小學(xué)STEM項目式學(xué)習(xí)的實踐探索-以《小風(fēng)箏大創(chuàng)意》為例

1、小學(xué)STEM項目式學(xué)習(xí)的實踐探索以小風(fēng)箏，大創(chuàng)意為例摘要：STEM項目式學(xué)習(xí)倡導(dǎo)問題解決驅(qū)動的跨學(xué)科整合 學(xué)習(xí)，為不同學(xué)科內(nèi)容的整合提供了條件。本文以“小風(fēng)箏， 大創(chuàng)意項目式學(xué)習(xí)為例，進行了小學(xué)STEM項目式學(xué)習(xí)的實踐 探索，希望能為STEM理念與項目式學(xué)習(xí)有機融合的教學(xué)領(lǐng)域提 供具有參考價值的范例。關(guān)鍵詞：小學(xué)；STEM項目式學(xué)習(xí)；跨學(xué)科；實踐探索、STEM項目式學(xué)習(xí)的研究背景STEM教育是一種面向真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，它 注重在真實情景中實踐、注重自主動手、注重過程體驗，它 主張采用學(xué)生主動參與、合作學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式。項目式學(xué)習(xí) （Project Based Learning，簡稱PBL

2、）是一種課堂活動模式， 它強調(diào)長期的、跨學(xué)科的、學(xué)生中心的，且與現(xiàn)實世界之問 題和實踐相融合的學(xué)習(xí)活動1?？梢姡琒TEM教育和項目式 學(xué)習(xí)都是倡導(dǎo)問題解決驅(qū)動的跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)，STEM項目 學(xué)習(xí)為不同學(xué)科內(nèi)容的整合提供了條件。STEM項目式學(xué)習(xí) 是21世紀實施素質(zhì)教育、培養(yǎng)人才的重要途徑2。21世紀 人才最重要的不是知識，而是能力3。不管是國際社會提出 的21世紀技能，還是中國提出的培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核 心的核心素養(yǎng)，都強調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思考能力、創(chuàng)造 力、與人溝通的能力、與人合作的能力等。筆者學(xué)校從2017 年起將STEM教育理念引入課堂，以項目式學(xué)習(xí)為導(dǎo)向，以 舉辦“一月一節(jié)慶民俗

3、文化節(jié)”這一真實情境為切入點，選 擇了最受學(xué)生喜愛的“風(fēng)箏”為探究對象，開發(fā)了 4個多月 的跨學(xué)科合作的“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意” STEM項目式學(xué)習(xí)，引 導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實際生活經(jīng)驗，以團隊合作的形式，在解決真實 問題中培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，實現(xiàn)高階思維的 發(fā)展，學(xué)生的核心素養(yǎng)得到長足發(fā)展。二、STEM項目式學(xué)習(xí)的實例探索（一）任務(wù)驅(qū)動，賦予角色項目式學(xué)習(xí)需要以對學(xué)生有意義且重要的問題為線索來組 織和推進教學(xué)活動，可以說，驅(qū)動性問題是項目展開的核心和 靈魂。4學(xué)期伊始，筆者學(xué)校面向全體學(xué)生征集“一月一節(jié)慶民 俗文化節(jié)”為活動主題，經(jīng)過一輪頭腦大風(fēng)暴，聚焦驅(qū)動問題： 在民俗文化節(jié)里,至少化身為一個

4、角色，向參加活動的來賓介紹、 展示風(fēng)箏。在“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意” STEM項目式學(xué)習(xí)實施過程中， 我們將項目學(xué)習(xí)分解成若干個學(xué)習(xí)任務(wù)，任務(wù)設(shè)定既有挑戰(zhàn)性， 又具有可行性，賦予學(xué)生不同的社會角色，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)、 技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、語文、藝術(shù)、體育等學(xué)科知識開展研究。 在角色代入中體驗角色價值，以問題驅(qū)動，不斷激發(fā)和鞏固深 入研究的動機和興趣，從而建立起對“風(fēng)箏文化”的立體認識 和傳承“風(fēng)箏文化”具體行動，最終在學(xué)校民俗文化節(jié)中多角度整體呈現(xiàn)該項目學(xué)習(xí)的總成果。例如作為風(fēng)箏民俗文化節(jié)的 小主播琪琪如何向參加活動的來賓介紹風(fēng)箏的歷史文化、詩歌 童謠等相關(guān)知識呢？作為小魯班的欣欣，如何向來賓演示制作

