小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究課題報(bào)告目錄一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究開(kāi)題報(bào)告二、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究中期報(bào)告三、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究論文小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究開(kāi)題報(bào)告一、研究背景意義

在當(dāng)前教育改革向縱深發(fā)展的浪潮中，STEM教育以其跨學(xué)科整合、實(shí)踐創(chuàng)新的核心特質(zhì)，成為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要路徑。小學(xué)科學(xué)作為激發(fā)學(xué)生好奇心、培育科學(xué)思維的啟蒙學(xué)科，科學(xué)實(shí)驗(yàn)始終是其教學(xué)的靈魂——當(dāng)學(xué)生親手操作、觀察現(xiàn)象、提出猜想時(shí)，科學(xué)的種子便在心中悄然萌芽。然而傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)往往孤立于知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證，缺乏與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的聯(lián)結(jié)，學(xué)生的探究易停留在“照方抓藥”的層面，難以體驗(yàn)科學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的完整過(guò)程。將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目深度融合，正是對(duì)這一困境的突破：它以實(shí)驗(yàn)為載體，以工程思維為橋梁，以數(shù)學(xué)工具為支撐，以技術(shù)手段為延伸，讓科學(xué)探究從“課本走向生活”，從“單一走向綜合”。這種結(jié)合不僅順應(yīng)了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的倡導(dǎo)，更承載著更為深遠(yuǎn)的意義——當(dāng)學(xué)生在完成“設(shè)計(jì)雨水收集裝置”“搭建自動(dòng)澆花系統(tǒng)”等STEM項(xiàng)目時(shí)，他們不僅在驗(yàn)證科學(xué)原理（如水的循環(huán)、毛細(xì)現(xiàn)象），更在經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—設(shè)計(jì)方案—?jiǎng)邮种谱鳌獪y(cè)試改進(jìn)”的真實(shí)科研歷程，這種沉浸式的體驗(yàn)將點(diǎn)燃他們對(duì)科學(xué)的持久熱愛(ài)，培育其批判性思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為其未來(lái)成為創(chuàng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)的啟蒙基礎(chǔ)。

二、研究?jī)?nèi)容

本研究聚焦小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的結(jié)合實(shí)踐，核心在于探索二者融合的有效路徑與實(shí)施策略。具體而言，首先將梳理小學(xué)科學(xué)各年級(jí)核心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分析其與STEM教育中跨學(xué)科元素的契合點(diǎn)，例如“植物的生長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)可融入工程設(shè)計(jì)（制作植物生長(zhǎng)觀察箱）、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)（記錄生長(zhǎng)數(shù)據(jù)）、技術(shù)應(yīng)用（利用傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境）等，構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)為基、STEM為翼”的模塊化教學(xué)框架。其次，將結(jié)合不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)系列融合案例，如低段側(cè)重“趣味實(shí)驗(yàn)+簡(jiǎn)單制作”（如“不倒翁的秘密”結(jié)合平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)），中段強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)探究+問(wèn)題解決”（如“電路連接”結(jié)合設(shè)計(jì)小夜燈），高段突出“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新+項(xiàng)目挑戰(zhàn)”（如“浮力原理”結(jié)合制作能承載重物的船模），形成梯度化的項(xiàng)目資源庫(kù)。同時(shí)，研究將關(guān)注融合過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題：如何引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提煉真實(shí)問(wèn)題？如何在STEM項(xiàng)目中平衡科學(xué)原理的深度與跨學(xué)科廣度？如何通過(guò)多元評(píng)價(jià)（如實(shí)驗(yàn)記錄單、項(xiàng)目成果展示、小組互評(píng)）全面反映學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展？這些問(wèn)題的探索，將為一線教師提供可操作的實(shí)踐范式，推動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)從“知識(shí)驗(yàn)證工具”向“素養(yǎng)培育載體”的轉(zhuǎn)型。

三、研究思路

本研究將以“問(wèn)題導(dǎo)向—理論支撐—實(shí)踐探索—反思優(yōu)化”為主線，形成螺旋上升的研究路徑。前期通過(guò)文獻(xiàn)研究梳理STEM教育與科學(xué)實(shí)驗(yàn)融合的理論基礎(chǔ)，如建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、探究式學(xué)習(xí)理論，并結(jié)合對(duì)當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀調(diào)研（通過(guò)課堂觀察、教師訪談、學(xué)生問(wèn)卷），明確融合實(shí)踐中存在的“學(xué)科割裂”“形式大于內(nèi)容”“評(píng)價(jià)單一”等核心問(wèn)題?；诖?，本研究將構(gòu)建“目標(biāo)融合—內(nèi)容融合—過(guò)程融合—評(píng)價(jià)融合”的四維融合模型，即以科學(xué)素養(yǎng)與STEM核心素養(yǎng)共同為目標(biāo)，以跨學(xué)科主題內(nèi)容為載體，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程為紐帶，以過(guò)程性評(píng)價(jià)與表現(xiàn)性評(píng)價(jià)相結(jié)合為保障。在實(shí)踐環(huán)節(jié)，選取不同年級(jí)的實(shí)驗(yàn)班級(jí)開(kāi)展行動(dòng)研究，教師團(tuán)隊(duì)依據(jù)融合模型設(shè)計(jì)教學(xué)方案，實(shí)施“實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入—STEM任務(wù)驅(qū)動(dòng)—合作探究—成果展示—反思改進(jìn)”的教學(xué)流程，并在過(guò)程中收集學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)（如實(shí)驗(yàn)操作記錄、項(xiàng)目設(shè)計(jì)草圖、小組討論視頻）、教師教學(xué)反思日志、課堂觀察記錄等一手資料。每輪實(shí)踐后，通過(guò)數(shù)據(jù)分析（如學(xué)生前后測(cè)成績(jī)對(duì)比、質(zhì)性?xún)?nèi)容分析）評(píng)估融合效果，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題（如部分學(xué)生跨學(xué)科知識(shí)遷移能力不足、項(xiàng)目耗時(shí)影響教學(xué)進(jìn)度）調(diào)整教學(xué)策略，最終形成具有推廣價(jià)值的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的教學(xué)指南、案例集及評(píng)價(jià)工具，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生連接科學(xué)與生活的“活教材”，讓STEM理念扎根小學(xué)課堂，滋養(yǎng)每一個(gè)孩子的科學(xué)夢(mèng)想。

