（泉州市第二实验小学，福建泉州 362000）

在2017 年教育部颁布的小学科学课程标准中，增加了技术与工程领域的课程内容，强调运用科学、技术和工程创造丰富多彩的人工世界，倡导跨学科学习方式，指出STEM 是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。可见，STEM教育已走向科学教育的核心区，是发展学生核心素养的体现，是培养学生解决实际问题关键能力的需要。在小学科学课堂教学中，以STEM 理念指导教学设计，搭建学习活动，开展学习评价等，落实关注学生主体，深化“做中学，学中思，学以用”的探究学习，培养学生分析问题与解决问题能力、交流与合作能力，发展创造性、批判性思维，培育求善、求真、求美的热爱科学的品质等，从而全面提升科学素养。本文以教科版二年级上册《做一顶帽子》为例，阐述基于STEM 理念的小学科学课堂教学实践。

一、跨学科融合，设计学习目标

STEM 教育理念的内涵是跨学科融合，即跨越学科界限，把科学、技术、工程、数学等学科的知识和方法进行融合应用，解决实际问题。在教学中，倡导以项目式学习、解决实际问题为导向的课堂体验，转变传统单一学科知识学习的形势，突出跨学科、综合性、整体性、情境性、实践性、协作性、实证性的深度学习。在教学设计时，要分析完成任务所需要的知识与方法的支撑，明确学习流程和学习目标，罗列出科学、技术、工程、数学的具体目标要求，基于目标设计教学课时、教学流程、教学评价等，突出不同学科教学方法的融合应用，为设计各项体验活动、梳理知识与能力找准落脚点。

例如，《做一顶帽子》一课，在教学目标设计时，要体现STEM 不同学科在本课教学活动中的具体目标，针对二年级学生的心理特征和认知规律，设计恰当的学科学习目标，为解决实际问题及搭建更丰富、更适合学生动手探究体验的活动指明方向，突出科学知识应用、工程图纸设计、工具技术使用、数学测量周长大小等活动设计。在制作帽子前，要明确相关材料的性能与用途，知道不同材料采用不同结构组合，能制作出功能造型各异的帽子；设计结构图时，能借鉴生活中常见帽子的样子，简单设计自己要制作的样式；动手制作时，会用皮尺测量头围大小，制作适合的自己佩戴的帽子，会运用剪刀、胶布等工具，加工粘合各部分的连接处；在测试时，能对照制作任务要求进行检验，及时调整与优化。各学科具体学习目标设计见表1。

二、搭学习支架，理清活动结构

STEM 理念下的课堂教学，以项目式学习为驱动任务，以问题为引领，不断推动教学活动的深入。因此，在解读任务、梳理问题时，教师需要明确项目任务关联的学科领域知识与相关课程标准的联系，掌握学生的已有知识水平和能力结构，根据跨学科融合制定的学习目标，设计支持完成任务相对应的教学活动，为学生顺利完成项目任务搭建适合探究体验的脚手架。

例如，《做一顶帽子》一课，根据已经制定的学习目标，结合学生已有知识结构与能力水平，对各项任务进行分析、细化和整合，梳理本课体验活动流程，从而确定教学活动内容和形式。在搭建体验活动时，要突出STEM 课程跨学科学习活动的设计理念，其基本活动主要包含问题驱动、明确任务；绘制草图、方案论证；动手搭建、完善模型；检测调试、迭代优化；展示交流、评价反思等五个环节。在解决制作帽子的体验活动过程中，遵循建构主义的学习理念，鼓励学生小组协作、主动探究，反复尝试与分析，不断修正与改进，探寻制作帽子的最优策略，成功制作出一个牢固、适合且美观的帽子，最后进行展示评价、体验欣赏。具体学习流程见表2。

表1 《做一顶帽子》学习目标

表2 《做一顶帽子》学习流程活动安排

三、真问题情境，驱动学习任务

STEM 教育理念的核心是创设真实情境的问题，以问题驱动学习任务，在探索中寻找问题的解决办法，学习活动随着解决问题不断深入，直至挑战任务成功。真实问题情境能够促进学生主动地参与学习，以头脑风暴、小组合作等方式，激活学习思维，在解读情境任务中确认目标、寻找资源、建构路径、解决问题等，实现科学、技术、工程、艺术、数学等学科之间的相互融合，充分调动学生的高级思维来解决问题，达到知识应用的深层次学习和理解性学习。STEM 理念对课程任务进行情境化表述，使任务更容易与学生的经验联系起来。［1］因此，要注重创设能够吸引学生兴趣并提出问题的情境，突出真实且贴近学生生活，与学生的日常活动紧密结合，确保学生理解自己的任务和挑战是什么，并感到有挑战性。

