定環(huán)境中生存繁衍。”這一大綱來進行教學(xué)的。大綱很簡潔，只有這一句話，如果你是這位老師，你會怎么教這個知識點呢？

傳統(tǒng)教學(xué)模式通常會有這樣幾個步驟：

1.確定要研究哪一種動物或植物；

2.了解這個生物在形態(tài)上有什么特別之處；

3.這些形態(tài)特征是如何幫助該生物適應(yīng)環(huán)境；

4.最后讓學(xué)生用海報或者演講報告的形式把所學(xué)知識總結(jié)展示出來。

所以傳統(tǒng)式教學(xué)活動中，最后我們獲得的成果通常是一個非常漂亮的圖解海報，但并不能稱之為項目式學(xué)習(xí)。因為在這過程中，并沒有讓學(xué)生自主解決問題。雖然形式很漂亮，但本質(zhì)上依然是老師講學(xué)生記的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式。

再來說說如何把這堂課設(shè)計成項目式學(xué)習(xí)的。

首先老師給學(xué)生看了不同鳥類的照片，大家一起討論了這些鳥彼此之間的不同之處：有的喙很尖很長，有的喙則短平；有的腳上有蹼，有的則是犀利的爪子；有的羽毛顏色鮮艷，有的則顏色灰暗。

在討論完各種鳥的不同形態(tài)特征后，老師展示了這些鳥類的棲息地圖片，請學(xué)生根據(jù)不同鳥的形態(tài)特征來猜測一下它們各自的棲息地。學(xué)生們進行小組討論，寫下猜測結(jié)論和分析的理由。

討論結(jié)束后，全班分享各小組的結(jié)論，老師揭曉答案并講解其中的理由。

到目前為止，這堂課還和前面?zhèn)鹘y(tǒng)式教學(xué)方法大同小異，接下來老師就要正式引出這次項目式學(xué)習(xí)要解決的問題了：

如果你是一個鳥類學(xué)家，你在某個地方發(fā)現(xiàn)了一種未曾被發(fā)現(xiàn)過的鳥。請畫出這種鳥以及它的棲息地并為它命名。

我們來看一下這個問題，看起來是一個開放性的問題，乍一看似乎沒有對錯答案之分。其實在這個問題的背后，考察了這堂課所教的全部知識點。

從學(xué)生給這種新物種鳥類設(shè)計的形象和棲息地中，我們可以去觀察這個學(xué)生是否貫徹了“特定的形態(tài)特征幫助生物在環(huán)境中生存繁衍”這一思路。

除了給自己的鳥設(shè)計形象，學(xué)生還需要以鳥類學(xué)家的身份寫一篇“學(xué)術(shù)報告”，在文章中分析這種鳥類的各部分形態(tài)特征和環(huán)境之間的聯(lián)系，向世人匯報這一重大發(fā)現(xiàn)。

這樣一來，就算是在學(xué)生的畫中看不出端倪，也可以從他們寫的報告中考察他們是否掌握了所學(xué)的知識。

在設(shè)計自己“發(fā)現(xiàn)”的新鳥類時，學(xué)生可以上網(wǎng)查詢相關(guān)信息，或去圖書館借閱書籍查找資料。

這就是PBL活動中最為重要的精神之一：自主探索。

因為，在這個信息爆炸的時代，想要知道某個知識點變得很容易，在網(wǎng)上搜索一下能找到成千上萬的信息。在信息時代之前，老師的主要工作是教學(xué)生“什么是A”。但現(xiàn)在，學(xué)生自己就可以去網(wǎng)上查找、學(xué)習(xí)關(guān)于A的內(nèi)容。所以老師不僅要教“什么是A”，還要教“學(xué)了A有什么用、怎么用”。

在這個活動中，假扮鳥類學(xué)家的學(xué)生需要去解決一個虛擬的現(xiàn)實問題：驗證新物種和其棲息地之間的相互關(guān)系。光知道“什么是A”是不夠的，還需要知道怎么將學(xué)到的知識學(xué)以致用。

在一個PBL當(dāng)中，有幾個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：提出問題、規(guī)劃方案、解決問題和評價反思。老師在每個環(huán)節(jié)，都要為學(xué)生起到引導(dǎo)的作用，根據(jù)項目的主題不同、學(xué)生的表現(xiàn)不同不斷調(diào)整自己的教學(xué)計劃和項目的進行計劃。在和其他教學(xué)方法的對比中可以看到，教師在整個教學(xué)模型中，更像是學(xué)生學(xué)習(xí)的協(xié)助者，在較為松散的課程計劃中為學(xué)生提供大方向的輔導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成項目。