5、風(fēng)箏的工序和流程呢？作為小健將的東東，如何向來賓展示放 飛風(fēng)箏呢？這些問題驅(qū)動學(xué)生積極主動參與到學(xué)習(xí)中，他們想 要深入了解風(fēng)箏歷史文化，就需要學(xué)習(xí)搜集資料和篩選、整合 和提取關(guān)鍵信息的方法，想要演示制作或展示放飛風(fēng)箏，就需 要獲得制作風(fēng)箏或放飛風(fēng)箏的方法和技巧。從問題的發(fā)現(xiàn)到梳 理解決的辦法，學(xué)生圍繞所扮角色產(chǎn)生的核心問題進行深入探 究，這些核心問題符合學(xué)生的認知規(guī)律，自主探究性被激發(fā)出 來，化為一個個實踐行動。采用“從問題出發(fā)”的項目研究策略, 激發(fā)學(xué)生的探究欲望和興趣，使研究主題更有意義，讓學(xué)生感 受到自己是解決問題的主角。（二）小組合作，設(shè)計量規(guī)每個任務(wù)的解決以學(xué)生團隊合作的形式展開探究

6、學(xué)習(xí)，從 組建合作小組開始，到推選組長、小組分工、實踐、匯報、展示、 評價、改進等一系列合作學(xué)習(xí)的過程都要體現(xiàn)以學(xué)生為主體， 建構(gòu)項目的學(xué)習(xí)共同體，開展真實合作活動。評價量規(guī)是為學(xué) 生的學(xué)習(xí)過程提供形成性和終結(jié)性反饋的一種方法。1活動前， 學(xué)生在老師的指導(dǎo)下討論設(shè)計評價量規(guī)，以前置性的評價導(dǎo)行， 讓小組學(xué)習(xí)有目標、有成效，使學(xué)生形成責任意識、競爭意識、 團結(jié)意識和分享習(xí)慣。在探究活動中，從合作意識、解決方法、 表達分享、成果展示等方面運用評分規(guī)則對學(xué)生及小組完成任 務(wù)的過程性表現(xiàn)作出科學(xué)評價。STEM項目式學(xué)習(xí)讓學(xué)生以有 意義的方式展示他們所學(xué)的內(nèi)容整合了多角度、多維度的學(xué)習(xí) 體驗評價方法，既

7、評估學(xué)生的個人表現(xiàn)，也評估小組的表現(xiàn)， 體現(xiàn)真實性、過程性和總結(jié)性。過程性的評價要具體針對任務(wù) 的達成度，讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)形成一個科學(xué)的認知，對照量規(guī), 在不斷的評價、反思、修改過程中，迭代生長。在“小魯班做 風(fēng)箏”探究中，設(shè)置的過程性評價量規(guī)如表1所示。表1小魯班做風(fēng)箏”評價量規(guī)表評價 項目評價要求分值（分）評價自我 評分小組 評分教師 評分slg能預(yù)算3種或以上來購方案的成本20能預(yù)算2種采購方案的成本10能預(yù)算1種采購方案的成本5不能預(yù)算出來購方案的成本0風(fēng)箏 設(shè)甘能設(shè)計出美觀、有創(chuàng)意的風(fēng)箏30能設(shè)計出有創(chuàng)意的風(fēng)箏20能設(shè)計出美觀的風(fēng)箏10不能設(shè)計出風(fēng)箏0風(fēng)箏 制作在規(guī)定的時間內(nèi)成功完

8、成風(fēng)箏制作30在組員的提示下能按時完成風(fēng)箏制作20在老師的幫助下能按時完成風(fēng)箏制作10不能完成風(fēng)箏制作0成罪展示從制作思路對自己小組與其他小組的風(fēng)箏作出客觀評價20對自己小組與其他小組制作的風(fēng)箏作出客觀評價10在老師指導(dǎo)下對本小組與其他小組制作的風(fēng)箏作出客觀評價5不能對自己小組與其他小組制作的風(fēng)箏作出客觀評價0合計（三）設(shè)計方案，分解任務(wù)STEM項目式學(xué)習(xí)是讓學(xué)生像工程師一樣去自主提出問題， 設(shè)計解決方案并付諸行動。一個好的設(shè)計方案對完成一個角色 任務(wù)具有重要的作用，學(xué)生是在合作中完成設(shè)計方案，小組合 作精神隱含在相互交流互相學(xué)習(xí)中，教師指導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論交 流。先由學(xué)生個體提出設(shè)計方案，再由小

