摘要：STEAM教育本土化課程符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)在要求，與學(xué)科的綜合性、實(shí)踐性高度契合。水車不僅凝聚了我國(guó)古人的智慧，而且充滿了厚重的歷史文化，體現(xiàn)了中華民族偉大的創(chuàng)造力，充滿中國(guó)味，富有本土氣息。開(kāi)展“水車車水”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，既能激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，在活動(dòng)中培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)，又能滲透德育內(nèi)容和激發(fā)其民族自豪感。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐探究" 小學(xué)科學(xué)" 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)" STEAM教育本土化

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐探究的理論指導(dǎo)

何謂STEAM教育？它是以科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、藝術(shù)（art）和數(shù)學(xué)（mathematics）為主的集成和融合。它打破了傳統(tǒng)意義上的學(xué)科分類，強(qiáng)調(diào)以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體，給學(xué)生更多貫通和持續(xù)發(fā)展的可能性。

管理學(xué)大師湯姆·彼得斯說(shuō)過(guò)，隨著社會(huì)的發(fā)展，多達(dá)50%的工作都是以項(xiàng)目的形式進(jìn)行的。那么項(xiàng)目式學(xué)習(xí)呢？它是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，建立在建構(gòu)主義和情境學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上。它關(guān)注學(xué)生的自主發(fā)展，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。它要求學(xué)生積極地收集信息、獲取知識(shí)、探討方案，真正做到學(xué)以致用，以此解決具有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題。

STEAM教育雖源于美國(guó)，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但我們必須本著“拿來(lái)主義”的原則。在實(shí)踐過(guò)程中去粗存精，去偽存真，創(chuàng)造運(yùn)用，將STEAM教育理念引入本地區(qū)、本校，與區(qū)域性歷史文化相結(jié)合，與學(xué)生的實(shí)際情況相結(jié)合，探究出學(xué)科融合的有效方法，研發(fā)出適合本地學(xué)生學(xué)情的校本課程。這種STEAM教育本土化理念正是我們開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和實(shí)踐探究的理論指導(dǎo)。

二、“水車車水”項(xiàng)目的本土氣息

“水車車水”是STEAM教育本土化的典型項(xiàng)目。水車，又稱孔明車。相傳，漢靈帝時(shí)畢嵐造出雛形，經(jīng)三國(guó)時(shí)孔明改造完善后在蜀國(guó)推廣使用，隋唐時(shí)廣泛用于農(nóng)業(yè)灌溉，已有1700余年歷史。時(shí)至今日，我國(guó)有的農(nóng)村、景點(diǎn)以及博物館仍能看到水車在被使用。

常見(jiàn)的水車有龍骨水車、筒車等不同形態(tài)，本文選擇以筒車為課例。借此開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，既能激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，在活動(dòng)中培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)，又能滲透德育內(nèi)容和激發(fā)其民族自豪感。

三、“水車車水”項(xiàng)目的實(shí)踐探究

（一）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，啟發(fā)學(xué)生思考

如果時(shí)光可以倒流，那么筆者將帶領(lǐng)學(xué)生穿越到古代，一起經(jīng)歷筒車從無(wú)到有、從有到新的發(fā)明和改進(jìn)過(guò)程，學(xué)生一定興趣濃厚、收獲頗豐、感慨良多。為了幫助學(xué)生如同真實(shí)般地走進(jìn)特定的生活情境，我們事先排練了一場(chǎng)舞臺(tái)劇《青苗飲水》，并在全班學(xué)生面前進(jìn)行表演，臺(tái)詞片段如下。

生1（飾農(nóng)夫）：鋤禾日當(dāng)午，汗滴禾下土。唉……看看這禾苗，快要渴死了！老天啊，你快睜開(kāi)眼睛吧！

生2（飾村長(zhǎng)）：光靠肩膀挑，扛不住??！能不能發(fā)明一種工具，把這5米高的陡坡下方的河水提上來(lái)呀？

生1（飾農(nóng)夫）：聽(tīng)說(shuō)村東頭的“智多星”有辦法。走，我們一起去找他！

（他們剛到智多星家的大門外，就聽(tīng)見(jiàn)屋內(nèi)傳出“叮叮當(dāng)當(dāng)”的打鐵聲）

這時(shí)，筆者按下了“暫停鍵”，并說(shuō)道：“同學(xué)們，如果你就是‘智多星’，你就生活在隋朝，你有什么辦法幫助村民們解決陡坡‘提水’問(wèn)題？同學(xué)們分組討論，集思廣益?！庇械恼f(shuō)，發(fā)明電動(dòng)水泵（這種說(shuō)法明顯不符合當(dāng)時(shí)的科技水平）；有的說(shuō)，集資買龍骨水車（這種水車三國(guó)時(shí)就在推廣使用，當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)上完全能買到，可坡又高又陡，且費(fèi)人力不適合）；等等。

