張利

一、問(wèn)題的提出

《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架》中提出：以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心。秉承著這樣的理念，我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐上都以“育人”為出發(fā)點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生“核心素養(yǎng)”為根本。

林崇德在《21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究》一書(shū)中提到：“單項(xiàng)的課程過(guò)于注重單一素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于全面素質(zhì)人才的培養(yǎng)，或者說(shuō)，當(dāng)下還缺乏培養(yǎng)綜合素養(yǎng)的課程。

基于此，我校以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，以STEM理念為指導(dǎo)，聚焦項(xiàng)目式主題活動(dòng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，注重學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升和創(chuàng)新能力的發(fā)展。我們的項(xiàng)目式主題活動(dòng)，是以生活中一些實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作、制作計(jì)劃、搜集資料、建造測(cè)試等環(huán)節(jié)的活動(dòng)，來(lái)解決生活問(wèn)題。項(xiàng)目式主題活動(dòng)，給了學(xué)生比課堂教學(xué)更廣闊的空間，更寬松的時(shí)間，更能展現(xiàn)各自不同特長(zhǎng)的機(jī)會(huì)，不僅促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，更是提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的有效方式。

基于以上的思考，我以自己設(shè)計(jì)的《“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽》一課為例，來(lái)分析如何利用項(xiàng)目式主題活動(dòng)來(lái)鍛煉并提升學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)。

二、以《“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽》為例，分析STEM課程創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)空間，點(diǎn)燃學(xué)生創(chuàng)造火花

（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容

本課基于STEM教育理念，在項(xiàng)目引領(lǐng)的方式下，通過(guò)挑戰(zhàn)賽形式，以“冰棍別化”為主題，解決生活中“冰棍易化”的實(shí)際問(wèn)題。本次挑戰(zhàn)賽以一般STEM活動(dòng)流程開(kāi)展，通過(guò)學(xué)習(xí)資料信息、設(shè)計(jì)、制作、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、展示推介、交流和評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，最終形成一個(gè)能有效減緩冰融化的保溫裝置。從冰棍易化問(wèn)題引入，通過(guò)學(xué)習(xí)了解生活中常見(jiàn)材料的特點(diǎn)等，進(jìn)而根據(jù)挑戰(zhàn)賽任務(wù)，設(shè)計(jì)自己的保溫裝置。

學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程就是解決實(shí)際問(wèn)題和完成實(shí)際項(xiàng)目的過(guò)程，問(wèn)題或項(xiàng)目構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的核心。學(xué)生在解決“冰棍別化”這個(gè)綜合問(wèn)題過(guò)程中，要積極地建構(gòu)知識(shí)，強(qiáng)化知識(shí)或遷移知識(shí);還要運(yùn)用工程設(shè)計(jì)能力、制作能力、協(xié)調(diào)能力、策劃能力、表達(dá)與交流能力等多方面能力。同時(shí)，以競(jìng)賽模式展開(kāi)的以小組為研發(fā)集體的模式，促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的建構(gòu)，讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的生活，獲得社會(huì)性成長(zhǎng)。在整個(gè)挑戰(zhàn)賽過(guò)程中，逐漸提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，樹(shù)立實(shí)事求是、堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神，在設(shè)計(jì)、建造、改造保溫裝置過(guò)程中，不斷提升創(chuàng)新能力。

（二）學(xué)習(xí)資源

1.學(xué)生用iPad：每組一個(gè)（里面存好上課用的資源包）。

2.制作材料：報(bào)紙、塑料袋、棉花、棉布、毛巾、泡沫塑料、氣泡膜、海綿、鋁薄紙、形狀、大小不同的紙盒、鐵盒、塑料盒、木盒及裝飾紙、裝飾帶、裝飾繩。

3.測(cè)試材料：相同量的裝好冰的冰袋、燒杯、量筒。

4.工具：剪刀、膠棒、雙面膠、寬膠帶、尺子、記錄單。

5.學(xué)習(xí)手冊(cè)：資源包學(xué)習(xí)單、挑戰(zhàn)賽規(guī)則、材料清單及設(shè)計(jì)單、挑戰(zhàn)賽評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)分單、作品展示單。