9、組成員互相借鑒，在 初始設(shè)計階段主動吸收別人的合理性做法，開闊設(shè)計思路，最 后整合形成小組解決方案，并對方案的實施進行合理化的具體 分工。如“小魯班做風(fēng)箏”這一任務(wù)學(xué)習(xí)，學(xué)生對“如何做出 一只飛得又穩(wěn)又高的風(fēng)箏”這一核心問題，經(jīng)過組內(nèi)頭腦風(fēng)暴 分解和梳理為幾個關(guān)鍵問題，形成問題串，具體如表2所示。表2 “小魯班做風(fēng)箏”問題導(dǎo)向核心問題:如何制作出一只飛得又穩(wěn)又高的風(fēng)箏？關(guān)鍵問題1關(guān)鍵問題2關(guān)鍵問題3關(guān)鍵問題4風(fēng)箏為什么能飛上天？風(fēng)箏各個部件 對飛行起到什么作 用？制作風(fēng)箏需要哪些基本材料？制作風(fēng)箏的 流程和技巧是什 么？小組成員圍繞這幾個關(guān)鍵問題進行逐層分解，設(shè)計出四個 探究方案（如表3）。一

10、是探究風(fēng)箏中的數(shù)學(xué)問題：畫風(fēng)箏面、 設(shè)計風(fēng)箏面；二是探究風(fēng)箏的科學(xué)奧秘：了解風(fēng)箏面、骨架、 尾巴、風(fēng)箏線、風(fēng)箏線輪的作用；三是采購制作風(fēng)箏基本材料 預(yù)算：了解基本材料的特點、價格，做出預(yù)算方案；四是動手 制作風(fēng)箏，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué) 等多門學(xué)科知識，用工程和設(shè)計的思維解決問題，引導(dǎo)高階學(xué) 習(xí)的發(fā)生，提升工程實踐能力、創(chuàng)造力、溝通合作能力等。“小魯班做風(fēng)箏”探究活動方案充分體現(xiàn)學(xué)生主體、素養(yǎng)導(dǎo) 向的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式（如表4）。從科學(xué)的角度讓學(xué)生了解到 空氣動力學(xué)；從數(shù)學(xué)的角度讓學(xué)生運用統(tǒng)計、運算、圖形等知 識解決風(fēng)箏材料的選購、成本運算、風(fēng)箏面的設(shè)計、風(fēng)箏提線 的角度控制

11、；從技術(shù)、工程的角度讓學(xué)生在設(shè)計風(fēng)箏、制作風(fēng) 箏流程中找到關(guān)鍵步驟。掌握固定風(fēng)箏骨架的位置以及風(fēng)箏提 線的綁法，引導(dǎo)學(xué)生準確把握包括探究、設(shè)計、制作、討論等 各個環(huán)節(jié)，進行階段任務(wù)的細化和具體化有助于學(xué)生有條不紊 地開展項目式學(xué)習(xí)。表4跨學(xué)科知識圖表分析學(xué)科科學(xué)數(shù)學(xué)技術(shù)工程知識點風(fēng)箏飛行原理：空氣動力學(xué)圖形：利用軸對稱圖形的特點設(shè)計風(fēng)箏面；統(tǒng)計；風(fēng)箏材料的價格；運算：風(fēng)箏的成本預(yù)算；角度：風(fēng)箏提線的角度控制固定風(fēng)箏骨 架的位置；風(fēng)箏提線的綁法設(shè)計風(fēng)箏的流程； 制作風(fēng)箏的流程（四）問題解決，迭代改進STEM教育倡導(dǎo)在真實的任務(wù)中學(xué)習(xí)，強調(diào)在動手實踐中學(xué) 習(xí)，這種更加綜合的學(xué)習(xí)將是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)

12、的重要途徑叫表5風(fēng)箏的迭代改進已有 條件3 -周髡t%工風(fēng)向儀r、風(fēng)向：順風(fēng)放飛風(fēng)向:逆風(fēng)放飛且風(fēng)速計廣風(fēng)力：風(fēng)速計風(fēng)力：人工加風(fēng):計時籬提線：角度小提盅；角度增大“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意” STEM項目式學(xué)習(xí)的每個任務(wù)均讓學(xué)生經(jīng) 歷在真實情景中體驗發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。 學(xué)生在具體的任務(wù)解決中，經(jīng)過自主學(xué)習(xí)、合作探究的方式， 運用調(diào)查、實驗、分析等手段不斷改進，實現(xiàn)迭代提質(zhì)。遇到 工程設(shè)計困難，先由小組查閱資料，討論解決，實在解決不了的， 再由老師引導(dǎo)。如探究風(fēng)箏的飛行原理，按照小學(xué)生現(xiàn)有的知 識水平，是無法直接解決的，教師給予適切的指導(dǎo)，提供相關(guān) 資源包，或引導(dǎo)學(xué)生借助書籍和網(wǎng)絡(luò)尋找