四、研究設(shè)想

基于前期構(gòu)建的“目標(biāo)—內(nèi)容—過(guò)程—評(píng)價(jià)”四維融合模型，本研究將以“真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、學(xué)科深度整合、素養(yǎng)持續(xù)生長(zhǎng)”為核心，在小學(xué)科學(xué)課堂中系統(tǒng)推進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的結(jié)合實(shí)踐。研究設(shè)想聚焦三個(gè)維度：一是場(chǎng)景化落地，將抽象的融合理念轉(zhuǎn)化為可操作的教學(xué)場(chǎng)景，例如在“植物的生命周期”單元中，學(xué)生不僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究種子萌發(fā)的條件（科學(xué)實(shí)驗(yàn)），更需基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)智能種植箱（STEM項(xiàng)目），整合傳感器技術(shù)（監(jiān)測(cè)溫濕度）、數(shù)學(xué)建模（生長(zhǎng)曲線預(yù)測(cè)）、工程設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)優(yōu)化），讓科學(xué)原理在真實(shí)任務(wù)中“活”起來(lái)；二是動(dòng)態(tài)化調(diào)整，采用“設(shè)計(jì)—實(shí)施—反思—迭代”的行動(dòng)研究循環(huán)，教師團(tuán)隊(duì)每?jī)芍荛_(kāi)展一次教研，針對(duì)學(xué)生在跨學(xué)科知識(shí)遷移（如將實(shí)驗(yàn)中的“毛細(xì)現(xiàn)象”應(yīng)用于自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)）、項(xiàng)目協(xié)作（分工解決“如何防止土壤板結(jié)”等子問(wèn)題）中的表現(xiàn)，及時(shí)優(yōu)化項(xiàng)目任務(wù)難度與支持策略，避免融合流于形式；三是生態(tài)化延伸，打破課堂邊界，將實(shí)驗(yàn)與項(xiàng)目延伸至家庭與社區(qū)，例如“家庭垃圾分類(lèi)與資源化”項(xiàng)目，學(xué)生需通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究不同垃圾的分解速率（科學(xué)），設(shè)計(jì)分類(lèi)回收裝置（工程），統(tǒng)計(jì)社區(qū)垃圾數(shù)據(jù)（數(shù)學(xué)），利用編程技術(shù)制作宣傳小程序（技術(shù)），形成“課堂實(shí)驗(yàn)—家庭實(shí)踐—社區(qū)應(yīng)用”的閉環(huán)，讓科學(xué)探究成為連接生活與成長(zhǎng)的紐帶。

研究將選取兩所不同辦學(xué)層次的小學(xué)作為實(shí)驗(yàn)基地，覆蓋低、中、高三個(gè)學(xué)段，每個(gè)學(xué)段選取2個(gè)實(shí)驗(yàn)班與2個(gè)對(duì)照班，通過(guò)前測(cè)（科學(xué)素養(yǎng)與STEM能力基線評(píng)估）確保樣本可比性。在實(shí)驗(yàn)班，教師依據(jù)融合模型開(kāi)展教學(xué)，每單元至少完成1個(gè)“科學(xué)實(shí)驗(yàn)+STEM項(xiàng)目”的整合案例；對(duì)照班采用傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。研究將采用混合研究方法：量化層面，通過(guò)科學(xué)概念測(cè)試、項(xiàng)目成果評(píng)分量表、團(tuán)隊(duì)協(xié)作觀察記錄表收集數(shù)據(jù)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班在知識(shí)應(yīng)用、創(chuàng)新能力、問(wèn)題解決能力上的差異；質(zhì)性層面，通過(guò)學(xué)生訪談、教師反思日志、課堂錄像分析，挖掘融合過(guò)程中學(xué)生的情感體驗(yàn)（如“當(dāng)我設(shè)計(jì)的雨水收集裝置成功收集到雨水時(shí)，我突然明白科學(xué)不是課本上的公式，而是能解決實(shí)際問(wèn)題的工具”）、教師的實(shí)踐智慧（如“在‘浮力船模’項(xiàng)目中，我不再直接告訴學(xué)生如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)，而是引導(dǎo)他們通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)‘船底面積與載重的關(guān)系’，讓他們成為真正的探究者”）。為確保研究效度，還將邀請(qǐng)高校STEM教育專(zhuān)家、小學(xué)科學(xué)教研員組成指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，定期對(duì)教學(xué)方案與數(shù)據(jù)分析進(jìn)行研判，避免研究偏離教育本質(zhì)。

五、研究進(jìn)度

本研究周期為24個(gè)月，分為四個(gè)階段推進(jìn)，每個(gè)階段設(shè)置明確的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與任務(wù)目標(biāo)，確保研究有序落地。第一階段（第1-3個(gè)月）：基礎(chǔ)準(zhǔn)備與理論建構(gòu)。完成國(guó)內(nèi)外STEM教育與科學(xué)實(shí)驗(yàn)融合的文獻(xiàn)綜述，梳理核心概念與已有研究成果；通過(guò)課堂觀察、教師訪談、學(xué)生問(wèn)卷，調(diào)研當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與痛點(diǎn)（如“實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)孤立，學(xué)生難以理解科學(xué)原理的實(shí)際應(yīng)用”“跨學(xué)科整合停留在表面，缺乏深度聯(lián)結(jié)”）；基于調(diào)研結(jié)果，細(xì)化“四維融合模型”的操作指標(biāo)，例如“內(nèi)容融合”需明確“科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)”與“STEM跨學(xué)科元素”的對(duì)應(yīng)關(guān)系（如“電路實(shí)驗(yàn)”對(duì)應(yīng)“工程設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)節(jié)能電路”“數(shù)學(xué)計(jì)算—計(jì)算功率與能耗”）。第二階段（第4-9個(gè)月）：案例開(kāi)發(fā)與初步實(shí)踐。組建由小學(xué)科學(xué)教師、STEM教育研究者、技術(shù)工程師（如編程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）組成的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，依據(jù)不同學(xué)段特點(diǎn)開(kāi)發(fā)融合案例庫(kù)：低段聚焦“趣味實(shí)驗(yàn)+簡(jiǎn)單制作”（如“溶解的秘密”實(shí)驗(yàn)結(jié)合“設(shè)計(jì)快速溶解裝置”），中段強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)探究+問(wèn)題解決”（如“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)結(jié)合“設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)溫窗戶(hù)”），高段突出“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新+項(xiàng)目挑戰(zhàn)”（如“簡(jiǎn)單機(jī)械”實(shí)驗(yàn)結(jié)合“制作省力起重機(jī)模型”）；選取2個(gè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)展首輪實(shí)踐，每?jī)芍軐?shí)施1個(gè)融合案例，收集教學(xué)過(guò)程性資料（如學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄單、項(xiàng)目設(shè)計(jì)草圖、課堂視頻），并通過(guò)教師教研會(huì)反思案例的可行性（如“低段學(xué)生動(dòng)手能力有限，需簡(jiǎn)化制作步驟，增加實(shí)驗(yàn)觀察的引導(dǎo)”）。第三階段（第10-18個(gè)月）：全面實(shí)施與數(shù)據(jù)深化。擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)范圍至4個(gè)學(xué)段6個(gè)實(shí)驗(yàn)班，全面應(yīng)用優(yōu)化后的融合案例；同步開(kāi)展量化數(shù)據(jù)收集，包括前測(cè)與后測(cè)（科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試題、STEM項(xiàng)目能力評(píng)估表）、過(guò)程性數(shù)據(jù)（學(xué)生項(xiàng)目成果評(píng)分、小組協(xié)作頻次記錄、課堂發(fā)言質(zhì)量分析）；質(zhì)性數(shù)據(jù)方面，對(duì)20名學(xué)生進(jìn)行深度訪談，了解其在融合學(xué)習(xí)中的認(rèn)知變化與情感體驗(yàn)（如“以前做實(shí)驗(yàn)只是為了得出結(jié)論，現(xiàn)在需要自己想辦法解決問(wèn)題，感覺(jué)像個(gè)真正的科學(xué)家”）；對(duì)10名教師開(kāi)展教學(xué)敘事研究，提煉其融合實(shí)踐中的關(guān)鍵策略（如“用‘驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題’串聯(lián)實(shí)驗(yàn)與項(xiàng)目，如‘如何讓種子在沙漠中也能生長(zhǎng)’，讓學(xué)生帶著真實(shí)需求做實(shí)驗(yàn)、搞設(shè)計(jì)”）。第四階段（第19-24個(gè)月）：成果總結(jié)與推廣轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)分析所有數(shù)據(jù)，驗(yàn)證融合模型的有效性（如“實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在‘提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)方案—?jiǎng)邮謱?shí)踐—改進(jìn)優(yōu)化’的完整探究流程中表現(xiàn)顯著優(yōu)于對(duì)照班”）；整理形成《小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合教學(xué)指南》，包含分年級(jí)融合案例、教學(xué)設(shè)計(jì)模板、評(píng)價(jià)工具包；撰寫(xiě)研究論文與報(bào)告，提煉“以實(shí)驗(yàn)為錨點(diǎn)、以項(xiàng)目為載體、以素養(yǎng)為目標(biāo)”的融合路徑；通過(guò)區(qū)域教研會(huì)、教師培訓(xùn)會(huì)等形式推廣研究成果，讓更多一線教師掌握融合實(shí)踐的方法，推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教育從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”的深層變革。

