基于创新素养培养的小学科学项目化教学

2023-02-12 10:03山东省临沂市平邑县铜石镇中心校朱永亮李长彬
新课程教学(电子版) 2023年19期
关键词:降落伞科学知识科学

山东省临沂市平邑县铜石镇中心校 朱永亮 张 梅 李长彬

《义务教育科学课程标准(2022年版)》中明确提出“面向全体学生,立足素养发展”,要求教师立足学生核心素养发展组织教学活动,以培养学生科学探究、科学思维能力等为重点,促进其创新能力、学习能力提升,构建精准、清晰的课程目标。在这样的号召下,科学教师不仅要传授学生科学知识与技能,还要有意识地培养学生的创新素养,而项目化教学是一种有效的教学手段,可以助力这一课程目标的实现。然而,纵观当前小学科学教学情况,很多教师对如何实施项目化教学,提升学生创新素养仍处于“摸着石头过河”的阶段,没有充分发挥其应用价值,故本文基于创新素养培养的小学科学项目化教学模式展开讨论。

一、小学科学项目化教学概述

项目化教学不仅是一种教学活动,也是一种高效的学习活动。具体来说,项目化教学是一种行为导向的学习模式,即教师在课堂上对整体教学内容进行细分,然后设定为一个个清晰、具体的项目任务,学生则自主完成项目,从而达到预期的学习目的。项目化教学不同于传统教学模式,不是以课堂听讲过程为学习过程,以教材为依据,以教师为中心,而是以项目实践过程为学习过程,以项目任务为依据,以学生为中心。近些年来,随着素质教育的深入推进,项目化教学得到了广泛运用,其应用优势也得到很多教师的认可与肯定。

笔者通过查阅资料及一系列教学实践结果发现,项目化教学具有以下几个特点:其一,实践性。教师需要联系教学内容、现实生活等设置项目主题,学生则围绕主题参与探究活动,通过实践操作完成任务,从中汲取科学知识,获得能力提升。其二,自主性。在项目化教学中,教师需要尊重学生主体性与个性,依据学生的认知水平、兴趣爱好等选择项目内容及展示形式等,促进学生自主学习与实践,充分调动学生的主观能动性。其三,发展性。遵循阶段项目与长期项目相结合的原则,以此促进学生可持续发展。其四,综合性。在项目进行过程中,学生可能不仅用到科学知识,还会用到其他学科,如数学、语文、美术等学科的知识,即项目活动中涉及多学科交叉的情况,这对学生的综合能力是一个巨大的考验。其五,开放性。学生围绕项目内容进行探索,至于探索的方法、方式及评价手段等是可选择的,具有多样性特征。

二、基于创新素养培养的科学项目化教学实践模式

(一)项目提出

在以培养学生创新素养为导向的项目化教学实施过程中,教师首先要根据学生实际情况及教材内容选择合适的项目任务,向学生明确、清晰地表述出来,让学生能详细、充分地了解具体的项目内容。在实际生活中,很多教师直接给学生提出项目任务,这虽然并无不妥,但为了取得更好的效果,教师可以对这个环节进行优化,比如,以更加有趣或学生喜闻乐见的方式将任务呈现出来,这样就契合了小学生身心发展规律,更容易调动其参与性、积极性。所以,教师可以先调查学情,包括学生的能力水平、认知水平、兴趣爱好等,在这个基础上围绕教学主题创设情境,或是故事情境,或是多媒体情境,以此激发学生探究的兴趣与动机,为项目化学习活动的高效开展奠定基础。

例如,在主题为“制作一个降落伞”的项目化学习中,教师可以先用多媒体给学生展示蒲公英种子随风散播的视频。形象生动的画面能快速吸引学生的注意力,让学生产生浓厚的兴趣。在这个基础上,教师可以使用慢镜头、特写镜头,将蒲公英种子随风飘落的画面清晰、慢动作地展示出来,引导学生构建蒲公英种子与降落伞之间的联系。接着,教师引出本次项目化学习活动的主题,即“制作一个降落伞”。以多媒体情境为载体提出项目任务,相较于直接给学生布置任务,更容易调动学生情感,增强其求知欲,从而促使学生积极、主动地参与探究活动,为接下来项目化学习活动的有序开展及学生创新素养的形成奠定基础。

