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STEAM理念下项目化学习的实践初探
——以“模拟安装照明电路”为例

2022-11-20浙江省衢州市柯城区礼贤小学324000赵风云

中小学实验与装备 2022年1期
关键词:房间电路科学

浙江省衢州市柯城区礼贤小学(324000) 赵风云

目前,小学科学教学中的项目化学习一般都是在STEAM理念下进行,以科学知识和项目设计为主要途径,不断地用驱动性问题贯穿课堂,让学生自主地进行项目化学习。本文重点阐述在小学科学教学过程中,以STEAM理念下的项目化学习为主线,学生自主实施项目化学习过程中所遇到的一些问题以及解决这些问题的途径。从学生的生活热点着手引导,让学生通过项目化学习,既能够用科学思维思考问题,又能用综合学科技能解决问题。整个学习过程包括设计方案、实施和改进过程、最终目标达成等,既提高了学生的科学素养又提高了学生发现和解决问题的能力。

1 依据目标“定”真项目

笔者叙述的内容主要是教科版小学科学四年级下册第2单元“电路”的第8课,属于物质科学范畴,本课的主要科学概念目标:选择不同的材料,可以连接出不同的电路;工程的关键是设计,可以通过建造模型来测试自己的设计并进行有针对性的改进;科学探究目标:根据已经掌握的电路知识,按要求设计电路;根据设计,“安装”电路到房间中。本课是电路单元学习的总结课,是典型的科学与工程实践课,突出体现技术与工程领域目标中“工程的关键是设计”的要求。通过前期的学习,学生已经知道了怎样连接一个电路和怎样用开关来控制电路的通与断。本课以设计一个房间照明电路为工程任务,明确安装在小房间中作为限制条件,学生要综合书桌、床、窗户等因素,通过项目组合作的方式进行工程设计活动。由于受到各方面限制,安装房间照明电路不是本课目的,以真实任务驱动学生应用单元知识进行工程设计活动才是本课的核心内容与目标[1]。

“电”在我们生活中随处可见,但出于用电安全的考虑,学生平时对电的研究是比较有限的,四年级学生对电学知识还是处于比较好奇的阶段,知道电能是我们生活中最重要的能源之一。本节课学生会迎来一个新的挑战,通过工程实践活动,培养学生解决“技术与工程实践”问题的能力。本案例分为两个课时,内容包括:按照两个开关分别控制两盏灯的要求设计、改进和组装照明电路。

2 创设情境“做”真项目

2.1 问题与聚焦

当今社会大家聊得较多的话题就是房子,房价一涨再涨,装修市场也是鱼龙混杂。如何装修困扰着很多人,老师也被装修困扰着,那么,请同学们来给你自己的房间设计一个房间照明电路。按照学生的已有经验,房间既可以看书学习又可以当卧室睡觉,照明灯和阅读灯由两个开关控制。根据学生自己提出的安装要求,开始“模拟安装照明电路”的项目化探究活动。

2.1.1 活动一:设计和改进房间照明电路图

(1)学生根据提供的材料,项目组讨论并设计好床、书桌和窗户的位置,并用相应的粘贴纸将其贴到相应的位置。

(2)设计电路:需要设计标注两盏电灯、两个开关的位置(房间需安装两盏电灯即照明灯和阅读灯,并由两个开关分别控制)。

(3)小组讨论并画设计图。

(4)交流并完善设计,请学生汇报小组设计。交流时重点关注小灯泡和开关的位置。交流后,让小组完善设计。

各个项目组的设计图并不要求一样,教师鼓励学生用不同的设计图,这样有利于培养他们的创新能力和发散思维。通过各个小组的交流和展示,引导学生发现能够让两个开关分别控制两盏灯的相似之处:一个开关和照明灯应该同另一个开关和阅读灯并联,总结出设计的标准是:实用、科学、美观、创意。按照以上标准将自己的设计图进行修改。