舞臺(tái)劇繼續(xù)。通過(guò)劇情的呈現(xiàn)，臺(tái)下的學(xué)生恍然大悟。原來(lái)“智多星”正在制作一款叫“筒車”的神器。這時(shí)，我因勢(shì)利導(dǎo)，提出道：“那么，我們能否也利用工具箱中的材料制作筒車模型呢？”（學(xué)生們小組合作，開(kāi)始思考如何制作筒車簡(jiǎn)易模型）

（二）學(xué)習(xí)背景知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生探究

工欲善其事，必先利其器。學(xué)生在分組制作之前，學(xué)習(xí)背景知識(shí)是準(zhǔn)備階段，也是必不可少的重要環(huán)節(jié)。筒車模型的制作涉及科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)以及數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，是各學(xué)科的集成和融合。

為方便學(xué)生觀察、思考、探究，我先播放《黃河上唯一的大水車》《桂林農(nóng)田邊的筒車》等正在使用中的筒車視頻，讓學(xué)生直觀地感知筒車的不同形態(tài)、材質(zhì)與作用。然后，師生之間熱烈地開(kāi)展了一場(chǎng)“頭腦風(fēng)暴”式的大討論，片段如下。

師：制作筒車模型之前，我們需要學(xué)習(xí)哪些背景知識(shí)呢？

生：我們需要認(rèn)識(shí)“輪軸”，需要研究輪軸在什么情況下更省力。

師：講得真好！筒車的核心部件就是那個(gè)大大的“輪”！

生：我記得在“擰螺絲的學(xué)問(wèn)”一課，曾研究過(guò)這個(gè)問(wèn)題，知道像筒車、螺絲刀、汽車方向盤等發(fā)明創(chuàng)造就是輪軸，都遵循著“輪轉(zhuǎn)軸動(dòng)”的科學(xué)道理。

生：我還記得老師您在上“能量的轉(zhuǎn)換”一課時(shí)講過(guò)，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。在剛才看的筒車視頻中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能，然后是勢(shì)能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。這樣循環(huán)往復(fù)，就極大地節(jié)省了人力。

師：你們觀察得非常細(xì)致！但除了科學(xué)的視角和科學(xué)的知識(shí)背景，你們覺(jué)得還應(yīng)該事先開(kāi)展哪些探究活動(dòng)？

生：數(shù)學(xué)和藝術(shù)！還是那個(gè)大大的“輪”！它可不就是數(shù)學(xué)課上的圓？我們需要確定圓心的位置，需要計(jì)算半徑的長(zhǎng)度，需要等分圓的周長(zhǎng)，也就是確定弧線上的等分點(diǎn)。當(dāng)然，從藝術(shù)的角度看，我們還要確定筒車模型的大小比例、圖案以及涂色等，從而使作品達(dá)到整體的和諧與美觀！

師：你看到了數(shù)學(xué)的影子，也看到了美的影子！真正的筒車大小必須因地制宜、符合實(shí)際需求，而模型可大可小，但也需要符合審美標(biāo)準(zhǔn)。此外，我們還需要了解什么？

生：我們還需要了解不同材料的特征和性能。

師：是的，我們需要學(xué)習(xí)和梳理的背景知識(shí)真不少！在探究、設(shè)計(jì)和制作活動(dòng)中，我們還要學(xué)會(huì)使用各種工具、讀取各種數(shù)據(jù)以及像“工匠”那樣熟練掌握甚至創(chuàng)造性地使用一些制作技巧。

生：我們還需要融合集體智慧，借助工具畫出設(shè)計(jì)圖，記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，真正做到手中有圖，心里不慌。

知己知彼，百戰(zhàn)百勝。對(duì)背景知識(shí)的學(xué)習(xí)，既是一種梳理，也是一種交流，更是為后面的設(shè)計(jì)、制作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在梳理中，我們可以查缺補(bǔ)漏；在交流中，可以集思廣益；在學(xué)習(xí)中，我們明確了方向，鎖定了方法。通過(guò)對(duì)背景知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了基本的知識(shí)和技能，也極大地提升了其完成任務(wù)的信心。接下來(lái)的協(xié)作和制作，也就心中有數(shù)、有條不紊。