三、科學(xué)課中的STEM項目式教學(xué)設(shè)計過程

那么，科學(xué)課中應(yīng)該如何進行STEM項目設(shè)計呢？

（一）完成教學(xué)分析

在教學(xué)設(shè)計前期，教師需要對以下三個方面進行細致分析：

1.教學(xué)目標(biāo)

分析教學(xué)目標(biāo)可以更好地確定學(xué)習(xí)主題，確定課程的三維目標(biāo)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)特征

為了確保項目設(shè)計適合學(xué)生的能力與知識水平需要對學(xué)生的智力因素和非智力因素進行充分分析。

3.跨學(xué)科知識研究與結(jié)合

STEM教育強調(diào)學(xué)習(xí)要完成真實情境中的任務(wù)，通過對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入分析，明確所需學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容，尋找跨學(xué)科知識之間的關(guān)聯(lián)，突破跨學(xué)科教學(xué)的難點，把課程內(nèi)容有機結(jié)合起來。

（二）設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)是整個STEM教學(xué)設(shè)計模式的核心和立足點。STEM教學(xué)是基于現(xiàn)實情境的，需要學(xué)習(xí)者置身于真實的學(xué)習(xí)任務(wù)中。項目式教學(xué)更適合這種真實情境的教學(xué)設(shè)計，給學(xué)生發(fā)布現(xiàn)實情境任務(wù)，提出問題，讓學(xué)生們?nèi)ソ鉀Q，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有積極性，且完成任務(wù)后對日常生活也具有一定意義。

（三）工具與資源設(shè)計

適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的學(xué)習(xí)資源與工具是STEM教學(xué)設(shè)計必不可少的環(huán)節(jié)。教學(xué)前，老師應(yīng)該對教學(xué)中需要用到的設(shè)備、器材和各種信息化工具進行準(zhǔn)備。還應(yīng)該提供給學(xué)習(xí)便于自主進行項目式研究的學(xué)習(xí)資源方面。如可能用到的查閱資料的網(wǎng)站推薦，最新的相關(guān)本次項目式研究的必備科學(xué)知識，以及用于教學(xué)活動實施后進行強化練習(xí)的材料。

（四）設(shè)計學(xué)習(xí)活動

STEM學(xué)習(xí)活動設(shè)計，就是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境靈活選擇和設(shè)計學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生通過參與活動進行學(xué)習(xí)。不同教學(xué)模式在不同教學(xué)環(huán)節(jié)和程序安排上都有它的獨特性，合理地安排學(xué)習(xí)活動，對教學(xué)的完成度有著非常大的影響。

只有以有效的學(xué)習(xí)活動為中介，才能促進知識的內(nèi)化，真正地在提高學(xué)習(xí)效率的同時收獲豐厚的知識。

（五）學(xué)習(xí)評價設(shè)計

STEM教學(xué)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者解決實際問題的能力，與以往傳統(tǒng)的紙筆測試不同，它更加靈活多樣并關(guān)注學(xué)習(xí)者的真實能力。所以對學(xué)生的學(xué)習(xí)評價更加多元化，并不單單以最后的成品完成情況來進行打分評價，而是由學(xué)生本人、同伴、教師共同對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的態(tài)度、興趣、參與程度、任務(wù)完成情況以及學(xué)習(xí)過程中形成的作品等進行評估，得到一個全面、多元、有實際價值的評價。

（六）總結(jié)與強化練習(xí)

項目結(jié)束后需要適時進行教學(xué)總結(jié)，STEM教學(xué)關(guān)注現(xiàn)實問題，著力跨學(xué)科運用知識，因此更需要對涉及的知識進行總結(jié)，讓學(xué)生形成一定的知識體系和結(jié)構(gòu)。通常，教師可以獨立進行教學(xué)總結(jié)，也可以采取學(xué)生小組匯報的形式。

完成教學(xué)總結(jié)后，教師應(yīng)根據(jù)小組評價和自我評價結(jié)果，為學(xué)生設(shè)計一套可供選擇并有針對性的補充學(xué)習(xí)材料和強化練習(xí)。

（七）項目方案試用與改進

項目實施過程中，一方面要嚴(yán)格按照設(shè)計的方案實施，確保教學(xué)方案的執(zhí)行；另一方面，要根據(jù)現(xiàn)實教學(xué)條件和形成性評價的結(jié)果不斷修訂設(shè)計方案，保證靈活。

我們不斷地嘗試科學(xué)課中不同的教學(xué)手段和教學(xué)模式，相信在不遠的未來，我國學(xué)生的科學(xué)水平一定能夠獲得顯著的提高，期待我國的科技實力更上一層樓！

【作者單位：常熟國際學(xué)校 江蘇】