摘要：STEM教育是一种新型的教学理念，它将科学、技术、工程等领域的知识相互结合，打破了不同学科知识之间的界限，充分肯定了知识之间的内在联系性。在STEM教育背景下我国小学科学学科开始进行创新实践，比如部分教师开始立足STEM教育背景，将项目式学习在小学科学课程中进行应用，丰富了学生对课程的认知，也促使学生对小学科学课程有了更加深刻的理解。因此，本文主要立足STEM教育背景下，针对基于项目式学习的小学科学课程开发与实践展开讨论，并分析了STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程开发与实践的意义，希望可以给小学科学学科教师以借鉴。

关键词：STEM教育；项目式学习；小学科学；课程开发

引言

STEM教育理念是伴随着新课程改革的发展提出的，STEM教育中承认了学科之间的联系性，将知识融为一个整体，为学生进行讲授，让学生可以获得更加全面的知识。然而在核心素养背景下教育部门对小学生的专业素质和专业能力不断提高要求，比如在小学学科教学中学生不仅要具备科学意识和科学精神，还要将科学知识应用到生活中，用来解决生活问题，这也决定了教师要探索新的教学方式，比如项目式学习就是一种非常实用性的教学方式，教师可以加强立足项目式学习做好小学科学课程的开发与实践工作。

一、STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程开发与实践的意义

（一）有助于深化学生对内容的理解

小学科学是一门探究性学科，需要学生了解每节课基本内容的基础上，理解自然界中不同科学现象的原理和本质，比如热传导需要具备的条件、热对流的原理、光的传播特点以及大脑的工作原理等，但是小学阶段的学生认知经验有限，认知能力不足，往往很难理解这些自然现象背后的真正原理。基于此，教师在小学科学课程中加强项目式学习的应用，可以让学生在完成项目任务中探究自然现象背后的真理，把握事物运行和发展的规律，进而深化学生对内容的理解。

（二）有助于提高学生科学探索的兴趣

兴趣在小学科学学科教学中发挥着重要的作用，并且小学科学一般是从生活中的自然现象出发，所以需要学生有较强烈的探究兴趣。基于此，教师创造性地组织学生开展项目式学习，让学生以小组或者个人的方式展开分析，并解决问题，在这期间，学生会更加主动地发现问题，解决问题，也会在科学探究和项目学习中感受到科学带来的乐趣，转变学生对科学学科的看法，缩短科学与学生之间的距离，并激发学生科学探究的兴趣。

（三）有助于发展学生的合作能力

当前我国一直倡导合作学习，合作不仅是社会发展的基本要求，也是促进人成长成才的关键。学生生活在群体中，在今后还要投入社会，在工作岗位上实现自身的价值，具备合作意识和合作能力十分关键。在小学科学学科中教师创造性地加强对项目式学习方式的应用，为了完成项目任务，学生之间会相互协作，共同研究问题，一起分享学习经验，表达自己的观点，学生感受到合作的重要性，也会在今后的科学探究中加强合作，在合作中发展，在合作中取得更大的进步。

（四）有助于提高学生的科学素养

在核心素养背景下科学素养已经成为教育部门对学生提出的基本要求，科学素养体现出学生的理性认识和批判精神，更体现出学生正确的价值理念以及对科学的崇尚。科学作为小学阶段学生必修的科目，带领学生走进了科学的世界，在科学的世界中探究，让学生重新认识了科学，并能够用科学的语言解释自然现象，促进了学生科学素养的形成和发展。

二、STEM教育背景下基于项目式学习的小学课程开发与实践

（一）做好前端分析工作

1.案例选择

本次研究中所选择的内容为苏教版小学科学五年级上册第五单元中的第一课《地球的表面》，本节课放在单元内容的首位，从中可以看出本节课的重要性。在内容的安排上，本节课带领学生站在更加全面的角度了解地球表面五种不同的地形，主要发展学生科学描述的能力，同时在本节课中还要求学生制作一个包含两种地形的立体模型，重点培养学生的动手操作能力。因此，在STEM教育背景下基于项目式学习的小学课程开发与实践中，教师可以以制作立体模型作为出发点，组织开展独立探究与小组活动，发展学生的科学素养。