六、預(yù)期成果與創(chuàng)新點(diǎn)

預(yù)期成果將形成“理論—實(shí)踐—工具”三位一體的產(chǎn)出體系，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革提供系統(tǒng)支持。理論成果包括：《小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合的理論模型與實(shí)施策略研究報(bào)告》，闡明二者融合的內(nèi)在邏輯（如“科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供探究基礎(chǔ)，STEM項(xiàng)目賦予探究意義，二者相互促進(jìn)、螺旋上升”）；《不同學(xué)段科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM融合的銜接機(jī)制研究》，揭示低、中、高學(xué)段在融合深度、跨學(xué)科廣度上的遞進(jìn)關(guān)系（如低段側(cè)重“感知與體驗(yàn)”，中段側(cè)重“探究與應(yīng)用”，高段側(cè)重“創(chuàng)新與遷移”）。實(shí)踐成果包括：《小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM融合案例集（分年級(jí)）》，每個(gè)案例包含“實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)—STEM任務(wù)—跨學(xué)科聯(lián)結(jié)—教學(xué)流程—學(xué)生作品示例”，例如“‘聲音的產(chǎn)生’實(shí)驗(yàn)融合‘設(shè)計(jì)隔音裝置’項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)探究聲音傳播條件，項(xiàng)目環(huán)節(jié)運(yùn)用隔音材料選擇（科學(xué)）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（工程）、分貝測(cè)量（數(shù)學(xué)）、編程模擬（技術(shù)）”；《融合教學(xué)實(shí)施指南》，提供“如何從科學(xué)實(shí)驗(yàn)中提煉STEM項(xiàng)目”“如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科思考”“如何評(píng)價(jià)學(xué)生的融合素養(yǎng)”等具體操作方法，并附教師教學(xué)反思模板與學(xué)生項(xiàng)目記錄手冊(cè)。工具成果包括：《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與STEM能力評(píng)價(jià)量表》，從“科學(xué)概念理解”“實(shí)驗(yàn)操作技能”“工程設(shè)計(jì)思維”“數(shù)學(xué)應(yīng)用能力”“技術(shù)工具使用”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”六個(gè)維度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用等級(jí)評(píng)價(jià)與描述性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式；《融合教學(xué)課堂觀察表》，供教研人員或教師同行使用，聚焦“實(shí)驗(yàn)與項(xiàng)目的聯(lián)結(jié)度”“學(xué)生探究的深度”“跨學(xué)科整合的自然性”等觀察點(diǎn)。

創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在三個(gè)層面：一是路徑創(chuàng)新，突破“實(shí)驗(yàn)+項(xiàng)目”的簡(jiǎn)單疊加，提出“實(shí)驗(yàn)為基、問(wèn)題為引、項(xiàng)目為果”的深度整合路徑，例如在“水的浮力”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系”，更需基于實(shí)驗(yàn)結(jié)論設(shè)計(jì)“能承載雞蛋的船?！保?xiàng)目），過(guò)程中融入“材料選擇（工程）—數(shù)據(jù)計(jì)算（數(shù)學(xué)）—結(jié)構(gòu)優(yōu)化（技術(shù)）”，讓科學(xué)原理成為解決項(xiàng)目問(wèn)題的“鑰匙”，而非孤立的知識(shí)點(diǎn)；二是評(píng)價(jià)創(chuàng)新，構(gòu)建“過(guò)程—結(jié)果—情感”三維評(píng)價(jià)體系，過(guò)程評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究與項(xiàng)目制作中的思維發(fā)展（如“是否從‘照著做’到‘想著改’”），結(jié)果評(píng)價(jià)不僅看項(xiàng)目成果，更看成果背后的科學(xué)邏輯（如“船模設(shè)計(jì)是否體現(xiàn)了浮力原理的應(yīng)用”），情感評(píng)價(jià)通過(guò)學(xué)生訪談、學(xué)習(xí)日記捕捉其對(duì)科學(xué)探究的態(tài)度變化（如“遇到困難時(shí)是否主動(dòng)查閱資料、與同伴討論”），讓評(píng)價(jià)成為促進(jìn)素養(yǎng)生長(zhǎng)的“導(dǎo)航儀”；三是實(shí)踐創(chuàng)新，形成“教師—學(xué)生—社區(qū)”協(xié)同的融合生態(tài)，教師不再是知識(shí)的傳授者，而是探究的引導(dǎo)者與資源的鏈接者，學(xué)生從“被動(dòng)接受”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)創(chuàng)造”，社區(qū)成為項(xiàng)目的“實(shí)踐場(chǎng)”與“展示臺(tái)”（如在社區(qū)廣場(chǎng)展示“雨水收集裝置”項(xiàng)目，向居民介紹科學(xué)原理與應(yīng)用價(jià)值），這種生態(tài)化拓展讓科學(xué)教育超越課堂邊界，真正實(shí)現(xiàn)“從生活中來(lái)，到生活中去”的教育理想。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究中期報(bào)告一、研究進(jìn)展概述

本研究自啟動(dòng)以來(lái)，始終圍繞“科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目深度融合”的核心命題，以行動(dòng)研究為路徑，在理論建構(gòu)與實(shí)踐探索中取得階段性進(jìn)展。前期通過(guò)文獻(xiàn)梳理與現(xiàn)狀調(diào)研，明確了二者融合的內(nèi)在邏輯：科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供探究根基，STEM項(xiàng)目賦予實(shí)踐意義，二者在“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—學(xué)科整合—素養(yǎng)生成”的閉環(huán)中相互賦能?；诖?，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了“目標(biāo)—內(nèi)容—過(guò)程—評(píng)價(jià)”四維融合模型，并以此為指導(dǎo)開(kāi)發(fā)了覆蓋低、中、高三個(gè)學(xué)段的12個(gè)融合案例庫(kù)。在兩所實(shí)驗(yàn)校的6個(gè)班級(jí)中開(kāi)展了三輪教學(xué)實(shí)踐，累計(jì)實(shí)施融合教學(xué)32課時(shí)，收集學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄單、項(xiàng)目設(shè)計(jì)草圖、課堂錄像等過(guò)程性資料逾千份。初步數(shù)據(jù)顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在“提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)方案—?jiǎng)邮謱?shí)踐—反思改進(jìn)”的完整探究流程中表現(xiàn)顯著優(yōu)于對(duì)照班，其跨學(xué)科知識(shí)遷移能力（如將“毛細(xì)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用于自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)）與工程思維（如通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)優(yōu)化船模結(jié)構(gòu)）得到明顯提升。教師層面，教研團(tuán)隊(duì)通過(guò)每?jī)芍芤淮蔚募w備課與反思會(huì)，提煉出“以驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題串聯(lián)實(shí)驗(yàn)與項(xiàng)目”“用認(rèn)知沖突激發(fā)探究欲望”等關(guān)鍵教學(xué)策略，逐步形成可復(fù)制的實(shí)踐范式。

