基于STEAM教育理念的科學項目化學習策略

［摘要］STEAM教育倡導學生自主發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。在基于STEAM教育理念的科學課程項目化學習設計中，教師需要對學科內容進行整合處理，通過創(chuàng)設項目化學習情境、設計項目化驅動性問題、組織項目化探索活動、促進項目化生活對接、創(chuàng)新項目化任務設計、推出項目化科研任務，激發(fā)學生的研學興趣，激活學生的研學思維，強化學生的研學體驗，從而實現(xiàn)研學內化，發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。［關鍵詞］小學科學;STEAM教育理念;項目化學習;教學策略STEAM教育不主張單純的學科知識輸出，而倡導學生自主發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。教師基于STEAM教育理念組織學生開展項目化學習，能使學生在實踐的過程中掌握科學知識，獲得學科能力的成長。小學生對科學現(xiàn)象、科學知識、科學實驗有主動探索的興趣。教師要對學生學情有清晰的認識，組織學生開展多種形式的學習活動，設計層次性、系統(tǒng)性、開放性的項目化學習任務，為學生提供豐富的學習素材，規(guī)劃清晰的學習路徑，創(chuàng)造嶄新的學習契機，培養(yǎng)學生良好的學習習慣，發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。一、創(chuàng)設項目化學習情境，激發(fā)研學興趣小學生缺乏豐富的知識儲備和生活閱歷。教師在教學中要創(chuàng)設項目化學習情境，以激發(fā)學生的研學興趣，引導學生進入研學環(huán)節(jié)，在主動思考和交流中建立學科認知。真實的情境有助于學生順利啟動思維，精準把握項目化學習目標，清晰了解項目化學習任務，并在主動觀察、探索和分析中形成學科基礎能力。項目化學習情境的創(chuàng)設，將學習任務情境化，能加深學生的感官體驗，實現(xiàn)研學程序的順利打開。如教學第一單元《光的傳播》一課時，教師借助多種助學手段創(chuàng)設了三個項目化學習情境，針對學生學習心理進行多點沖擊，使學生主動反饋，收到了較好的教學效果。其一，教師利用多媒體展示一組圖片，要求學生觀察圖片中的光線，說說這些光是在什么介質中傳播的；其二，教師事先準備好一只手電筒、若干硬紙片，要求學生利用這些材料設計一個光的實驗方案，看誰設計的方案更科學；其三，教師引導學生觀察生活中的光現(xiàn)象，要求學生選擇自己感興趣的一種現(xiàn)象，分析光的傳播路徑。這些情境貼近學生的日常生活，學生興致勃勃地開始探索光的傳播特點。上述教學中，教師創(chuàng)設了三個項目化學習情境，推出了不同的學習任務。因為學習內容貼近學生生活，學生都能主動展開觀察學習，合作討論、分析光的傳播特點，逐漸建構學科認知體系。學生對生活化、靈動性、趣味性、直觀性的學習情境更為敏感。教師借助項目化學習情境設置任務，為學生規(guī)劃了清晰的學習路徑，確保了項目化學習程序的順利打開。二、設計項目化驅動性問題，激活研學思維問題是項目開展的主要動力來源。教師對學生的認知情況進行具體分析，秉持生動、有趣、可操作的原則設計項目化驅動性問題，能夠對學生形成多點沖擊，激活學生的研學思維。在這個過程中，學生對項目化驅動性問題展開自主探索，整理歸納收集到的資料，選用相關工具解決問題，從而使學習不斷深入。教師要選擇合適的問題，并注意提升問題的品質，讓問題真正發(fā)揮驅動作用。小學生已經積累了一定的生活經驗。教師要注意結合學生的生活實際設計驅動性問題，并在其中滲透適當?shù)膶W習任務，以確保項目化學習的順利開展。如教學第二單元《熱傳導》一課時，教師先引導學生閱讀教材，并結合插圖提出驅動性問題：“冬天天氣寒冷，喝熱水能夠讓我們的身體暖和起來，這是為什么？”