在实验教学中有效融入项目式学习

沈丽君

〔摘    要〕在小学科学实验教学中，应该有效融入项目式学习，以项目为主线、学生为主体，让学生通过多学科的综合学习，从多方面、多角度认识世界，提高创新能力和动手操作能力。教师要从生活化的情境中选材，从贴近学生生活的科学中拓展实验，推陈出新，通过对项目式学习的实践研究，通过多学科视角融合的实践探究，让学生经历别样的项目探究过程，激发学生的创新思维，增强学生的合作交流能力。

〔关键词〕小学科学；实验教学；项目式学习

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  08-0034-03

项目式学习，是在项目基础上展开的学习活动，项目是学习的载体，是一种把学习置于具体问题解决之中的教学模式。项目式学习要求学生在一段时间内，对与学科有关的驱动性问题主动持续地探究，运用自己的知识、能力、品质等，创造性地解决问题，形成自己的研究成果，深刻理解项目中蕴含的核心知识和技能，并且可以在新情境中迁移运用这些知识和技能，解决实际问题。具体来看，项目在学习中充当主线作用，学生处于主体地位，而教师要充分发挥主导作用。项目式学习主要经历项目背景、项目设计、项目探究、形成成果和项目评价等诸多环节。

一、实验教学中项目式学习存在的问题

（一）科学知识与工程技术结合不紧密

新教材更注重从大概念和项目化的角度对内容进行编排。但在实际教学中，科学知识与工程技术结合得并不紧密，以至于在单元最后一课需要学生系统解决实际问题时，学生无法调动这些零碎的、分散的知识，出现了学习无以致用的困境。利用项目式学习理念对现有的教材进行重组，将知识点融入其中，无疑是一种值得探索的教学模式。

（二）小组合作学习分组不合理

项目式学习中高频出现小组讨论、小组实验等活动。项目式学习中，小组的分工更加细化。如“鸡蛋保护器”和“桥”项目式学习中，学生的分工包括：结构设计师、成本精算师、功能设计师、模型建造师、品牌推广师等。小组成员的分工更具有专业性，例如品牌推广师的工作中有一部分就需要有较好的绘画技巧，这时小组内就需要有擅长美术的学生。同时由于课堂时间的不足，部分教学内容需要学生课外完成，所以分组还需要考虑学生所居住的地点等。可以说，合理地分组是项目式学习顺利完成的重要基础，如何合理分组，对教师来说是一个挑战。

（三）教学理念需要改变

对科学实验进行项目式学习的探索，不光是對学生的挑战，更是对教师的一种挑战。教师需要重新审视自己的教学理念。在项目式学习中，学生的学习成果是多元的、开放的。例如同样是“建造一座轻纺城大桥”，学生设计的桥可以有各种不同的形状，而且各个方案之间并没有优劣之分，只是学生思维的一种体现。因此教师的观念若不改变，最后可能是千篇一律，或者是直接把教师自己心目中的“最优解”强加给学生。这对学生思维的发展是很不利的。

（四）教学趣味性不足

学生初步接受项目式学习的学习方式，存在畏难心理，通过与趣味性的科学实验相结合，能激发学生强烈的好奇心和探索欲，从而保证学习的顺利进行。项目研究的实施往往是一个循序渐进、不断改进的过程，在经历了项目初探和实施后，  学生能更加熟悉项目式学习的方式。从3～6年级学生中筛选一部分有能力和意愿的学生组成项目社团，并以点带面，鼓励更多的学生学习项目式理念并实践，营造积极多元的项目式学习模式。加深学生对项目式学习的理解和运用，鼓励更多有不同特长的学生组合并发挥各自的优势，形成团队合力，以利于项目更好地实施。

二、在实验教学中有效融入项目式学习

（一）细化环节设置，助推项目实施

对于刚接触项目式学习的学生来说，容易出现形式“固化”、内容“难化”的问题，且学生没有循序渐进地学习，很容易失去兴趣、降低学习积极性。因此优化设计，构建合理的设计框架，保证学习内容的层层递进，非常有必要。

1.思维导图总领

设计中，常见的失误是，学生在未完全理解问题的约束条件以及如何衡量他们的设计是否真正起作用之前，就着手制作和修改材料了。所以教师必须在学生设计之前，纠正学生对问题的错误理解。

在设计前，教师必须用文字清楚地阐述设计要求。将项目用思维导图的形式呈现，有利于学生对思考的问题进行系统描述和分析，帮助学生对问题更富创意地思考，找到解决问题的关键因素。在“鸡蛋保护器”的项目设计中，强调设计前提是生鸡蛋不破，再从轻而廉价以及美观等维度考虑问题。导图也可激发学生的联想，把多方位思考直观呈现。所以通过思维导图的形式，我们将“鸡蛋保护器”的相关设计形成流程图，帮助学生从大量信息中筛选各阶段的重要信息，更清晰地展示学生设计和解决问题的过程。

2.简化设计图纸

从学生成长的角度看，设计思维的培养能够促进学生深度思考，在引导学生解决问题的过程中，使学生抓住关键点，学会剖析与整合，激发学生的学习兴趣与动力。但设计思维的培养应该符合学生的年龄特点，遵循“螺旋上升”的原则。

项目需要对“鸡蛋保护器”的装置进行设计并绘图，但即使3～6年级的学生，其设计构图往往也只是脑海中的想法，绘制成设计图纸，操作难度较大，更多的学生是边做边设计并修正。学生的设计图纸虽有一定的框架，但体系较模糊，教师对学生的初步设计绘制要适当降低要求，以鼓励为主，帮其树立自信心。设计图纸绘制可以简单一些，辅以文字描述，同样能体现设计意图。