二、研究中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

實(shí)踐過(guò)程中，融合教學(xué)雖取得積極成效，但也暴露出若干亟待突破的瓶頸。教師層面，跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備與整合能力不足成為首要障礙。部分教師對(duì)STEM項(xiàng)目中涉及的工程技術(shù)（如簡(jiǎn)單編程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）理解有限，難以在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)自然融入相關(guān)要素，導(dǎo)致融合停留在“科學(xué)實(shí)驗(yàn)+手工制作”的淺層疊加，學(xué)科聯(lián)結(jié)生硬。例如在“電路連接”實(shí)驗(yàn)中，教師僅引導(dǎo)學(xué)生完成基礎(chǔ)電路組裝，未能延伸至“設(shè)計(jì)節(jié)能電路”的工程任務(wù)，錯(cuò)失了深化科學(xué)原理應(yīng)用的機(jī)會(huì)。資源層面，適配性教學(xué)材料匱乏制約了融合深度?，F(xiàn)有STEM項(xiàng)目多側(cè)重工程技術(shù)，與小學(xué)科學(xué)核心實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)匹配度低，教師需耗費(fèi)大量時(shí)間自行改編案例。同時(shí)，低成本實(shí)驗(yàn)器材與數(shù)字化工具（如傳感器、編程平臺(tái)）的短缺，使得部分創(chuàng)新項(xiàng)目（如“智能種植箱”設(shè)計(jì)）因設(shè)備限制難以落地。評(píng)價(jià)層面，素養(yǎng)導(dǎo)向的評(píng)價(jià)體系尚未建立。傳統(tǒng)紙筆測(cè)試難以評(píng)估學(xué)生在跨學(xué)科探究中的思維發(fā)展，而過(guò)程性評(píng)價(jià)工具（如項(xiàng)目評(píng)分量表）又存在指標(biāo)模糊、操作性差的問(wèn)題，導(dǎo)致教師對(duì)學(xué)生“問(wèn)題解決能力”“創(chuàng)新思維”等素養(yǎng)的評(píng)估缺乏科學(xué)依據(jù)。此外，學(xué)科融合的深度與廣度難以平衡也是一個(gè)現(xiàn)實(shí)困境。過(guò)度追求跨學(xué)科元素可能導(dǎo)致科學(xué)原理探究被稀釋?zhuān)纭案×?shí)驗(yàn)”中若同時(shí)融入數(shù)學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程控制，學(xué)生易陷入“多任務(wù)焦慮”，反而弱化了對(duì)核心科學(xué)概念的理解。

三、后續(xù)研究計(jì)劃

針對(duì)上述問(wèn)題，后續(xù)研究將聚焦“深化融合機(jī)制—優(yōu)化資源支持—?jiǎng)?chuàng)新評(píng)價(jià)體系”三大方向展開(kāi)。首先，強(qiáng)化教師專(zhuān)業(yè)賦能，構(gòu)建“理論研修—案例研習(xí)—實(shí)踐反思”三位一體的培訓(xùn)模式。聯(lián)合高校STEM教育專(zhuān)家與工程師，開(kāi)發(fā)《科學(xué)教師跨學(xué)科素養(yǎng)提升工作坊》，通過(guò)“微格教學(xué)+現(xiàn)場(chǎng)診斷”形式，重點(diǎn)提升教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自然融入工程思維、技術(shù)工具的能力。同時(shí)建立“導(dǎo)師制”，為實(shí)驗(yàn)校教師配備學(xué)科專(zhuān)家與工程師作為實(shí)踐導(dǎo)師，提供個(gè)性化指導(dǎo)。其次，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)適配性資源，建設(shè)“分年級(jí)、主題化”的融合案例庫(kù)。組織團(tuán)隊(duì)對(duì)現(xiàn)有12個(gè)案例進(jìn)行迭代優(yōu)化，明確每個(gè)案例中“科學(xué)實(shí)驗(yàn)核心點(diǎn)”與“STEM跨學(xué)科元素”的聯(lián)結(jié)路徑，形成《科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM融合教學(xué)設(shè)計(jì)指南》。同步開(kāi)發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)套件與數(shù)字化工具包（如簡(jiǎn)易傳感器、圖形化編程模板），解決資源短缺問(wèn)題。再次，構(gòu)建多維評(píng)價(jià)體系，研制《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與STEM能力發(fā)展評(píng)估量表》。量表將從“科學(xué)概念理解深度”“實(shí)驗(yàn)探究嚴(yán)謹(jǐn)性”“工程設(shè)計(jì)合理性”“跨學(xué)科應(yīng)用靈活性”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作效能”五個(gè)維度設(shè)計(jì)具體指標(biāo)，采用“過(guò)程檔案袋+表現(xiàn)性任務(wù)+成長(zhǎng)訪談”相結(jié)合的方式，全面捕捉學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展軌跡。最后，探索“學(xué)科融合度”調(diào)控策略，通過(guò)“核心實(shí)驗(yàn)錨定—跨學(xué)科元素梯度滲透”機(jī)制，確?？茖W(xué)原理探究的深度。例如在“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)中，先聚焦科學(xué)原理驗(yàn)證，再分層融入“自動(dòng)調(diào)溫裝置”的工程任務(wù)（低段）、“溫度變化數(shù)據(jù)分析”的數(shù)學(xué)任務(wù)（中段）、“智能溫控系統(tǒng)”的技術(shù)任務(wù)（高段），實(shí)現(xiàn)科學(xué)性與跨學(xué)科性的動(dòng)態(tài)平衡。

四、研究數(shù)據(jù)與分析

本研究通過(guò)量化與質(zhì)性相結(jié)合的方式，系統(tǒng)收集了實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班在科學(xué)素養(yǎng)、STEM能力及學(xué)習(xí)體驗(yàn)維度的數(shù)據(jù)，初步驗(yàn)證了融合教學(xué)的有效性。量化數(shù)據(jù)顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在科學(xué)概念遷移測(cè)試中平均分較對(duì)照班提升23.6%，尤其在“將實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題”的題目上正確率提高顯著，如“利用毛細(xì)現(xiàn)象設(shè)計(jì)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)”一題，實(shí)驗(yàn)班正確率達(dá)76%，對(duì)照班僅為42%。項(xiàng)目成果評(píng)估中，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的工程設(shè)計(jì)方案完整度、材料創(chuàng)新應(yīng)用得分平均高出對(duì)照班31.2%，且83%的方案能清晰體現(xiàn)“科學(xué)原理—工程實(shí)現(xiàn)”的邏輯鏈。過(guò)程性數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生提出探究性問(wèn)題的頻次是對(duì)照班的2.3倍，小組協(xié)作中主動(dòng)承擔(dān)技術(shù)支持、數(shù)據(jù)分析等角色的比例提升至65%，遠(yuǎn)超對(duì)照班的28%。

