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STEM教育理念在小学科学微项目中的运用

摘要：小学科学在素质教育背景下非常重要。新课程标准提出小学科学是一门体现科学本质的综合性课程，学习系统的科学课程有利于提高学生的科学学习能力，使其逐渐形成正确的世界观、人生观和价值观。STEM教育理念下的项目式教学的组织与实施能够凸显科学的本质，将学生放在主体位置上，为学生建立多元化科学探究与实践平台，从而有效提升学生的科学素养。

关键词：小学科学；STEM教育理念；项目式学习

STEM教育理念是一种以项目式学习为主，以问题解决为导向的课程组织方式。教师要以科学课程为桥梁，将科学、技术、工程、数学等内容有机融合，结合学生的兴趣、爱好、能力等多方面因素，设计综合性的科学活动任务，从而达到提升学生的科学综合能力的目标。STEM教育理念下的小学科学课程注重学生的主体地位，教学设计符合学生的学习需求，能有效培养学生的科学创新与实践精神，从而促进学生科学素养的提升。

一、以目标为核心，明确项目式学习的主题

STEM教育理念下的项目式学习是以学生为主体，以问题为中心，学生在教师的指导下完成或自主完成某一项目活动的过程。在此过程中，教师要尊重学生的主体地位，借助项目式学习，调动学生参与科学探究的内驱力，并检测学生迁移科学知识、解决问题的能力，促进学生发展［1］。因此，STEM教育理念下小学科学项目式学习的组织与实施首先要有明确的目标，要以目标为基础，聚焦学科的核心概念，激发学生的学习动机，打造符合小学阶段学生学情的小学科学项目式学习平台。

下面笔者结合《电路中的开关》这一节内容和新课程标准要求，谈谈具体的实施策略。以核心素养培养为基础的目标设计，立足学生学情，以学生为主体，从四个维度设计了详细的教学目标，又从教学目标中分离出了教学重难点：把设计并制作开关作为项目的核心目标，在设计和制作开关的过程中理解开关的作用是接通或者断开电路，控制电路中的电器元件的工作状态；同时认识开关的结构和材质，知道有的部件需要用导体作为材料，而有的地方必须用绝缘体作为材料。故项目流程是先让学生组装一个简单的电路，再让学生学习发送SOS信号，引出“需要用开关来控制小灯泡的亮与灭”这一内容，然后完成开关的设计、制作、测试等系列活动。如此，在项目活动结束时，学生自然能较好地完成本课目标，掌握科学知识，提高相关技能，形成正确的情感态度与价值观。基于此，笔者对本节课教学做了以下设计。

活动一：认识开关

师：我们可以用什么装置来控制小灯泡的亮和灭呢？

生：开关。

师：对，是电路中的开关。泡泡、果果在孤岛上发现了一个漂流箱，里面有金属回形针、包塑回形针、金属图钉、包塑图钉等材料，你们能不能利用这些材料帮他们设计一个开关呢？

生：能！

师：在动手做开关之前我们首先要做什么？

生：观察开关、了解开关、认识开关、选材料。

师：开关有哪些结构？这些结构是由什么制作的？可以用什么材料代替？请以小组为单位讨论一下，把你们的想法画出来。

生：我们选择木块作为开关的底座，因为木块是绝缘体；选择大头钉作为导线的接触点，因为大头钉是金属做的，是导体。大头钉与导线接触的地方叫接触点，把两个接触点连起来，就是“连接杆”。我们找到了相应的材料来制作开关的主要结构。发现有的地方需要用导体，有的地方需要用绝缘体，从而实现开关的功能。

师：讨论了这么多，如果你们觉得其他小组的发言中有可以借鉴的地方，就可以进行相应的改进。如果讨论后还是觉得原来的好，就可以维持原样。到底成不成功，现在就让我们来试试。请你们根据自己的方案来选择要用的器材，如果在使用的过程中觉得材料不合适的可以替换。

二、以兴趣为依托，开展项目式学习和互动

STEM教育理念下小学科学教学活动的落实要立足学生兴趣，从多方面入手，打造符合学生发展需求的项目流程。在项目实验的准备阶段，教师通过师生互动模式，借助多媒体教学资源，创设符合学生学习需求的多元化平台，为后续项目实验的开展做准备。因此，笔者创设了相应的故事情境作为本节课的导入，让学生帮助泡泡和果果解决一些麻烦。泡泡和果果在海上遭遇了暴风雨，船只倾覆了，他们漂流到了一座荒岛上。夜幕降临，漆黑的小岛让人感到恐惧，但他们在岛上废弃的军工厂里找到了一些零件，如导线、小灯泡、电池等。他们打算组装一个简单的电路。在这样的情境下，教师鼓励学生，让学生帮助泡泡和果果组装一个简单的电路，解决照明问题。接下来，还要想办法帮助泡泡、果果逃出荒岛。组装的电路不仅可以解决照明问题，还可以用来发送求救信号——SOS，光线发射方法为“短光—长光—短光”，发送求救信号需要开关来控制。学生因为要动手发送信号，参与积极性较高，而且完成后获得了很强的成就感。教师通过生活化情境的创设，将具体的科学知识与故事情境进行紧密结合，引导学生初步讨论、交流开关的各个结构，并思考哪里必须用绝缘体，哪里必须