（三）主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與策略

【活動(dòng)一】出示情境，聚焦“冰棍別化”問(wèn)題

三年級(jí)一個(gè)學(xué)生暑假去燒烤，想帶冰棍解暑，但是冰棍放在車(chē)上一會(huì)就會(huì)化。他提出問(wèn)題：“制作一個(gè)怎樣的裝置才能讓冰棍別化呢？”

在真實(shí)的生活情境下，低年級(jí)學(xué)生的求助會(huì)引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的解決問(wèn)題的欲望，使學(xué)生快速聚焦到本活動(dòng)的主題上“冰棍別化”，為下一環(huán)節(jié)提出“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽具體任務(wù)做鋪墊。

【活動(dòng)二】明確挑戰(zhàn)賽任務(wù)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，形成挑戰(zhàn)流程

（1）直接公布本次挑戰(zhàn)任務(wù)

任務(wù)清晰、明確，促使學(xué)生很快了解任務(wù)目標(biāo)，盡快進(jìn)入任務(wù)流程。任務(wù)中學(xué)生需要運(yùn)用科學(xué)熱學(xué)知識(shí)，制作減緩冰融化的保溫裝置，并在一定溫度下進(jìn)行測(cè)試，這里面蘊(yùn)含著科學(xué)要素;學(xué)生對(duì)保溫裝置進(jìn)行測(cè)量和經(jīng)費(fèi)控制，蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)要素;同時(shí)學(xué)生還要調(diào)動(dòng)已有的技術(shù)與工程的手段來(lái)制作，可見(jiàn)整個(gè)任務(wù)的綜合性。本課正是基于STEM任務(wù)的真實(shí)性、綜合性，引領(lǐng)學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中提升綜合素養(yǎng)。

（2）商討確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

“怎樣評(píng)價(jià)一個(gè)保溫裝置的好壞呢？”學(xué)生商討后確定從“保溫效果、成本控制、裝置大小、方便使用等方面評(píng)價(jià)，并形成評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

【活動(dòng)三】頭腦風(fēng)暴，制訂計(jì)劃

明確了挑戰(zhàn)具體任務(wù)，并知道了評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)后，學(xué)生著手設(shè)計(jì)保溫裝置。

（1）利用iPad進(jìn)行學(xué)習(xí)，做好設(shè)計(jì)前的知識(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)科學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)、各種材料特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，初步思考保溫裝置的設(shè)計(jì)。

（2）進(jìn)入材料超市，觀察真實(shí)材料，進(jìn)行價(jià)格比較，選材。

（3）設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)中要標(biāo)清各部分、各層次材料;簡(jiǎn)單標(biāo)示保冰盒各部分作用;填寫(xiě)好選擇的材料清單及價(jià)格。我們從學(xué)生的設(shè)計(jì)中可以看到，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，學(xué)會(huì)了精打細(xì)算，有的組想以成本優(yōu)勢(shì)取勝，有的組想充分利用材料，以產(chǎn)品的效果優(yōu)勢(shì)取勝。

工程的核心是設(shè)計(jì)，在STEM活動(dòng)中，教師多種資源的支持和及時(shí)的引導(dǎo)，幫助學(xué)生做出合理設(shè)計(jì)，提升學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，同時(shí)在設(shè)計(jì)中蘊(yùn)含著創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

【活動(dòng)四】根據(jù)創(chuàng)意，制作保溫裝置，檢測(cè)保溫裝置的效果

（1）動(dòng)手制作

學(xué)生往往會(huì)急于制作，缺少計(jì)劃和分工。所以本環(huán)節(jié)教師要利用一些時(shí)間，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)制作工作進(jìn)行計(jì)劃，并對(duì)四人進(jìn)行合理分工，有序完成制作。