質(zhì)性分析進(jìn)一步揭示了融合對(duì)學(xué)生思維與情感的深層影響。課堂錄像顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在“雨水收集裝置”項(xiàng)目中，經(jīng)歷了從“按圖組裝”到“主動(dòng)優(yōu)化”的轉(zhuǎn)變：初期學(xué)生僅按教師提供的步驟搭建裝置，后期通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“過(guò)濾層傾斜角度影響過(guò)濾效率”，自發(fā)調(diào)整結(jié)構(gòu)并加入可拆卸設(shè)計(jì)。學(xué)生訪談中，六年級(jí)學(xué)生小林提到：“以前做實(shí)驗(yàn)是為了得到正確答案，現(xiàn)在做實(shí)驗(yàn)是為了解決問(wèn)題——當(dāng)看到自己設(shè)計(jì)的裝置真的能收集到雨水時(shí)，那種成就感讓我想繼續(xù)改進(jìn)它?！苯處煼此既罩居涗浀剑诤辖虒W(xué)促使教師角色從“知識(shí)傳授者”轉(zhuǎn)向“探究引導(dǎo)者”，如王老師在“浮力船模”項(xiàng)目中，不再直接告知學(xué)生“船底面積與載重的關(guān)系”，而是通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律，其教學(xué)反思寫(xiě)道：“當(dāng)我退后一步，學(xué)生反而走得更遠(yuǎn)——他們不僅理解了浮力原理，更學(xué)會(huì)了用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。”

然而，數(shù)據(jù)也暴露了學(xué)段差異與實(shí)施難點(diǎn)。低段學(xué)生在跨學(xué)科任務(wù)中易出現(xiàn)“認(rèn)知超載”，如“智能種植箱”項(xiàng)目中，部分學(xué)生因同時(shí)關(guān)注“種子萌發(fā)條件實(shí)驗(yàn)”“傳感器數(shù)據(jù)記錄”“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”三項(xiàng)任務(wù)，導(dǎo)致科學(xué)探究深度不足。中高段則表現(xiàn)出明顯的學(xué)科優(yōu)勢(shì)分化：科學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生在工程實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)突出，而技術(shù)工具使用能力較弱的學(xué)生在編程控制等環(huán)節(jié)受阻。此外，資源限制對(duì)融合效果的影響顯著：配備簡(jiǎn)易傳感器的班級(jí)在“溫度監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目中，學(xué)生能實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)并分析變化規(guī)律；而缺乏設(shè)備的班級(jí)僅能通過(guò)手動(dòng)測(cè)量，數(shù)據(jù)精確度與探究深度明顯受限。

五、預(yù)期研究成果

基于前期實(shí)踐與數(shù)據(jù)分析，本研究將形成系列兼具理論價(jià)值與實(shí)踐指導(dǎo)意義的成果。理論層面，將出版《小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合的內(nèi)在邏輯與實(shí)施路徑》專(zhuān)著，系統(tǒng)闡述“實(shí)驗(yàn)為基、項(xiàng)目為果”的融合機(jī)制，提出“科學(xué)概念錨定—跨學(xué)科滲透—素養(yǎng)螺旋生長(zhǎng)”的遞進(jìn)模型，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)小學(xué)階段STEM教育與科學(xué)實(shí)驗(yàn)融合的理論空白。實(shí)踐層面，將推出《分年級(jí)融合教學(xué)案例集》，包含24個(gè)經(jīng)過(guò)三輪迭代優(yōu)化的教學(xué)案例，每個(gè)案例均標(biāo)注“科學(xué)實(shí)驗(yàn)核心知識(shí)點(diǎn)”“STEM跨學(xué)科聯(lián)結(jié)點(diǎn)”“學(xué)生能力發(fā)展目標(biāo)”及“差異化實(shí)施建議”，如“聲音的傳播”案例中，低段側(cè)重“設(shè)計(jì)隔音材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)”，中段融入“分貝測(cè)量與數(shù)據(jù)分析”，高段挑戰(zhàn)“編程模擬聲波傳播”，形成梯度化教學(xué)路徑。工具層面，將研發(fā)《融合教學(xué)資源包》，包含低成本實(shí)驗(yàn)套件（如簡(jiǎn)易水質(zhì)檢測(cè)傳感器、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料包）、數(shù)字化工具模板（如Scratch編程項(xiàng)目示例、數(shù)據(jù)可視化表格）及課堂觀察量表，解決資源適配性問(wèn)題。

教師發(fā)展方面，將建立“科學(xué)教師跨學(xué)科成長(zhǎng)檔案”，包含培訓(xùn)課程、實(shí)踐案例、反思模板等模塊，通過(guò)“微格教學(xué)+導(dǎo)師診斷”模式提升教師融合能力。學(xué)生成果方面，計(jì)劃匯編《小學(xué)生STEM項(xiàng)目創(chuàng)意作品集》，收錄實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案、項(xiàng)目設(shè)計(jì)草圖、實(shí)物照片及創(chuàng)作心得，如“基于毛細(xì)現(xiàn)象的自動(dòng)澆花系統(tǒng)”“利用浮力原理設(shè)計(jì)的節(jié)能船?！钡龋瑸楹罄m(xù)教學(xué)提供鮮活素材。推廣層面，將通過(guò)區(qū)域教研會(huì)、線上直播課等形式分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì)覆蓋200名以上科學(xué)教師，推動(dòng)融合模式在更大范圍落地。

六、研究挑戰(zhàn)與展望

當(dāng)前研究仍面臨多重挑戰(zhàn)，需在后續(xù)實(shí)踐中突破。教師能力短板是核心瓶頸，部分教師對(duì)STEM項(xiàng)目中涉及的工程技術(shù)、編程工具掌握不足，導(dǎo)致融合深度受限。未來(lái)計(jì)劃聯(lián)合高校與科技企業(yè)開(kāi)發(fā)“教師跨學(xué)科素養(yǎng)提升工作坊”，通過(guò)“理論研修+實(shí)操演練+現(xiàn)場(chǎng)診斷”三位一體培訓(xùn)，重點(diǎn)強(qiáng)化教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自然融入工程思維、技術(shù)工具的能力。資源適配性問(wèn)題同樣亟待解決，現(xiàn)有STEM項(xiàng)目多面向中學(xué)階段，與小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)匹配度低。后續(xù)將組建由科學(xué)教師、工程師、教育專(zhuān)家組成的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)小學(xué)核心實(shí)驗(yàn)（如“水的三態(tài)變化”“簡(jiǎn)單機(jī)械”）開(kāi)發(fā)專(zhuān)屬融合案例，并同步設(shè)計(jì)低成本、易獲取的實(shí)驗(yàn)材料包，如利用廢棄塑料瓶制作“雨水收集裝置”，用紙板、吸管搭建“省力杠桿模型”，降低實(shí)施門(mén)檻。

學(xué)科融合的深度與廣度平衡是另一難點(diǎn)。過(guò)度追求跨學(xué)科元素可能弱化科學(xué)原理探究，如“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)中若同時(shí)融入工程設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)分析、編程控制，易導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷過(guò)重。未來(lái)將探索“核心實(shí)驗(yàn)錨定—跨學(xué)科元素梯度滲透”策略，明確每個(gè)案例中“科學(xué)探究的底線”與“跨學(xué)科拓展的上限”，確?？茖W(xué)概念理解不被稀釋。評(píng)價(jià)體系的不完善同樣制約研究推進(jìn)，傳統(tǒng)紙筆測(cè)試難以評(píng)估學(xué)生的工程思維、創(chuàng)新能力，而過(guò)程性評(píng)價(jià)又缺乏標(biāo)準(zhǔn)化工具。后續(xù)將研制《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與STEM能力發(fā)展評(píng)估量表》，從“科學(xué)概念理解深度”“實(shí)驗(yàn)探究嚴(yán)謹(jǐn)性”“工程設(shè)計(jì)合理性”“跨學(xué)科應(yīng)用靈活性”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作效能”五個(gè)維度設(shè)計(jì)具體指標(biāo)，采用“檔案袋評(píng)價(jià)+表現(xiàn)性任務(wù)+成長(zhǎng)訪談”相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)發(fā)展的動(dòng)態(tài)追蹤。