（三）解決工程問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐探究體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)的整套流程。歸納起來(lái)，就是因問(wèn)題而生，因融合而新，因破解而終。其實(shí)，實(shí)踐探究沒(méi)有終點(diǎn)，一個(gè)問(wèn)題的解決往往能衍出新的生長(zhǎng)點(diǎn)。學(xué)生在小組合作的協(xié)作中尋找解決問(wèn)題的策略，在解決問(wèn)題的過(guò)程中落實(shí)核心素養(yǎng)，在落實(shí)核心素養(yǎng)的實(shí)踐中促進(jìn)自我發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)立德樹人的育人目標(biāo)。

（在學(xué)生動(dòng)手制作之前，教師出示小組合作的基本要求，明確組員的具體分工）

師：我們?cè)趧?dòng)手設(shè)計(jì)之前，必須明確一個(gè)問(wèn)題，即這個(gè)看似簡(jiǎn)單的筒車裝置到底由哪些部分組成？

生：這個(gè)，我還真有一點(diǎn)模糊。只記得粗線條的印象。

（教師通過(guò)展示筒車模型圖片、播放筒車實(shí)物組裝視頻的形式，讓學(xué)生了解它是由哪些零部件組成的，知道各零部件的形狀和數(shù)量，理解各部分的結(jié)構(gòu)和功能，掌握各模塊之間如何有序連接。學(xué)生一邊學(xué)習(xí)，一邊交流，讓自主、合作、探究在實(shí)際需求中自然發(fā)生）

師：在設(shè)計(jì)草圖時(shí)，同學(xué)們特別需要注意什么呢？

生：當(dāng)然是設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，操作性要強(qiáng)。

師：掌聲送給你！你講的也是老師一直在想的。當(dāng)然，雖說(shuō)是“草圖”，但我們切不可隨手涂鴉，要像工程師那樣嚴(yán)謹(jǐn)、精準(zhǔn)，把組員之間討論的好主意記下來(lái)，把富有創(chuàng)意的想法融入設(shè)計(jì)圖中。也許就是你們小組最大的亮點(diǎn)！

經(jīng)過(guò)各小組成員的設(shè)計(jì)、選材、制作、改進(jìn)，一個(gè)個(gè)鮮活的筒車模型從想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。當(dāng)然在制作過(guò)程中，也暴露出了不少問(wèn)題。比如設(shè)計(jì)圖中存在不科學(xué)的地方，導(dǎo)致制作時(shí)出現(xiàn)返工現(xiàn)象；選材時(shí)對(duì)材料的性能了解不夠，導(dǎo)致制作時(shí)要重新?lián)Q材料；制作時(shí)有學(xué)生沒(méi)有樹立安全意識(shí)，導(dǎo)致使用工具時(shí)劃傷了手指。找水輪的圓心、底架的穩(wěn)定性以及轉(zhuǎn)軸的靈活性，竟然成了好幾個(gè)小組共同的難題；個(gè)別小組沒(méi)有控制好時(shí)間，沒(méi)能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作品。

整個(gè)工程設(shè)計(jì)流程嚴(yán)絲合縫，那是最理想的狀態(tài)。但是對(duì)于六年級(jí)小學(xué)生，在一定范圍內(nèi)教師應(yīng)該默許他們?cè)囧e(cuò)。在探究實(shí)踐時(shí)，沒(méi)有問(wèn)題反而不是好現(xiàn)象。有了一些問(wèn)題，我們反而有了進(jìn)一步反思、交流、改進(jìn)的機(jī)會(huì)。

天下難事必作于易，天下大事必作于細(xì)。在展示、匯報(bào)、評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，小組代表在介紹設(shè)計(jì)思路和作品原理時(shí)，講得細(xì)致且生動(dòng)。小組之間進(jìn)行了挑刺式的互評(píng)，教師也進(jìn)行了驗(yàn)收式的點(diǎn)評(píng)。欣賞著桌面上一個(gè)個(gè)多姿多彩的筒車模型，學(xué)生既感到開(kāi)心，又有成就感。在探究實(shí)踐的過(guò)程中，他們作為“第一探究人”，親歷了過(guò)程，磨煉了意志，協(xié)助了團(tuán)隊(duì)，打開(kāi)了思路，更重要的是，他們?cè)谟仔〉男奶锢锓N下了一顆敢于真探究的種子。

四、實(shí)踐探究的研究意義

STEAM教育本土化理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐探究的研究意義是多方面的，至少涵蓋以下四點(diǎn)。

（一）有利于培養(yǎng)終身的核心素養(yǎng)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力