3.科学分解项目

在项目式学习中，学生学会了采用科学微项目的形式，将科学课堂转变为项目式学习。将整个大的项目合理地分解，通过梯度分解，将一个项目活动拆分为几个不同的微项目。建构知识与技能的梯度，是体现项目与科学知识融合的一个关键点。例如在设计“制作轻纺城大桥”这个大项目时，学生将过程大致分解为：桥的功能与作用、桥的形状与抗弯曲能力、桥的设计、桥的材料、桥的美化与改进、桥的海报与宣传等这几个微项目。同样，“鸡蛋保护器”项目也可以分为：“鸡蛋保护器”的功能和作用、保护器形状和抗压能力、保护器材料的组成以及美化改进、“鸡蛋保护器”的实用性推广等几个微项目。利用任务驱动式教学提升学生的学习动力，可避免大项目时间跨度太大而导致的懈怠和厌倦感。

（二）科学合作分工，提升实施效率

1.了解学生，合理分组

合理组建学习小组是项目学习的关键。合作小组应该能够为学生乐于接受、各自发挥所长，让小组在合作、互助中学习和持续发展。但实际操作中，分组受到诸多因素的影响。要想形成合理的分组，除了学生自己的选择，教师协调分组时还需要考虑学生的特长，甚至家庭住址，是否方便他们课后进行交流。所以在分组前，教师必须充分了解学生情况。

例如在“鸡蛋保护器”的设计制作中，有小组没有将设计稿上交，原因是小组成员间存在分歧，且各执己见，无法统一方案。即使是已形成设计稿的小组，教师在后续项目实施过程中，也可以将小组成员进行微调，按照学生特点再分组，保证小组成员团结一致，提升项目实施效率。

2.整合时间，分层开展

项目式学习的授课会随着项目的进行灵活微调。每次项目式学习都需时间准备材料、进入探究状态。往往常规的课堂40分钟时间结束时，学生还处于深度探究状态，所以将两节课和课间10分钟合并共90分钟为一课时，能让学生对问题进行更深刻的探究，也能保持学生思维的连续性，激发学生思维的碰撞。

如在学生设计桥的过程中，让学生连续花两节课时间进行设计与思考，学生的思维能更加集中而连贯。同时教师也可鼓励学生利用周末较长的时间，分小组进行。对此，学生能主动探究、乐于探究，并享受合作的乐趣。

3.融入评价，促进交流

项目式学习一般以融入表现性评价为主要形式，采用过程性和总结性评价相结合，多形式穿插进行。学生开展项目前，教师就需公布评价标准。评价标准的公布，一方面可给学生提供思考的方向，同时对学生的课堂表现也是一种约束和导向，能够督促学生积极参与到讨论和小组活动中去。在桥的评价表中，教师设计团队合作作为其中一个评价指标，用来评价学生整个过程中的表现，促进小组之间的和谐交流。同时评价的主体多样化，包括生生之间、师生之间、小组内部、小组外部。评价可以大幅度提升学生參与度和课堂效率。

（三）在实践中改进，提升项目品质

项目式学习将科学、技术、工程、艺术、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。通过教师的指导和学生的思考，设计图纸、动手制作后，教师将学生制作的“鸡蛋保护器”分为以下几类：降落伞型、外包装型、多面体型、双气球型。实验的改进是创造性劳动，教师在挖掘实验内涵的基础之上，指导学生不断经历摸索、实践，才能实现改进的目的。学生的“鸡蛋保护器”也同样经历不断改进和修正的过程。

1.数学思维“轻”装“简”制

（1）减轻装置重量

材料的重量会影响“鸡蛋保护器”的简便性，教师用精确的电子秤来称量保护装置的重量，指导学生用数学思维去核算材料的重量，从材料的特性去找寻替代材料。其中一个学生制作的降落伞装置的瓦楞纸盒较重，改进后用较轻的泡沫代替，在不影响材料抗震性的前提下，减轻了材料的重量。

（2）降低成本价

教师在设计过程中提供常见的材料单价，指导学生依据组成材料的价格核算“鸡蛋保护器”的成本，在保证装置牢固性的前提下，节约制作成本。根据材料成本制作成本核算表。用表格化的数据清晰地呈现和对比不同装置的价格明细，学生分析得出哪一种方案最节省材料和费用。

2.调整设计方案

纸上谈兵的设计最终需要通过具体的实践才能检验其设计的合理性。学生在多次具体实验中发现众多问题，如由于不当设计导致“鸡蛋保护器”的装置散落等问题，促使设计一次一次被重新调整，让学生体验并学习工程师在实践中不断改变和调整设计的做法。

材料的抗震性在装置组合后，受多方因素影响，同样的装置经过不同的装配又有不同结果。例如在“鸡蛋保护器”的降落伞装置中，同样是用泡沫包裹的两个保护器中的鸡蛋都没破，降落伞本身就极大减轻了撞击时的冲力。所以过厚的泡沫包裹不仅增加了材料重量和装置成本，而且保护鸡蛋的作用也不大。

三、结语

在项目式教育理念指导下，我们根据学生的年龄特点设计和开展了“鸡蛋保护器”以及“轻纺城大桥”的研究制作等活动，鼓励学生通过大胆创新、有效合作及表达交流，体会科学活动的乐趣，并学会将零碎的知识系统化，实现科学、技术、工程、艺术和数学等各方面素养的提高。

参考文献

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