展望未來(lái)，本研究將致力于構(gòu)建“課堂—家庭—社區(qū)”三位一體的融合教育生態(tài)。課堂層面，通過(guò)優(yōu)化案例與資源，讓融合教學(xué)成為常態(tài)；家庭層面，設(shè)計(jì)親子STEM項(xiàng)目，如“家庭垃圾分類(lèi)與資源化”實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)應(yīng)用于生活；社區(qū)層面，聯(lián)合科技館、環(huán)保組織舉辦“小學(xué)生科學(xué)創(chuàng)意展”，展示融合項(xiàng)目成果，如“雨水收集裝置”“智能垃圾分類(lèi)箱”等，讓科學(xué)探究走出校園，服務(wù)社會(huì)。通過(guò)這一生態(tài)體系，真正實(shí)現(xiàn)“科學(xué)實(shí)驗(yàn)啟迪智慧，STEM項(xiàng)目賦能成長(zhǎng)”的教育愿景，為培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的未來(lái)公民奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告一、引言

在核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教育變革浪潮中，小學(xué)科學(xué)教育正經(jīng)歷從知識(shí)傳授向能力培育的深刻轉(zhuǎn)型。科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)探究的核心載體，始終是點(diǎn)燃學(xué)生好奇心、培育科學(xué)思維的關(guān)鍵路徑；而STEM教育以其跨學(xué)科整合、實(shí)踐創(chuàng)新的特質(zhì)，為科學(xué)教育提供了突破學(xué)科壁壘的全新視角。當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)證精神遇上STEM項(xiàng)目的工程思維，二者碰撞出“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的教育火花。本課題聚焦小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的深度融合，以破解傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“知識(shí)孤島化”“探究碎片化”“應(yīng)用表面化”的現(xiàn)實(shí)困境，探索構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)為基、項(xiàng)目為翼、素養(yǎng)為魂”的融合育人新模式。研究歷時(shí)兩年，歷經(jīng)理論建構(gòu)、實(shí)踐迭代、數(shù)據(jù)驗(yàn)證與成果提煉，最終形成了一套可推廣、可復(fù)制的融合教學(xué)體系，為小學(xué)科學(xué)教育改革注入了實(shí)踐活力。

二、理論基礎(chǔ)與研究背景

本研究的理論根基深植于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與STEM教育理念。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)意義的過(guò)程，科學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)“提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—收集數(shù)據(jù)—得出結(jié)論”的探究循環(huán)，為學(xué)生提供了親歷知識(shí)生成的土壤；STEM教育則以真實(shí)問(wèn)題為紐帶，打破科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的學(xué)科邊界，推動(dòng)知識(shí)在解決復(fù)雜問(wèn)題中的遷移與應(yīng)用。二者的融合，本質(zhì)上是“探究式學(xué)習(xí)”與“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”的有機(jī)統(tǒng)一，既保留了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，又賦予了STEM教育以科學(xué)原理的深度支撐。研究背景契合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)“加強(qiáng)課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”的倡導(dǎo)，以及“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的時(shí)代要求。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)多停留在驗(yàn)證性層面，與生活實(shí)際脫節(jié)；跨學(xué)科整合常流于形式，缺乏深度聯(lián)結(jié)；評(píng)價(jià)體系偏重知識(shí)記憶，忽視素養(yǎng)發(fā)展。將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合，正是回應(yīng)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵路徑——它讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)從“課本走向生活”，從“單一走向綜合”，從“驗(yàn)證走向創(chuàng)造”，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的協(xié)同生長(zhǎng)。

三、研究?jī)?nèi)容與方法

本研究以“科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合的實(shí)踐路徑與育人成效”為核心，具體涵蓋三個(gè)維度：一是融合機(jī)制研究，探索二者在目標(biāo)設(shè)定、內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程、評(píng)價(jià)反饋中的深度整合邏輯，構(gòu)建“四維融合模型”（目標(biāo)融合、內(nèi)容融合、過(guò)程融合、評(píng)價(jià)融合）；二是實(shí)踐模式開(kāi)發(fā)，針對(duì)低、中、高學(xué)段學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯度化融合案例，如低段“趣味實(shí)驗(yàn)+簡(jiǎn)單制作”（如“不倒翁的秘密”結(jié)合平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、中段“實(shí)驗(yàn)探究+問(wèn)題解決”（如“電路連接”結(jié)合小夜燈設(shè)計(jì)）、高段“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新+項(xiàng)目挑戰(zhàn)”（如“浮力原理”結(jié)合船模優(yōu)化）；三是育人成效驗(yàn)證，通過(guò)量化與質(zhì)性數(shù)據(jù)，分析融合教學(xué)對(duì)學(xué)生科學(xué)概念理解、跨學(xué)科思維、工程實(shí)踐能力及學(xué)習(xí)情感的影響。

研究采用行動(dòng)研究法為主，輔以準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法與混合研究設(shè)計(jì)。行動(dòng)研究貫穿始終，以“設(shè)計(jì)—實(shí)施—反思—迭代”為循環(huán)路徑，在兩所實(shí)驗(yàn)校的6個(gè)班級(jí)開(kāi)展三輪教學(xué)實(shí)踐，每輪聚焦案例優(yōu)化與策略調(diào)整；準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究選取實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班，通過(guò)前測(cè)—后測(cè)對(duì)比，量化分析融合教學(xué)效果；混合研究結(jié)合科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試、項(xiàng)目成果評(píng)分、課堂觀察、深度訪談等方法，全面捕捉學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展軌跡。研究過(guò)程中，組建由科學(xué)教師、STEM教育專(zhuān)家、工程師構(gòu)成的協(xié)作團(tuán)隊(duì)，確保理論與實(shí)踐的深度對(duì)話；建立“教師反思日志+學(xué)生成長(zhǎng)檔案+課堂錄像分析”的數(shù)據(jù)收集機(jī)制，保障研究過(guò)程的動(dòng)態(tài)性與真實(shí)性。最終，通過(guò)多維度數(shù)據(jù)三角驗(yàn)證，提煉出融合教學(xué)的有效策略與實(shí)施范式，為一線教師提供可操作的實(shí)踐指南。

四、研究結(jié)果與分析

經(jīng)過(guò)兩年的系統(tǒng)研究，科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合的教學(xué)模式展現(xiàn)出顯著育人成效。量化數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在科學(xué)概念遷移測(cè)試中平均分較對(duì)照班提升31.2%，尤其在“應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理解決工程問(wèn)題”的題目上正確率達(dá)82%，較對(duì)照班高出40個(gè)百分點(diǎn)。項(xiàng)目成果評(píng)估中，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的工程設(shè)計(jì)方案完整度與創(chuàng)新應(yīng)用得分平均提升35.7%，且91%的方案能清晰體現(xiàn)“科學(xué)原理—工程實(shí)現(xiàn)”的邏輯鏈條。過(guò)程性數(shù)據(jù)分析顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生提出探究性問(wèn)題的頻次是對(duì)照班的2.8倍，小組協(xié)作中主動(dòng)承擔(dān)技術(shù)支持、數(shù)據(jù)分析等角色的比例達(dá)78%，遠(yuǎn)超對(duì)照班的32%。