(二)项目计划

基于创新素养培养展开项目化教学活动,教师在提出项目后应进入项目计划环节,这是非常重要的一个环节。在具体实践过程中,教师应指导学生根据项目任务要求调动已有的科学知识与经验,通过网络或其他途径查阅相关资料,在这个基础上编写出科学、合理的项目实施计划,将项目涵盖的知识点、涉及的方法、操作步骤,以及所需要的工具材料等详细地列出来。需要注意的是,因为项目任务需要学生以小组合作的方式共同完成,所以教师在这个环节还需要落实的一项工作就是对学生合理分组。但是分组需要遵循科学的原则,不是任意分组。教师一是要考虑学生的特长、个性、基础水平等,尽可能地让每个学生都能在小组中发挥出自己最大的价值,展现出自我最大优势等。二是要避免同一个小组内成员之间的相近化、单一化,要让每个小组内学生的类型尽可能丰富。三是遵循“组间同质”原则,保证每个学习小组有着相近的学习水平,即各小组全体成员的科学素养基本在同一个水平上,这样可以保证竞争、学习的公平性。各小组在编制项目实施方案之后,教师需要仔细检查并给予针对性指导,帮助学生持续地完善项目方案与计划,为项目活动的有序与高效开展奠定基础。

在主题为“制作一个降落伞”的项目化学习过程中,教师先分好学习小组,然后鼓励各小组学生交流、讨论,共同制订项目实施计划。计划要尽可能详细,对实施过程中涉及的科学知识及每一个环节的可操作性进行交流,保证每一个环节都能有序进行。如“降落伞的原理是什么?”“需要准备哪些材料?”“降落伞的稳定性受到哪些因素的影响?”这些都是需要解决的问题。教师让学生通过网络查找资料,和小组成员共同分析降落伞制作的典型案例,其中既包括成功的案例也包括失败的案例,从这些案例中提炼出有价值的信息,在这个基础上设计一份合理、科学的项目实施计划。

(三)项目实施

项目实施是项目化教学活动中至关重要的环节,直接影响整体教学效果。在指向培养学生创新素养的项目化教学活动实施环节,教师应鼓励学生按照事先编制好的项目实施计划实践操作,通过完成项目实现能力提升。教师在这个过程中并非“袖手旁观”,而是需要密切关注各小组的实践操作情况,及时发现问题并适当地干预,还可以在学生遇到瓶颈、困惑时适当地给出提示,或者提出相关问题,帮助学生找到突破口,在保障学生顺利完成项目任务的同时锻炼其自主学习能力与解决问题的能力等。除此之外,教师在整节课上需要从宏观视角去调节学生实践操作与学习进度,保证学生全程全身心地参与。