例如，《做一顶帽子》一课，在提出研究任务时，立足学生的学习生活实际，创设问题情境：“同学们，今年校园科技节要举办帽子时装秀，展示造型和功能各异的自制帽子。本次活动需要参赛人员以小组为单位，运用身边的环保材料，设计制作一顶帽子，要求牢固、适合，舞台效果好。你们需要完成分析、设计、制作、测试、展示等任务，期待你们精彩的表现。”利用学校举行的每年一届的科技节活动为真实情境，创设一个适合学生年龄特征的挑战任务，留足时间和空间，充分调动学生积极参与学习探究的热情。通过经历一系列的体验活动，促使学生应用所学知识制作牢固、精美、有创意的帽子，提升学生的综合能力。

四、重探究体验，鼓励尝试创新

STEM 理念下的教学过程，注重创设活动体验，让学生在体验尝试中不断反思，在一次次试错中不断修正，优化解决问题的策略，促进学生在反思内省中发展。体验活动往往是不断发现问题并解决问题的过程，需要不断尝试，在问题中再设计、再制作，再测试、再改进，很多优秀产品都是在不断迭代中诞生的。［2］在STEM 课程解决问题的过程中，学生经历解读问题明确任务、探讨思路设计方案、交流质疑完善设计、对照设计选择器材、团结协作搭建模型、反馈测试优化产品等探索过程，每一个学习体验活动是相对灵活、开放的，在探讨解决问题的方法时，没有绝对的答案，更多是通过头脑风暴的形式寻求问题的解决方案。通过协作和动手探究的方式开展学习活动，对所要解决的问题任务进行原型的设计和建造，在交流研讨、反复试错的过程中，不断优化解决问题的方法，并最终完成解决问题的任务。整个过程注重探究以及对实践过程的反思，在交流、借鉴和调整中，不断反思改进解决问题的策略，在实践—认识—实践中，不断优化创新，进而提出新的问题，激励学生实施新一轮的探索研究。

例如，《做一顶帽子》一课，学生亲历“选择做什么样子的帽子，分析制作帽子的结构、材料及制作方法，设计制作帽子的款式，优化设计制作方案，动手制作帽子，对照标准测试调整优化，展示评价反思，进一步改进提升”这一完整的体验过程，在活动中有独立思考，有团队合作，有交流评价；有设计绘图，有动手搭建，有产品测试。学生在层层递进的活动体验中，像科学家、工程师一样，在动手动脑中探索解决问题的策略，精益求精，制作牢固、适合、精美的帽子，为科技节“帽子秀”活动而努力。在解决问题、完成任务的过程中，学生分析与解决问题能力、交流与合作能力、动手实践和创新能力，以及追求真、善、美的热爱科学的品质等，都得到培养和提升。

五、用评价量规，助推活动实施

基于STEM 理念的教学评价，要继承传统科学课评价学生过程性与终结性评价相结合的方法，但更加突出学习过程的形成性评价，结合课程流程设计，采用量规进行评价。量规是一种真实性评价的方式，适合进行形成性评价。［3］量规评价从学习目标分级细化、研讨交流语言表达、团队合作达成效果等方面，设计评价量表。针对学习任务，从科学知识掌握，工程设计、制作、检测、优化，参与合作等方面进行描述，让学生在学习过程中，清楚自己要做什么、怎么做以及做成什么样的效果。指导学生层层深入，开展相对应的学习活动，全面指导学习活动的实施。教师设计指导活动和评价要素，使小组合作更深入，充分调动每一个学生的潜能，为解决问题出谋献策，在反复实践中优化解决方案。

例如，《做一顶帽子》一课，在设计学习活动评价量表时，主要从设计帽子、选择材料、制作工艺、功能效果、交流展示，分工合作和学习习惯等方面进行评价，分别制定详细的评价量化标准及分值。在学习流程提出制作帽子任务时，就需要给学生呈现本评价量表，组织学生解读本表并明白解决任务过程中具体的衡量标准与评价计分情况，明确制作帽子中各个体验活动所要达成的目标与效果，最终结合评价得分情况，评选出最佳小组，从而激发学生的探究热情。这样的评价量表，体现学生在做中学、学中思、学以用的探究过程及探究实效，对学生解决实际问题能力、沟通协作能力、创新创造能力和科学态度等素养培养进行量化评价。学习活动评价量表详见表3。

表3 《做一顶帽子》学习活动评价量表

总之，教师要深刻领会小学科学课程标准的精神，全面落实立德树人的根本任务，深入学习掌握STEM 教育理念的内涵与核心要义，理清基于STEM 理念的科学课堂教学实践特质，突出跨学科融合、真实情景创设、注重探究体验、评价测试反馈等。以STEM理念引领科学课堂教学方式的改革，转变科学课堂教与学的方式，突出以学生为中心，构建发展学生核心素养的小学科学教学的新策略，从而促进学生科学思维和解决实际问题能力的培养与提升，为社会培养创新型人才奠定基础。