2.学情分析

五年级的学生在生活中接触了一些关于地球的相关知识，比如教师会给学生展示一些地球的画面，父母会带领学生观看《流浪地球》的影视作品等，这都使学生对地球有了一定的了解，也对探究地球的奥秘有更加浓厚的兴趣。但是具体到对地球的认识，学生对此的理解却并不深入，比如很多学生不清楚地球上的基本地形、地球的特点以及地球不同地形的分布情况等，还有一部分学生的动手操作能力不强，很难自主开展动手实践，缺少独立性和创新性，在此基础上，教师可以融入信息时代，加强对信息技术的应用，为学生展示地球的相关知识，并对学生进行深入教育。针对学生动手操作能力差的问题，这对开展项目式学习构成了一个威胁。

（二）组建项目式学习小组

项目式学习是一项基本性活动，在小学科学课程开发中教师要想落实项目式学习教学工作，前提是组建一支专业化的项目式学习小组，小组成员之间可以相互帮助，相互学习，相互探讨。教师在组建项目式学习小组中要下功夫，尽可能保障小组建设的科学性。

首先，教师要了解学生的基本特点。比如学生是否具备科学探究能力，保证每一个小组中都要有一到两名的学生具有科学探究能力，这样才可以推进项目式学习有序进行。在此期间，教师要分析哪一部分学生能在一起很好地开展任务和学习，哪一部分学生会相互产生阻碍作用，造成不良的影响，这一点至关重要。为了避免在项目式学习中临时调换小组成员，教师还可以对团队中的成员进行测试，如果在小学科学课程中正好有一节STEM活动课，可以利用这个机会对成员进行有效测试，即将开展的项目做好准备。观察团队成员间的互动，看看是否存在重大冲突。让学生事后反思自己的小组体验。其次，教师要有策略地将最有可能彼此帮助而不会支配他人的学生组队。例如，如果学生的科学探究经验不足，那么团队中可能就需要有足够经验丰富的队友，至少需要有善于探究的队友帮助他们融入团队。最后，让每个学生完成一张索引卡，列出不超过四位他们觉得可以与之有效合作的学生，和一位他们觉得不能与之合作的学生（可以是最好的朋友，也可以是与他们有个人冲突的学生，等等），确保团队中的每个学生至少有一位能有效合作的伙伴，还要避免把那些认为自己效率较低的学生放在一个团队中。通过教师的层层优化，能够进一步提高小学科学小组分组的科学性和规范性。

（三）确定项目

以“地球的表面”一节课为例，本节课中教师不仅注重理论，同时关注学生的实践，在理论方面，学生需要获取关于地球表面五种不同地形的特点以及分布等，在实践方面，学生则需要能够根据实际地形特点为基础，对自制的模型进行前期研究，进而建构模型，能整体描述地表特征，能识别常见的陆地地形。在STEM教育背景下基于项目式学习的小学科学课程开发中教师可以将自制地形立体模型作为项目任务，让学生以小组为单位，一起制作模型，在制作中意识到各种各样的地形是大自然赐予人类最宝贵的自然遗产，保护生态环境十分重要，能够感受到大自然和祖国河山的秀美壮丽，意识到中国领土的完整，为祖国的建设和发展感到骄傲。

（四）教学设计

1.宏观设计

STEM教育背景下在小学科学课程中开发项目式学习，教师往往需要为学生设计或者提出一个驱动性问题，让学生在问题的引导下进行项目的完成。因此，在本节课的项目式学习中，教师及时地为学生提出项目式学习问题“如何制作一个包含两种地形的立体模型？”小学阶段的学生本身具有较强的探究欲望，在驱动性问题的引导下，学生会以小组为单位就问题展开激烈的讨论，因此，教师因势利导，让学生在小组内讨论，总结答案，最终学生也会制作出一个精美的包含两种地形的立体模型。

2.微观设计

在STEM教育背景下的项目式学习小学科学课程开发与传统的课程教学存在巨大的差异性，主要表现在下面几个方面：第一，教学重点不同。传统的科学课程主要是侧重对知识的掌握，项目式学习的小学科学课程教学关注学生解决综合问题的能力训练；第二，实施依据不同。传统的教学课程实施依据是教学设计，项目式学习的课程教学实施依据是问题的设计。第三，课堂教学方式不同。传统课程教学采用讲授法，项目式学习科学课程教学采用发现探究法。第四，评价方式不同。传统教学课程采用的是结果性评价，项目式学习的小学科学课程采用的是形成性评价。通过对比两者之间的不足，可以为后续的教学设计安排提供参考依据。整个项目式学习的教学实施流程可以分为项目前期、项目中期、项目后期三个阶段。项目前期主要是确定项目，项目中期是制定教学计划，组织分工、实施教学活动，探究项目、设计与制作项目作品，项目后期是开展项目交流与评价。