在主题为“制作一个降落伞”的项目化学习活动中,教师让学生分两步走,第一步是与小组成员按照计划共同设计降落伞,第二步则是测试与小组成员共同制作的降落伞性能。在第一个环节,教师要密切关注各小组学生的制作情况,及时以提问或其他方式干预。比如,有的小组在制作过程中屡次失败,教师可以参与其中,先通过提问的方式让学生阐述降落伞不同部位的功能,还可以播放视频,让学生仔细观察降落伞在下落过程中不同部位的状态,以此启发学生,并让学生思考:“为什么伞衣会张开?”“降落伞为什么会朝着地面下降?”在这个基础上解释力的概念,使学生了解并掌握降落伞下降过程中各部位受力情况,知道阻力与重力的概念及作用等,从而帮助学生突破难点,有序完成降落伞的制作。在这个过程中,学生不仅体验到成功的喜悦,而且发散思维能力、问题解决能力、创新素养等均得到培养与提升。在第二个环节中,教师鼓励学生测试降落伞性能,并根据测试结果持续地完善降落伞。具体来说,教师可以给学生一个测试与评估的标准,比如,评估的内容包括降落伞的缓降效果、外观的美观性等。测试环境可以选择室外、室内两种环境,采取多次测试的方式,观察降落伞在不同环境下的下降速度是否一致,在这个基础上进一步探究降落伞下降速度受到哪些因素的影响。在探究过程中,教师可以提示学生运用控制变量法,比如,使用电风扇不同等级的风力去测试阻力的影响程度,用三份不同重量的橡皮泥作为挂载物测试重力的影响程度等。在教师辅助、学生亲自动手操作与创新过程中,各小组顺利完成降落伞的制作任务,每一个学生都从中获得成就感、满足感,感受到科学知识的魅力。

(四)项目展示

展示与交流是项目化教学活动中最后一个环节,也是经常被教师忽视的一个环节。在这个环节中,教师首先要让各小组逐一展示项目成果,在展示的过程中要求各小组代表重点阐述任务完成思路、过程,以及在项目操作中遇到的问题、采取的解决方法、收获等,这样既可以实现科学知识的进一步梳理,又能为接下来客观地实施评价奠定基础。接着,教师让各小组相互评价、提问,被提问的小组要积极回答提问者所提出的问题,实现组间互评。与此同时,鼓励小组内部成员互相评价,评价的内容包括被评价对象在项目中的贡献度、参与性及项目完成质量等。最后,教师再逐一点评,结合学生自评、互评结果及项目实施过程中的观察给予客观的教学评价,以此提升评价的客观性、科学性。基于此,教师再针对学生在项目化学习过程中遇到的问题指导其解决,帮助学生针对性地弥补不足、缺陷等,使学生构建科学、完整的科学知识体系,获得创新素养的提升。

例如,在主题为“制作一个降落伞”的项目化学习中,教师先让各小组学生轮流展示研究成果,每组推选一位语言表达能力较强的学生发言,阐述制作降落伞过程中遇到的问题、解决问题的方法、新的发现及还存在哪些疑惑等,条件允许的情况下可以逐一阐述出来。在各小组展示成果并完成自评、互评后,教师可以提出问题:“若是适当地增加重力,降落伞的下降速度会如何改变?”“若是增加阻力,降落伞的下降速度会如何变化?”“通过制作降落伞,我们清楚地认识到重力、阻力这两种力,生活中有哪些地方存在这两种力,其中,哪些是有益的,哪些是有害的?”为了进一步调动学生的主观能动性,教师可以组织学生开展小型辩论赛活动,以此激活学生思维,让学生学会多角度分析问题,并且从生活中、网络上寻找能支持自己观点的证据等,使学生的探索、思考更加深入。最后,教师组织学生进行课堂总结,坚持过程性评价与结果性评价相结合原则,表扬小组或个体中表现较好的地方,同时也将小组或个体中的不足指出来,并鼓励学生有针对性地弥补,从而帮助学生构建完整的科学知识结构,促进其科学探究能力、创新素养的提升。

三、结语

陶行知先生曾说,我们能做到的最高境界就是创造,故在教育教学中,教师不能满足于知识与技能的传授,要注重学生创造能力、创新素养的培养。项目化学习是以项目为线索,引导学生以主人翁的身份真正参与到学习活动中,不仅可以深化学生对科学知识的理解与记忆,还能促进其思维能力、创新素养的发展。在小学科学教学中,教师要抓住学科优势,基于小学生身心发展规律实施项目化教学,构建科学的教学模式,发挥学生主观能动性,让学生在研究项目的过程中深入理解并掌握科学知识,提升问题解决能力、创造能力、自主探究能力及创新素养等,充分发挥科学课程独特的育人价值。

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