科學(xué)教育須從娃娃抓起。小學(xué)科學(xué)教育無(wú)疑承載著培養(yǎng)他們探究和創(chuàng)新實(shí)踐能力的重任，小學(xué)科學(xué)無(wú)疑是科學(xué)教育歷程中的關(guān)鍵一環(huán)。小學(xué)階段跨學(xué)科主題活動(dòng)學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，有利于促進(jìn)他們個(gè)性化發(fā)展，有利于培養(yǎng)他們探究和創(chuàng)新實(shí)踐能力。這對(duì)他們作用大、影響深，使其受益終身。作為一線教學(xué)研究者，教師應(yīng)不忘教育初心，正積極探索本土化的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，為他們核心素養(yǎng)的養(yǎng)成助力。

（二）有利于提振強(qiáng)勁的課研信心，優(yōu)化教師的教學(xué)方法

曾經(jīng)在一次小學(xué)科學(xué)國(guó)培活動(dòng)中，一位外地的同學(xué)說(shuō)他們當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)課是當(dāng)成語(yǔ)文課上的，或干脆被所謂的主課長(zhǎng)期霸占，科學(xué)課題研究等于空白。聽(tīng)完，我們同感悲哀。據(jù)我們所知，小學(xué)生對(duì)科學(xué)是熱愛(ài)的，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是期盼的，而現(xiàn)實(shí)的教學(xué)方法可能正在扼殺他們的好奇心和探究欲。

課研磨人，課研成人。本課題運(yùn)用多種研究方法，把調(diào)查問(wèn)卷、行動(dòng)研究、文獻(xiàn)研究等落到實(shí)處，積累原始數(shù)據(jù)。本課題結(jié)合師生兩類問(wèn)卷調(diào)查的分析，提出STEAM教育本土化的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)課例與實(shí)施建議，進(jìn)而在課堂教學(xué)中實(shí)踐和完善，有利于開(kāi)闊教師的視野，提升他們的理論水平，優(yōu)化他們的教學(xué)方法，提振他們的課研信心。

（三）有利于改變錯(cuò)誤的刻板印象，彰顯課程的地方特色

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在幾個(gè)明顯的問(wèn)題。首先，城鄉(xiāng)教育資源差異大。鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)?？茖W(xué)課堂還是以“填鴨式”講授為主，缺器材，少專業(yè)教師，沒(méi)實(shí)驗(yàn)室。其次，某些傳統(tǒng)觀念造成的認(rèn)知錯(cuò)誤。小學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)非常感興趣，但現(xiàn)實(shí)的副科觀念、家長(zhǎng)關(guān)心的主課成績(jī)讓他們誤以為科學(xué)課可有可無(wú)。

基于STEAM教育的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性、主動(dòng)性和創(chuàng)新性。本文立足于本土環(huán)境，能為本校的STEAM教育提供理論支撐，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的探究提供參考。深入開(kāi)展此課題，可以在一定程度上改進(jìn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)上的不足之處，積極開(kāi)發(fā)富有地方特色的校本課程。

（四）有利于營(yíng)造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，助推學(xué)校的內(nèi)涵發(fā)展

學(xué)術(shù)氛圍倒逼教師專業(yè)成長(zhǎng)。教師的專業(yè)成長(zhǎng)需要主動(dòng)作為，需要專家引領(lǐng)，更需要學(xué)術(shù)氛圍的熏陶?！拔以谀氵@個(gè)年齡還不知道什么叫課題”，這雖是一位特級(jí)教師的謙辭，卻道出了課題、學(xué)術(shù)氛圍對(duì)教師專業(yè)成長(zhǎng)的促進(jìn)作用。課題組員有市名師工作室成員、市骨干教師、學(xué)科帶頭人，多名教師參加過(guò)多項(xiàng)省市級(jí)以上立項(xiàng)課題的研究工作。他們年富力強(qiáng)，擁有豐富的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，具有較高的學(xué)術(shù)水平、科學(xué)素養(yǎng)以及扎實(shí)的教學(xué)基本功。

一個(gè)人走得快，一群人走得遠(yuǎn)。濃厚的學(xué)術(shù)氛圍一旦形成，團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之間，團(tuán)隊(duì)成員之間，便易于相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，利于助推學(xué)校的內(nèi)涵發(fā)展。本課題已經(jīng)開(kāi)展多次校內(nèi)和校際交流活動(dòng)，組員在核心期刊上發(fā)表了多篇論文，學(xué)校又在積極申報(bào)新的課題。學(xué)生們驚喜地發(fā)現(xiàn)，課研給課堂帶來(lái)了巨變；組員們感慨地表示，在團(tuán)隊(duì)里“做中學(xué)”比一個(gè)人“上下求索”要好得多，學(xué)校“軟件升級(jí)”比“硬件建設(shè)”要緊迫得多。

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