2.1.2 活动二:组装和改进房间照明电路

在此活动中,学生在设计房间照明电路的基础上,学习如何组装房间照明电路,并能够根据标准将自己的房间照明电路进行改进。在组装照明电路时,教师给学生提供不同的房间模型,让学生体验不一样的安装过程。

活动时,教师应该给足学生组装和改进的时间,学生分小组进行组装,组装完成后将其作品呈现在教室的两侧,以供同学们之间相互学习与评价。

教师根据学生生活的实际情况,设置基本款、时代款、科技前沿款,目的是让学生能够根据自己的设计图,选择合适的材料给房间安装照明电路,在安装房间照明电路时必须满足条件和标准。学生通过亲身经历、动手组装房间照明电路的实践,并利用组装过程中获得的经验,分析总结出安装照明电路的关键和要点。通过项目化探究学习,教师把课堂还给学生,最大限度地发挥学生的探究能力和思维能力。

2.2 学习评价

俄国教育家乌申斯基说过:“良好的习惯是人在他的神经系统中所储备的资本。这个资本不断增值,而人在其一生中,就会享受着它的利息。”学生的学习习惯,对于他们的学习和生活是非常重要的。其实科学的学习很容易引起学生的兴趣,尤其是小学生,有着无穷无尽的好奇心,而养成良好的学习态度和兴趣不仅有助于学生的科学学习,更重要的是有助于学生今后的学习和生活,对于孩子的一生都是有益的。而四年级学生已经有了一定的知识和能力的积累,教师可以使用一些具有针对性的评价策略激发学生思考的能力,让学生有所想、有所做、有所思。

笔者认为评价包括对学习过程的评价和学习结果的评价,每一个教学过程中都应该有评价,有学生互评、学生自评、教师对学生的评价。评价不仅仅有助于学生的学习,还有助于教师专业水平的提高。

3 回顾反思“看”项目

3.1 觅情境“真”项目

STEAM理念下的项目化学习是教师提供真情境,学生遇到真问题,并带着真问题进行深入思考和学习,并通过小组合作的学习方法一步一步找到答案,这也是STEAM教学和传统教学不同的地方。教师引导学生关注真问题——装修,同时提出装修的目标,让学生积极主动地进行项目化学习,在此过程中解决不断出现的问题,又在解决问题中不断向答案靠近。学生在整个学习过程中经历了真实问题——小组分析——设计图纸——小组交流——改进设计——模拟组装——改进组装——展示与评价等步骤,提高了学生的思维能力和解决问题的能力。

3.2 跨学科“实”探究

STEAM理念下的项目化学习是一门融学科的课程,其开放性比较强,以提高学生学习科学的核心素养为目标。项目化学习与STEAM完美契合,只要利用好项目化学习,就能够将跨学科的各种元素进行有效整合。在“模拟安装照明电路”项目化学习中,学生需要灵活地运用跨学科知识并经历设计和改进过程,完成其照明电路的合理安装,从而自然而然地提高科学素养[2]。

3.3 做探究“善”项目

STEAM理念下的项目化学习不是简单的一节课,而是需要学生通过比较长的时间思考、实践、探究与交流来完善其方案的一种学习方式。在“模拟安装照明电路”项目化学习中,教师根据四年级学生已有的知识和能力水平,让学生通过设计与改进房间照明电路图和组装与改进房间照明电路两个活动,让学生在逐步摸索、一环扣一环的实践过程中学会提出问题、探究问题、反思与改进,最终完善项目[3]。

“模拟安装照明电路”这一课是在STEAM理念下项目化学习的实践探究,基于真实问题的探究学习,强调学生自主设计、实施、改进与完善工程项目的过程,通过不断地驱动,培养和提高学生设计和解决问题的能力。笔者在实施项目化学习的过程中也发现了很多不足,例如教师对学生认知水平把握不精准、对学生发现问题与解决问题的能力预估不足等。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”,笔者须在今后的教学中不断探索和学习,让STEAM理念下的项目化学习方式更好地为学生服务,提高他们解决问题的能力。

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