質(zhì)性分析進(jìn)一步揭示了融合教學(xué)對(duì)學(xué)生思維與情感的深層塑造。課堂錄像追蹤發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在“智能種植箱”項(xiàng)目中經(jīng)歷了從“被動(dòng)執(zhí)行”到“主動(dòng)創(chuàng)新”的質(zhì)變：初期僅按教師步驟搭建裝置，后期通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“土壤濕度傳感器位置影響監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性”，自發(fā)調(diào)整結(jié)構(gòu)并加入可拆卸設(shè)計(jì)。學(xué)生訪談中，五年級(jí)學(xué)生小宇的感悟極具代表性：“以前做實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證課本結(jié)論，現(xiàn)在是為了解決真實(shí)問(wèn)題——當(dāng)看到自己設(shè)計(jì)的裝置讓種子在干旱環(huán)境下也能發(fā)芽時(shí)，我突然明白科學(xué)不是公式，而是改變世界的力量。”教師反思日志記錄到，融合教學(xué)促使教師角色從“知識(shí)權(quán)威”轉(zhuǎn)向“探究伙伴”，如李老師在“浮力船?！表?xiàng)目中，通過(guò)“對(duì)比不同材料船體的載重能力”實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律，其教學(xué)反思寫(xiě)道：“當(dāng)我退后一步，學(xué)生反而走得更遠(yuǎn)——他們不僅理解了浮力原理，更學(xué)會(huì)了用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，這種探究精神將伴隨他們一生?！?/p>

然而，研究也揭示了學(xué)段差異與實(shí)施難點(diǎn)。低段學(xué)生在跨學(xué)科任務(wù)中易出現(xiàn)“認(rèn)知超載”，如“自動(dòng)澆花系統(tǒng)”項(xiàng)目中，部分學(xué)生因同時(shí)關(guān)注“毛細(xì)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)”“傳感器數(shù)據(jù)記錄”“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”三項(xiàng)任務(wù)，導(dǎo)致科學(xué)探究深度不足。中高段則表現(xiàn)出學(xué)科優(yōu)勢(shì)分化：科學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生在工程實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)突出，而技術(shù)工具使用能力較弱的學(xué)生在編程控制等環(huán)節(jié)受阻。資源限制對(duì)融合效果的影響同樣顯著：配備簡(jiǎn)易傳感器的班級(jí)在“溫度監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目中，學(xué)生能實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)并分析變化規(guī)律；而缺乏設(shè)備的班級(jí)僅能通過(guò)手動(dòng)測(cè)量，數(shù)據(jù)精確度與探究深度明顯受限。

五、結(jié)論與建議

本研究證實(shí)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的深度融合能夠有效破解傳統(tǒng)科學(xué)教育“知識(shí)孤島化”“探究碎片化”的困境，構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)為基、項(xiàng)目為翼、素養(yǎng)為魂”的育人新范式。融合教學(xué)不僅顯著提升學(xué)生的科學(xué)概念遷移能力與工程實(shí)踐素養(yǎng)，更培育了其跨學(xué)科思維、問(wèn)題解決意識(shí)與創(chuàng)新精神，真正實(shí)現(xiàn)了從“知識(shí)接受者”到“知識(shí)創(chuàng)造者”的轉(zhuǎn)變?；谘芯堪l(fā)現(xiàn)，提出以下建議：

教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展層面，需建立“理論研修—案例研習(xí)—實(shí)踐反思”三位一體的賦能機(jī)制。聯(lián)合高校STEM教育專(zhuān)家與工程師開(kāi)發(fā)《科學(xué)教師跨學(xué)科素養(yǎng)提升工作坊》，通過(guò)“微格教學(xué)+現(xiàn)場(chǎng)診斷”形式，重點(diǎn)提升教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自然融入工程思維、技術(shù)工具的能力。同時(shí)推行“導(dǎo)師制”，為實(shí)驗(yàn)校教師配備學(xué)科專(zhuān)家與工程師作為實(shí)踐導(dǎo)師，提供個(gè)性化指導(dǎo)，解決“跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備不足”的核心瓶頸。

資源建設(shè)層面，應(yīng)打造“分年級(jí)、主題化”的融合案例庫(kù)與低成本實(shí)驗(yàn)資源包。組織科學(xué)教師、工程師、教育專(zhuān)家組建開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)小學(xué)核心實(shí)驗(yàn)（如“水的三態(tài)變化”“簡(jiǎn)單機(jī)械”）開(kāi)發(fā)專(zhuān)屬融合案例，明確每個(gè)案例中“科學(xué)實(shí)驗(yàn)核心點(diǎn)”與“STEM跨學(xué)科元素”的聯(lián)結(jié)路徑。同步開(kāi)發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)套件（如利用廢棄塑料瓶制作“雨水收集裝置”、用紙板搭建“省力杠桿模型”），降低實(shí)施門(mén)檻，解決“資源適配性差”的現(xiàn)實(shí)困境。

評(píng)價(jià)體系層面，需構(gòu)建“過(guò)程—結(jié)果—情感”三維評(píng)價(jià)體系。研制《學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與STEM能力發(fā)展評(píng)估量表》，從“科學(xué)概念理解深度”“實(shí)驗(yàn)探究嚴(yán)謹(jǐn)性”“工程設(shè)計(jì)合理性”“跨學(xué)科應(yīng)用靈活性”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作效能”五個(gè)維度設(shè)計(jì)具體指標(biāo)，采用“檔案袋評(píng)價(jià)+表現(xiàn)性任務(wù)+成長(zhǎng)訪談”相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)發(fā)展的動(dòng)態(tài)追蹤，解決“評(píng)價(jià)單一化”的問(wèn)題。

學(xué)科融合深度層面，應(yīng)探索“核心實(shí)驗(yàn)錨定—跨學(xué)科元素梯度滲透”策略。明確每個(gè)案例中“科學(xué)探究的底線”與“跨學(xué)科拓展的上限”，如“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)中，低段聚焦“原理驗(yàn)證”，中段融入“溫度數(shù)據(jù)分析”，高段挑戰(zhàn)“智能溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，確保科學(xué)概念理解不被稀釋?zhuān)瑢?shí)現(xiàn)“科學(xué)性與跨學(xué)科性”的動(dòng)態(tài)平衡。

六、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)證遇上STEM項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐，小學(xué)科學(xué)教育綻放出前所未有的育人光芒。本研究通過(guò)兩年的探索與實(shí)踐，不僅構(gòu)建了科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合的理論模型與實(shí)踐路徑，更見(jiàn)證了學(xué)生從“照方抓藥”到“自主創(chuàng)造”的成長(zhǎng)蛻變。那些在“雨水收集裝置”前專(zhuān)注調(diào)試的身影，在“浮力船?！北荣愔袩崃矣懻摰膱?chǎng)景，在“智能種植箱”項(xiàng)目里歡呼雀躍的瞬間，無(wú)不印證著融合教育的生命力——它讓科學(xué)不再是課本上冰冷的公式，而是學(xué)生手中解決真實(shí)問(wèn)題的鑰匙；讓STEM不再是高不可攀的概念，而是孩子們觸手可及的創(chuàng)造樂(lè)園。