（2）嚴(yán)謹(jǐn)測(cè)試

對(duì)產(chǎn)品效果的測(cè)試要采用科學(xué)對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，保證測(cè)試的公平、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。恒溫箱提供恒定溫度為90攝氏度，冰塊的大小和重量要控制，同時(shí)利用量筒測(cè)量冰化成水的量。

從各組的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，他們的保溫裝置效果是較好的，有的組的冰只化了一點(diǎn)，學(xué)生很滿意。不過(guò)在與其他組比較過(guò)程中，看出了差距。除了保冰效果不同，材料成本也是有差距的。學(xué)生實(shí)事求是地完成了自評(píng)，在自評(píng)過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生反思。

學(xué)生能從材料選擇不當(dāng)、材料擺放層次不當(dāng)、密閉性不好、細(xì)節(jié)決定成敗、團(tuán)隊(duì)合作不利等多方面綜合分析產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)、制作、檢測(cè)、自評(píng)等活動(dòng)，學(xué)生反思能力得以發(fā)展，解決綜合性問(wèn)題的能力得到提升，科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度得以內(nèi)化。

【活動(dòng)五】推介分享，反思優(yōu)化

本活動(dòng)是在設(shè)計(jì)、制作、檢測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)保溫裝置產(chǎn)品進(jìn)行推介的活動(dòng)。旨在通過(guò)產(chǎn)品推介，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)社會(huì)性環(huán)境，體驗(yàn)一個(gè)產(chǎn)品的誕生不僅要考慮性能、成本，還需受眾接受與認(rèn)可。學(xué)生通過(guò)產(chǎn)品展示、宣傳，接受低年級(jí)學(xué)生的投票，完成產(chǎn)品的最終評(píng)分，同時(shí)，通過(guò)整個(gè)挑戰(zhàn)賽完成過(guò)程的分享與反思，總結(jié)收獲與不足，獲得產(chǎn)品改進(jìn)的思考、科學(xué)知識(shí)的鞏固、科學(xué)素養(yǎng)的提升，完整經(jīng)歷STEM活動(dòng)過(guò)程，提升創(chuàng)新、實(shí)踐能力，提升解決問(wèn)題的能力。

（1）產(chǎn)品推介籌備中

面對(duì)即將開(kāi)始的產(chǎn)品推介活動(dòng)，學(xué)生充滿了期待和熱情。他們積極地參與，策劃推介方式，創(chuàng)意海報(bào)，排練宣傳語(yǔ)等。同時(shí)還美化產(chǎn)品，增強(qiáng)了藝術(shù)性。

（2）產(chǎn)品推介，受眾評(píng)分

各組分別展示產(chǎn)品后，接受三年級(jí)學(xué)生評(píng)分。選出你最喜歡的一組產(chǎn)品投出手中星，貼在各組展板上。同時(shí)用簡(jiǎn)短的表述，告訴得星的組你選他產(chǎn)品的理由。最后各組核算出總分，選出優(yōu)勝組。

推介活動(dòng)中學(xué)生能了解其他組的創(chuàng)意、思考和活動(dòng)過(guò)程。既是展示，又是學(xué)習(xí)的過(guò)程。同時(shí)，在展示過(guò)程中，學(xué)生深深地體會(huì)到產(chǎn)品的效果、溝通的親和力、宣傳的感染力等都會(huì)影響到受眾對(duì)產(chǎn)品的喜愛(ài)，他們的策劃、表達(dá)、協(xié)調(diào)等能力得以提升。

