基于小学科学学科视域的STEM项目学习

黄文华

STEM教育强调多学科的融合，倡导问题解决驱动的跨学科整合学习，成为多国家科学课程改革的方向。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）提倡融合跨学科知识，倡导STEM项目学习，它是基于项目的合作探究教学过程，即围绕一个具体问题进行计划、设计、改进、解决问题的过程，要求学生有批判性思维并且要善于分析，强化思维技能。

基于小学科学学科视域开展小学科学项目式学习的教学实践，探索以“学习—研究—实施”一体化模式开展的STEM项目学习实施和评价策略。

一、搭建STEM项目学习支架

1.STEM项目式学习内涵

项目学习（Project-based Learning）旨在以解决真实而具体的问题为基础，在问题驱动下，学生运用多学科知识与技能来解决项目探究实践中的具体问题的项目。高质量的项目学习往往指向学生学习的本质，强化高阶思维技能，发展学生跨学科素养。

2.項目学习支架设计

学习支架理论来源于维果斯基的“最近发展区理论”，有针对性地给学生搭建学习支架，可以激发学生潜能以达到这个区间的最高水平。“目标导引型支架”和“协作交流型支架”是项目式学习常用的支架模式。

“目标导引型支架”的作用是让学生明白项目实施的目标，如项目解决的问题或形成的产品，以此来倒推设计和学习目标相符合的前、中、后期项目作品，从而合理安排活动过程，提高项目的达成度。“协作交流型支架”强调，在整个项目实施过程，教师组织学生交流并根据项目的要求与学生的情况，给予必要的指导与支持，还要通过评价促进学生交流行为的良性发展。

二、落实STEM 项目式学习实施流程

项目式学习实施流程为：选择项目主题—制定学习目标—项目分解与评价—制定项目方案—项目实施过程—展示总结反思。

1.选择项目主题

项目主题选择要注意做到既吸引学生注意又符合课程标准要求。例如选题前可依照课程标准的学习内容划定一个选题范围，采用个人访谈、调查问卷、平时交谈等方式了解学生感兴趣的主题；随后学生与教师共同讨论，根据学生的能力和实际条件选定项目主题，这样会使学生从中获得参与感，提高参与欲望。

2.制定学习目标

项目学习目标的制定要符合以课程标准为核心的原则，项目组的各学科教师要根据本学科的课程标准，确定项目涉及了学生能够学习和掌握哪些符合课程标准的内容、能够学习哪些技能、能够实践哪些思维方法，项目学习目标制定要符合学生的知识能力水平，目标的设置难度要适当，目标难度过大会让学生无从下手并产生畏难情绪，学习动机自然会被大大削弱；目标过于容易，学生不需要努力就可以实现，会引起学生的轻视且失去学习兴趣。

3.项目分解与评价

在选定项目主题后，需要根据最终的项目目标分解各阶段的小项目目标，每个小项目都应该有一套明确的输出结果，并且有对应的过程性评价。具体做法是，从学习目标倒推，设计和学习目标相符合的前、中、后期项目作品。然后对每个作品的知识和技能进行分解，并列出明确描述，根据描述与同学一同商讨制定项目评价标准表，利用评价表帮助学生理解这个项目的目标，明确知识和技能的掌握程度的要求。这样有利于教师帮助学生实现该项目的学习目标。通过这个过程，教师和学生对评价表内容达成一致理解，制定项目方案。

4.制定项目方案

制定项目方案就是对项目的主要作品进行分析，规划出必要的工作任务以及需要准备的资源，确认学生需要掌握的知识和技能，在什么时候掌握这些知识和技能。确定项目的主要活动以及项目方法时，需要考虑如何可视化地描述整个项目包含的所有工作。此时，可采用故事版的形式制定进度表，确定主要的里程碑任务和其他重要活动的预计日期，让整个项目的所有工作实现可视化的描述。

5.项目实施过程

指导项目学习的教师需要管理好项目的实施过程，这需要使用一些工作与策略方法，做到项目过程结构完整并且每一步都可以评价。我们研究中总结了一个非常有效的策略，即一开始就把项目的目标和背景介绍给学生，这样，对项目背景和目标的了解，甚至是理解这个项目如何使自己、学校和社会得到收益，能够帮助学生投入项目。如在“雨水收集”项目中，我们跟学生讨论并计算出学校一年通过收集的雨水所省下的水费，可以制作一个雨水收集系统时，学生非常兴奋，积极性很高。二是在管理项目时，要考虑选择合适的解决问题工具，如项目清单，项目作品简报及基于网络的管理平台等，帮助学生聚焦项目问题，跟踪学生的思路发展，最终实现项目方案。三是把项目分成若干单独的部分，通过过程性文件独立对部分进行更新和监控，如随机跟学生就项目会谈，每周例会，组织小组对项目进行反思，检查学生或全班已完成的项目工作清单等，以保证项目最终学习目标的实现。

6.展示评价与反思

项目实施结束后，我们进行展示总结，同时可采取多种形式评价学生活动表现。当然更关键的是在项目结束时要留出充足的时间让全班对项目进行评价和反思，项目最终评价可以鼓励学生形成反思分析的能力和习惯，这样可以帮助学生把这个项目中学到的知识和技能应用到未来的项目或任务中，同时可帮助教师在项目中发现不足，为下一次项目策划做准备。

三、探索STEM项目学习的评价方式

基于小学科学学科视域的STEM项目学习评价，根据概念与原理、技术与工具、过程实践和能力特征四个维度设定标准并开展，具体见上页表。评价对象涉及STEM项目学习实施的过程与结果、STEM项目学习实施中学生个体与团队的表现和成果兼顾考虑；评价主体包括教师、家长、同学；评价形式力图多样，包括报告、作品、海报、说明书等，展示形式主要是项目学习展示与汇报。

四、STEM 项目式学习对学科教学产生的影响

1.对不同学生情感态度和学科学习成就感的影响

经过多次的STEM项目式学习实施后，我们看到学生对学习的转变，学习积极性与主动性的提高最为明显。我们还发现，一些原来学习比较困难的学生，他们的动手能力比较强，在项目式学习的过程中他们找到了自信，甚至优越感。学生解决问题的能力也有所增强。给学生时间和空间，他们从来都不会让我们失望，他们收获的是超出我们所预期的。可以说不同的学习方式，成就了不同的学生。

2.对教师课程研发意识和研发能力的影响

经历项目式学习，教师对该课程的研发，从“被动接受”转为“主动创造”，显露出更强的研发意识和研发能力，并吸引了更多的教师参与项目的实施。

注：本文系广东省基础教育小学科学教研基地项目（中山）研究成果。