學生結合自身的生活經驗進行解讀：“熱水被喝進胃里，它所蘊含的熱量就被傳導到身體的各個部位，我們就會感覺很暖和?！苯處熢僮穯柕溃骸盁嵩诮饘僦惺窃鯓觽鬟f的？試著結合實驗來解讀吧?！睂W生在教師的指導下點燃蠟燭，將鋼尺的一端放在火上，另一端用手握住，很快便感受到手中的鋼尺在發(fā)燙，從而得出結論：熱在金屬中的傳遞速度很快，說明熱在固體中也能夠順利傳播。最后，教師引導學生聯(lián)系生活：“你有過類似的生活經歷嗎？能否給大家詳細講一講？”在問題的引領下，學生的研學思維被進一步激活，生生之間展開了激烈的討論。教師立足學生的生活實際，精心研讀教材，通過恰當?shù)捻椖炕寗有詥栴}，引領學生解讀教材插圖，并結合實驗探索熱傳遞原理，成功激活了學生的研學思維，使學生主動進入研學環(huán)節(jié)，在項目化學習的過程中迅速掌握熱傳遞的相關知識。最后，教師利用驅動性問題布置生活化的學習任務，給學生提供了深度研學的機會，促進了學生科學核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。三、組織項目化探索活動，強化研學體驗STEAM教育倡導的問題解決不是傳統(tǒng)的從已知到已知，而是從未知到已知。在組織項目化探索活動時，教師可先組織學生分組討論，整合各自未知的科學問題，再從中篩選出多數(shù)學生都感興趣的可操作性強的問題展開研學。教師引導學生在探索中提出一些值得思考的問題，既能為學生帶來一些學習啟迪，又能助推項目化學習進程，強化學生的研學體驗。教師以項目為載體，推出研學任務，組織學生進行創(chuàng)造性學習，在實踐探索過程中強化學生的研學體驗，幫助學生建立學科認知體系。如教學第三單元《地球的表面》一課時，教師事先準備好地球儀。課上要求學生觀察地球儀上的地表形態(tài)，并利用沙盤制作地表特殊地形模型。沙盤活動具有較強的探索性、趣味性、游戲性，極大地激發(fā)了學生的參與熱情。教師對任務進行詳細解讀，引導學生先熟悉地球上的地形特點，再選擇合適的材料進行沙盤推演。學生觀察地球儀，圍繞各種地形地貌特點進行交流，與教師展開多重互動，并在教師的指導下掌握了制作沙盤模型的要領，確保了沙盤推演活動的順利開展。STEAM教育理念具有系統(tǒng)構建的屬性。在上述教學中，教師組織觀察活動，布設沙盤制作任務，項目化學習設計到位，對學生形成了多點觸動。地球的地表地形特點鮮明，學生對此已有一定認知，但缺乏沙盤推演經歷，面對這項學習任務，會產生畏難心理。教師進行有針對性的設計，給予學生學法上的支持，確保了沙盤推演活動的順利開展，強化了學生的研學體驗。四、促進項目化生活對接，實現(xiàn)研學內化項目化學習的核心是全面發(fā)展，而并非某一項突出。教師引導學生在日常生活中發(fā)現(xiàn)、探索、分析、解決科學問題，可以為學生規(guī)劃清晰的學習路徑，理順知識脈絡?！鞍l(fā)現(xiàn)問題—尋找方法—解決問題—驗證效果”，是STEAM教育所倡導的研學路徑。在基于STEAM教育理念的科學教學中，教師不僅要充分考慮學生的接受實際，做好生活對接，推出更多合適的項目化學習任務，吸引學生主動參與活動；還要引導學生將在研學過程中學到的方法運用到日常生活中，實現(xiàn)研學內化。如教學第四單元《云和霧》一課時，教師先拿出一副眼鏡，用嘴哈氣，鏡片上頓時出現(xiàn)了一些白霧。學生觀察到這個現(xiàn)象，對霧有了一定認識。教師再讓學生觀察天空中的云，并提問：“天上的云和早晨的霧有什么相同點和不同點？請你結合生活經驗想一想、說一說?！庇谑牵瑢W生紛紛調動自身生活經驗進行思考，提出了不同的看法。然后，教師利用多媒體展示生活中的云和霧的圖片，并引導學生進行辨別。學生積極交流探討，分享各自觀點，逐漸達成共識：云和霧都屬于水的不同形態(tài)。其相同點在于由水汽組成。不同點在于云比較厚重，故懸浮在高空中；霧則比較單薄，故籠罩在地面上，特別是凹地積聚有更多的霧氣。