3.教案设计

教案设计包含以下几个部分：第一，导入新课。在导入环节教师为学生播放中国大地美景，并为学生提出问题“我国的大地是怎样的？”促使学生认识到中国大地的地形多样化，不仅有雄伟的高山，还有广阔的草原，初步了解地形的基本要素。第二，利用不同学习工具，收集资料，研究陆地地形的特点。在此环节，学生可以借助不同的方式收集数据，整理资料，进一步总结陆地地形的特点。在该环节，教师还要让学生自制包含两种地形的立体模型。第三，作业设计。作业主要起到巩固和加深理解的作用，在本节课中教师可以要求学生观察中国地图或者世界地图，更多地了解地球的表面知识，也可以让学生选择一个地区，制作地形模型。第四，板书设计。教师的板书尽可能美观工整，让学生一目了然。

（五）项目实施

项目实施是整个项目式学习的小学科学课程开发中最为关键的部分，教师应该将更多的时间用于项目实施的管理和组织工作。

第一阶段，项目启动。制作一个包含两种地形的立体模型需要学生具有一定的生活经验和动手能力，在启动中教师要让学生明确制作这样一个立体模型需要用到的具体材料以及基本的制作流程。在材料的运用上主要包含纸板、旧衣服或者塑性布、废纸或者海绵、丙烯颜料等。在材料的选择上，学生们还发挥自己的想象，采用材料有的是卫生纸，有的是废弃的报纸，有的是泡沫，还有的是橡皮泥，通过浸泡捏出所想好的地形，并且用颜料上色，最后完成出色的设计。制作流程是学生使用A4或B5纸打印铺满地形图；按照每一条等高线的弯曲情况在硬纸板上描画、修剪，得到若干张硬纸板；在每张硬纸板上标记所代表的海拔高度；按照海拔从低到高的顺序将硬纸板粘成一摞，最后对立体模型进行着色。

第二阶段，项目实施。在项目启动之后，教师可以有序地组织学生以小组为单位展开模型制作。在此期间，学生也会存在很多疑问，如“在地图上，方位表示是上北下南，左西右东。西边哪些地形比较多？（山地、高原）东边呢？（丘陵、 平原）盆地西部中部都有，整体地势怎么样呢？（西高东低）”为了解决这些问题，学生开始展开头脑风暴，一起分享和总结问题，经过学生的讨论，能够在最短的时间内解决问题，并明确答案“西边的地形中高原较多，东边平原较多，整体的地势是西高东低。”

第三阶段：成果展示与评价。成果展示可以在一节课上完成，小组成员从小组中选择一位代表，阐述小组制作的立体模型过程，由组长介绍模型包含的是哪两种地形、所用材料、制作过程中遇到的问题及怎样解决的问题。在生生互评阶段，被选出的优秀作品学生还可以对这些作品进行分析，帮助小组成员进行改正。在教师评价阶段，教师要从小组成员知识的掌握、绘制图纸、材料的运用以及效果呈现几个方面对作品作出评价，这样能够帮助学生查缺补漏，及时改正在项目式学习制作中存在的不足，提高制作的科学性和规范性。

第四阶段，项目反思与总结

科学是人们认识世界、认识地球的一个重要渠道，在自然界中还有更多地球以外的事物等待学生去探索，去发现，从历史到现在，人类经历了一个十分漫长的探索历史，但是都需要建立在一定的生活经验基础上。在本节课的项目式学习中，学生将理论知识与实践结合，开启了一场探索地球表面的历程，从知识层面，学生认识了地球表面的一些基本地形和特点，从实践能力方面，学生的动手操作能力上升到一个新的高度，这对学生更好地学习科学知识，探究自然现象奠定了坚实的基础。项目反思与总结阶段不仅是学生认识自身不足的关键阶段，也能够为教师更加科学地开展项目式学习的小学科学课程教学创造条件，因此，教师要对项目反思和总结这个阶段引起高度的重视，关注项目反思与总结阶段的情况，提高项目反思与总结的水平，让学生可以反思和总结阶段收获更多的经验。

结语

综上所述，在STEM教育背景下项目式学习备受社会关注，小学科学作为带领学生探究自然科学的一门学科，教师可以融入STEM教育背景，加强对项目式学习的应用，让学生以小组为单位，在完成项目中获得知识，提升能力，更好地满足新课程改革对学生提出的新要求，并实现自身的全面发展。相信在不久的将来，项目式学习这种教学模式将在小学科学学科中得到更好的应用和落实。

参考文献

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