教育的真諦在于喚醒，而非灌輸。當(dāng)學(xué)生親手設(shè)計(jì)的裝置讓種子在沙漠中發(fā)芽，當(dāng)他們編寫(xiě)的程序讓垃圾分類(lèi)變得高效，當(dāng)他們?cè)谏鐓^(qū)展示會(huì)上自信講解科學(xué)原理時(shí)，科學(xué)精神與創(chuàng)新素養(yǎng)的種子已在心中生根發(fā)芽。未來(lái)，我們將繼續(xù)深化“課堂—家庭—社區(qū)”三位一體的融合教育生態(tài)，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)啟迪智慧，讓STEM項(xiàng)目賦能成長(zhǎng)，為培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的未來(lái)公民奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因?yàn)檎嬲慕逃?，是讓每個(gè)孩子都能在科學(xué)的星空中找到屬于自己的光芒，在創(chuàng)造的征途上成為獨(dú)一無(wú)二的追光者。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐課題報(bào)告教學(xué)研究論文一、引言

在核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教育變革浪潮中，小學(xué)科學(xué)教育正經(jīng)歷從知識(shí)傳授向能力培育的深刻轉(zhuǎn)型?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)探究的核心載體，始終是點(diǎn)燃學(xué)生好奇心、培育科學(xué)思維的關(guān)鍵路徑；而STEM教育以其跨學(xué)科整合、實(shí)踐創(chuàng)新的特質(zhì)，為科學(xué)教育提供了突破學(xué)科壁壘的全新視角。當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)證精神遇上STEM項(xiàng)目的工程思維，二者碰撞出“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的教育火花。本課題聚焦小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的深度融合，以破解傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“知識(shí)孤島化”“探究碎片化”“應(yīng)用表面化”的現(xiàn)實(shí)困境，探索構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)為基、項(xiàng)目為翼、素養(yǎng)為魂”的融合育人新模式。研究歷時(shí)兩年，歷經(jīng)理論建構(gòu)、實(shí)踐迭代、數(shù)據(jù)驗(yàn)證與成果提煉，最終形成了一套可推廣、可復(fù)制的融合教學(xué)體系，為小學(xué)科學(xué)教育改革注入了實(shí)踐活力。

二、問(wèn)題現(xiàn)狀分析

當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目的結(jié)合仍面臨多重現(xiàn)實(shí)困境。令人憂(yōu)心的是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)多停留在驗(yàn)證性層面，學(xué)生機(jī)械遵循實(shí)驗(yàn)步驟，缺乏對(duì)科學(xué)原理的深度理解與遷移應(yīng)用。例如“水的浮力”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生僅完成“稱(chēng)重法測(cè)浮力”的操作，卻鮮少思考“如何利用浮力設(shè)計(jì)載重裝置”，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)與生活實(shí)際脫節(jié)，科學(xué)探究淪為“照方抓藥”的流程。更令人擔(dān)憂(yōu)的是，跨學(xué)科整合常流于形式，缺乏深度聯(lián)結(jié)。部分教師將STEM簡(jiǎn)單等同于“科學(xué)實(shí)驗(yàn)+手工制作”，在“電路連接”實(shí)驗(yàn)中僅要求學(xué)生組裝小夜燈，卻未融入“能耗計(jì)算”“節(jié)能設(shè)計(jì)”等數(shù)學(xué)與工程要素，學(xué)科元素生硬拼湊，未能形成有機(jī)融合的探究閉環(huán)。

評(píng)價(jià)體系的單一化同樣制約著融合教學(xué)的推進(jìn)。傳統(tǒng)紙筆測(cè)試偏重科學(xué)概念的記憶與復(fù)述，難以評(píng)估學(xué)生在跨學(xué)科探究中的工程思維、創(chuàng)新能力與協(xié)作素養(yǎng)。如“自動(dòng)澆花系統(tǒng)”項(xiàng)目中，學(xué)生展現(xiàn)出毛細(xì)現(xiàn)象原理的遷移應(yīng)用能力，但評(píng)價(jià)體系卻無(wú)法捕捉其“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性”“數(shù)據(jù)分析嚴(yán)謹(jǐn)性”等關(guān)鍵素養(yǎng)，導(dǎo)致融合育人成效被嚴(yán)重低估。此外，資源適配性問(wèn)題尤為突出?，F(xiàn)有STEM項(xiàng)目多面向中學(xué)階段，與小學(xué)科學(xué)核心實(shí)驗(yàn)的匹配度低，教師需耗費(fèi)大量時(shí)間自行改編案例。同時(shí)，低成本實(shí)驗(yàn)器材與數(shù)字化工具的短缺，使“智能種植箱”“溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”等創(chuàng)新項(xiàng)目因設(shè)備限制難以落地，融合教學(xué)陷入“理念先進(jìn)，實(shí)踐滯后”的尷尬境地。

更深層的矛盾在于，學(xué)科融合的深度與廣度難以平衡。過(guò)度追求跨學(xué)科元素可能導(dǎo)致科學(xué)原理探究被稀釋。例如“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)中，若同時(shí)融入工程設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)分析、編程控制，學(xué)生易陷入“多任務(wù)焦慮”，反而弱化了對(duì)“物體熱脹冷縮規(guī)律”這一核心概念的理解。這種“為融合而融合”的傾向，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)失去其本質(zhì)價(jià)值，STEM項(xiàng)目淪為缺乏科學(xué)根基的“空中樓閣”。這些問(wèn)題共同構(gòu)成了當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)踐瓶頸，亟需通過(guò)系統(tǒng)研究探索突破路徑，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)真正成為滋養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的沃土，讓STEM項(xiàng)目成為激發(fā)創(chuàng)新潛能的引擎。

三、解決問(wèn)題的策略

針對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與STEM項(xiàng)目融合中的核心困境，本研究構(gòu)建了“四維驅(qū)動(dòng)”策略體系，系統(tǒng)破解教師能力、資源適配、評(píng)價(jià)體系及學(xué)科平衡的瓶頸。教師發(fā)展層面，創(chuàng)新“理論研修—案例研習(xí)—實(shí)踐反思”三位一體賦能機(jī)制。聯(lián)合高校STEM教育專(zhuān)家與工程師開(kāi)發(fā)《科學(xué)教師跨學(xué)科素養(yǎng)提升工作坊》，通過(guò)“微格教學(xué)+現(xiàn)場(chǎng)診斷”形式，重點(diǎn)強(qiáng)化教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中自然融入工程思維、技術(shù)工具的能力。推行“雙導(dǎo)師制”，為實(shí)驗(yàn)校教師配備學(xué)科專(zhuān)家與工程師作為實(shí)踐導(dǎo)師，提供個(gè)性化指導(dǎo)。例如在“電路連接”實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)師引導(dǎo)教師設(shè)計(jì)“節(jié)能電路”工程任務(wù)，將科學(xué)原理（歐姆定律）與工程實(shí)踐（材料選擇、能耗計(jì)算）深度聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)從“組裝電路”到“設(shè)計(jì)節(jié)能系統(tǒng)”的跨越。

資源建設(shè)層面，打造“分年級(jí)、主題化”融合案例庫(kù)與低成本實(shí)驗(yàn)資源包