13、解決問題的資料，最 后通過小組頭腦風(fēng)暴、實踐驗證，整合出解決辦法或更佳的方 案。在此過程中，學(xué)生通過手腦并用獲得真實的學(xué)習(xí)經(jīng)驗與體 驗，運用多學(xué)科知識和多元技能解決實際問題的能力不斷提高。 如在“小健將放風(fēng)箏”實踐活動中，學(xué)生把做好的風(fēng)箏拿到學(xué) 校操場進行第一次試飛，風(fēng)箏飛不起來，他們發(fā)現(xiàn)沒有想象中 的容易，學(xué)生雖然之前已經(jīng)知道了風(fēng)箏的飛行原理，但沒有結(jié) 合實際分析影響飛行的條件因素。教師弓I導(dǎo)學(xué)生進行小組討論， 在討論的基礎(chǔ)上，大家把目光聚焦到這些問題：風(fēng)向，是順 風(fēng)放飛還是逆風(fēng)放飛？如何判斷風(fēng)向的變化？風(fēng)力，當風(fēng) 力不足時如何解決？利用什么測試方法及運用哪些數(shù)據(jù)才更 有助于客觀的判斷？圍繞

14、這些問題，學(xué)生又再次討論解決方案， 找到了相對應(yīng)的解決辦法：檢查風(fēng)箏是否良好。自制風(fēng)向 器，判斷風(fēng)向。用風(fēng)速計測量風(fēng)力。當風(fēng)力太小時，進行 人工助跑加風(fēng)。小組確定解決方案后進行二次試飛，在飛行前 判斷風(fēng)向、測風(fēng)速，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速較小，便兩人合作，一人舉起風(fēng)箏, 另一人扯線助跑。在活動中，學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題并以問題為指 引，及時調(diào)整解決方案，反思不足之處并加以改進升級，經(jīng)過 反復(fù)實驗最終放飛成功。學(xué)生在放飛風(fēng)箏的實踐中經(jīng)歷多次的 迭代循環(huán)，在這樣的迭代進階過程中逐步培養(yǎng)了他們觀察、思考、 動手、協(xié)同、溝通、創(chuàng)新、應(yīng)用等科學(xué)探究能力，充分體現(xiàn)了 STEM核心教育理念。表6“小健將放風(fēng)箏”探究方案小國零，大

15、創(chuàng)意 STEM【任務(wù)：小健將放風(fēng)箏】（五）展示成果，拓展延伸STEM項目學(xué)習(xí)是圍繞真實的問題或挑戰(zhàn)設(shè)計一系列的體 驗和探究活動，學(xué)生需綜合運用多種學(xué)科知識與技能來解決問 題，并將最終的學(xué)習(xí)成果予以表達、交流與展示，學(xué)習(xí)過程始 終伴隨反思、評價、修正和多方支持。閔持續(xù)四個多月的“小風(fēng)箏， 大創(chuàng)意” STEM項目式學(xué)習(xí)，學(xué)生們自由穿梭在“學(xué)科大融合” 里，最終把最出彩的成果在以“箏愛藍天，放飛夢想”為主題 的民俗文化節(jié)上集中亮相：講風(fēng)箏、頌風(fēng)箏、展風(fēng)箏、畫風(fēng)箏、 做風(fēng)箏、放風(fēng)箏學(xué)生們化身為風(fēng)箏小主播、小小朗讀者、 小編輯、小作家，學(xué)習(xí)描寫風(fēng)箏的古詩，用天籟之音誦讀古詩， 用認真的筆觸書寫風(fēng)箏；化身

16、為小魯班，用巧手制作風(fēng)箏；化 身為小畫家，用斑斕的色彩描畫、點染風(fēng)箏；化身為小健將， 與風(fēng)箏賽跑，讓汗水與歡聲笑語齊飛展示活動精彩紛呈， 來之于同學(xué)、老師、家長、社會人士的贊嘆就是對孩子們學(xué)習(xí) 探究的最觸動心靈的評價，科學(xué)探究、文化傳承的種子悄然萌發(fā)， 深深扎根。民俗文化節(jié)后，“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意” STEM項目學(xué) 習(xí)還將繼續(xù)延伸。我們倡議學(xué)生利用假期，在家長的陪伴下展 開風(fēng)箏研學(xué)之旅。學(xué)生可以根據(jù)實際選擇線上或線下的方式開 展研學(xué)活動，將學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸到課外。通過考察風(fēng)箏之鄉(xiāng)， 參觀風(fēng)箏博物館，拜訪風(fēng)箏藝人，開拓視野，增長見識感受中 國風(fēng)箏文化的博大精深，提升對中國傳統(tǒng)文化的認同感，豐富 內(nèi)心世界，體悟探索精神、創(chuàng)造精神和實踐精神在創(chuàng)新發(fā)展中 的重要作用，提升核心素養(yǎng)。三、成效與反思“小風(fēng)箏，大創(chuàng)意” STEM項目學(xué)習(xí)緊緊圍繞STEM理念， 以項目式學(xué)習(xí)為途徑，以學(xué)生為