（3）反思優(yōu)化

我們通過(guò)反思樹(shù)的方式將學(xué)生的收獲與不足保留了下來(lái)。學(xué)生從團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)知識(shí)的掌握、設(shè)計(jì)的合理、制作的精細(xì)等很多方面深入反思了本次活動(dòng)。從學(xué)生的分享中能體會(huì)到學(xué)生在STEM項(xiàng)目式主題活動(dòng)中的收獲很多，也能感受到這個(gè)活動(dòng)已不僅僅是幾節(jié)課，也不僅僅是一次比賽，學(xué)生已經(jīng)將自己置身于這項(xiàng)任務(wù)中，融于團(tuán)體中，在不斷的評(píng)價(jià)、反思中得到了內(nèi)心的成長(zhǎng)。挑戰(zhàn)賽雖已結(jié)束，但反思不停止，優(yōu)化不停歇，迭代產(chǎn)品出現(xiàn)了。我想，這就是STEM課程的魅力！

三、教學(xué)效果與反思

（一）基于STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生實(shí)際問(wèn)題解決能力及創(chuàng)新能力

本活動(dòng)以“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽為主題，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)資源包學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)、制作一個(gè)能有效減緩冰融化的保溫裝置。在挑戰(zhàn)任務(wù)過(guò)程中，學(xué)生需要調(diào)動(dòng)多方面的能力與知識(shí)，綜合眾多因素，團(tuán)結(jié)本組同學(xué)，共同解決問(wèn)題。整個(gè)主題活動(dòng)以STEM理念為指導(dǎo)，體現(xiàn)了任務(wù)的綜合性、有趣性，活動(dòng)中提高了學(xué)生動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力，聚焦綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)。學(xué)生在做中體驗(yàn)成功與快樂(lè)！

（二）以挑戰(zhàn)賽方式推進(jìn)STEM活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生參與項(xiàng)目的積極性，幫助學(xué)生持續(xù)保持興趣

挑戰(zhàn)賽這種競(jìng)賽方式，是學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的學(xué)習(xí)方式。從小組合作方式來(lái)說(shuō)，可以促進(jìn)小組的團(tuán)結(jié)，促使成員間通過(guò)共同的競(jìng)賽目標(biāo)形成更好的凝聚力。從活動(dòng)形式來(lái)看，新穎、活潑、輕松的氛圍，使學(xué)生保持了課上及課下的較高興趣。同時(shí)，競(jìng)賽方式將對(duì)作品的評(píng)價(jià)很自然地融入活動(dòng)中。“冰棍別化”挑戰(zhàn)賽也將成為我校STEM課程本土化的成果之一，成為有學(xué)校特色的STEM競(jìng)賽活動(dòng)。

（三）形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)及他人評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式相結(jié)合

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品各方面的自我評(píng)分和他人評(píng)分，形成學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的全面認(rèn)識(shí)，促進(jìn)對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)。通過(guò)教師形成性評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生在活動(dòng)中的難點(diǎn)，及時(shí)給予指導(dǎo)，有效提高課堂效率，將課堂與真實(shí)的社會(huì)相聯(lián)系，完整體會(huì)創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程。

綜上所述，基于STEM理念，通過(guò)項(xiàng)目式主題活動(dòng)，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，學(xué)生在解決生活問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)習(xí)各方面知識(shí)，調(diào)動(dòng)多種能力，全身心地投入活動(dòng)中，各展所長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，STEM活動(dòng)是媒介，因?yàn)橛辛怂瑢W(xué)生有機(jī)會(huì)參與解決生活實(shí)際問(wèn)題;因?yàn)橛辛怂?，學(xué)生可以將科學(xué)課學(xué)來(lái)的知識(shí)真正應(yīng)用在生活里;因?yàn)橛辛怂瑢W(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、繪圖能力、策劃能力、合作能力等都能得以發(fā)揮和發(fā)展;因?yàn)橛辛怂瑢W(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力得以提高，綜合素養(yǎng)得以提升！

參考文獻(xiàn)：

[1]林崇德.21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究[M].北京師范大學(xué)出版社，2016-03-01：274.

[2]余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海教育出版社， 2017-07-01：276.

編輯 趙飛飛