在上述教學中，教師設計生活化項目學習任務，要求學生結合生活經驗進行深度思考和歸納總結，加深了學生的學習體驗。學生在生活中常?？梢钥吹剿Y的現(xiàn)象，通過思考和比較，對云和霧有了更直觀的了解。教師課上利用眼鏡進行實驗操作，引導學生進行觀察，不僅能讓學生對云和霧有一個直觀的了解，還能使學生在比較辨析中深刻認識到二者的區(qū)別。云和霧是水的不同形態(tài)，也是水循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，學生對此有生活經驗積累。教師展開對應設計，成功調動了學生的學習主動性，使學生掌握了辨析生活中常見現(xiàn)象的方法，實現(xiàn)了研學內化。五、創(chuàng)新項目化任務設計，拓寬研學視野教師需要傳授給學生思維方式，而非單純的學科知識。教師在開展項目化訓練時可以適當創(chuàng)新任務設計，讓學生發(fā)揮主觀能動性，圍繞目標自主解決問題。學生可以根據(jù)自身特點，選擇適合自己的方法來探索、分析和解決問題。一定程度的自由能令學生保持高度的熱情和興趣，其探索效果會更為顯著。在自主解決問題的過程中，學生發(fā)展了學科思維，拓寬了研學視野，提高了學科能力。小學生對生活中的科學現(xiàn)象最為好奇。教師客觀分析學情，結合教材內容設計科學訓練任務，滲透項目化學習內容，能為學生創(chuàng)造更多的研學機會。如教學第四單元《雨和雪》一課時，對雨和雪這兩種生活中常見的水的不同形態(tài)，學生都比較熟悉。教師先組織學生說說雨和雪的特點，再推出研學任務：“水經歷了一個復雜的運動過程，最后以雪的形式呈現(xiàn)出來。請你閱讀教材中的相關內容，畫出這一過程的示意圖，并參與小組討論，說說‘雪的成長?！苯處煿膭顚W生借助生活經驗展開小組研討，營造了積極活躍的課堂互動氛圍。學生借助示意圖對雪的形成過程進行具體梳理和歸納總結，并將這一過程訴諸口頭表達，充分展示小組學習的成果，成功構建了學科認知體系。教師設計畫示意圖、討論、解讀等學習任務，給予學生較高的自由度，加上有生活經驗的支持，學生都能自主完成項目化學習任務，在小組研學過程中構建學科認知體系。綜合性學習活動具有一定的創(chuàng)造性，學生對此有新鮮感，能積極主動地參與其中，從而拓寬自身的研學視野。六、推出項目化科研任務，發(fā)展研學素養(yǎng)教師組建科學小組，分配項目科研任務，能使學生在完成任務的過程中提高動手、動腦能力?？蒲腥蝿諏πW生來說有一定的難度，而STEAM教育理念鼓勵學生迎難而上，在不斷試錯中聽取不同的聲音，嘗試不同的做法，并結合自身實踐進行探索，獲取實用知識，發(fā)展科學素養(yǎng)。學生是學習的主體。教師圍繞學情推出項目化科研任務，讓學生與教師一起行動，能夠激活學生的思維，培養(yǎng)其良好的學習習慣。教師需要結合學生的年齡和認知特點篩選并推出合適的項目化科研任務，為學生的項目化學習帶來全新的感受和體驗。如教學第五單元《刺激與反應》一課時，教師設計了以下三個項目化學習任務。其一，同桌之間玩一玩教材中的“翻轉打手”游戲，比比誰的反應更快。小學生對游戲情有獨鐘，自然積極響應，課堂氣氛很快就活躍起來。其二，觀察一下身邊有哪些現(xiàn)象體現(xiàn)了人體會根據(jù)環(huán)境變化做出反應。學生結合生活經歷，提到增減衣服是人體根據(jù)外界氣溫升降采取的應對措施。其三，起跑訓練。每個人在起跑時的反應速度都不同，可以實際測試一下，看誰的反應速度最快。這三個任務都與學生的生活經歷或興趣愛好聯(lián)系緊密。學生在完成任務的過程中能有效內化學科知識，發(fā)展自身的研學素養(yǎng)。在上述教學中，教師設計一系列項目化學習任務，為學生提供了更多學習機會。在任務設計的過程中，教師有意識地滲透研學目標要求，成功點燃了學生的學習熱情。學生主動進入學習環(huán)節(jié)，在實踐體驗中逐漸形成學科認