项目化学习在小学科学教学中的应用研究

作者简介：金国农（1971～），男，汉族，浙江杭州人，杭州市三墩小学，研究方向：小学科学教学。

摘 要：在新课标的要求下，小学科学的教学目标、形式和内容都发生了很大的变化。教师的教学工作要以培养学生的核心素养为目标，要促进学生在知识学习和科学实践中的自主探究，要根据学生的学习需求进行教学内容的整合或者引入课外的生活化資源等。针对更高且更复杂的教学要求，师生双方都亟须找到一种高效的教学模式，在有限的时间内争取更好的学习成果。在这种情况下，项目化学习的优势就体现了出来。文章将对项目化学习在小学科学教学中的应用展开相关研究和讨论，以供参考。

关键词：小学科学；教学研究；项目化学习

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2023）15-0005-04

小学科学课程注重学生思维能力，特别是问题解决能力的培养。也就是说，学生不仅要理解科学知识，而且要能够从科学的角度发现、认识、分析和解决实际问题，体现出科学知识的作用，知道其不是仅仅用来“应付”考试的。新课标所强调的核心素养实际上都是围绕着学生如何正确有效地应用科学知识进行的。相比于传统的知识型教学模式，项目化学习能够更好地结合问题及问题情境，能够让学生经历完整的问题解决过程，对小学生科学学科核心素养的发展有更大的帮助，对该领域进行深入探索是很有必要的。

一、 项目化学习概述

所谓“项目化学习”，本质上是一种以学生为中心的教学模式。在这种教学模式中，教学活动以学生对项目任务的合作、自主探究为关键动力，教师是学生的协助者和指导者，而不是教学活动唯一的主导者。通常情况下，教师需要在项目化学习中为学生创造合适的学习环境，布置项目任务，创设学习情境，设置情境问题，同时让项目体现出一定的开放性。学生在教师的帮助下完成项目任务，于过程中获得知识和经验，锻炼自身能力，实现核心素养的发展。专注于能力素养而不是知识的机械记忆，是项目化学习与传统教学模式的根本差异。

不过要注意的是，项目化学习可以看作基于项目的教学模式，它与基于问题的教学模式并不完全相同。前者虽然需要学生解决项目任务中的问题，但相比后者来说更加关心学生解决问题的过程，要考查和锻炼学生在解决问题时的思维及实践能力，学生要对知识进行高效的理解与应用。从这一角度来说，项目化学习其实是建构主义理论在教育应用层面的主要体现，学生通过获取和利用已有知识经验，在互动中完成认知建构。

二、 项目化学习的重要性

通过应用项目化学习，可以帮助教师解决传统教学模式中的各种问题，推动教学质量更上一层楼。这一点在小学科学学科教学中也有着鲜明的体现。通过对既往教学实践的观察、分析和总结，可以发现传统的小学科学课堂大都是学生独立进行学习，绝大部分学习任务学生都要依靠自己的力量完成。这对科学素养有限的小学生来说难度是很大的，需要耗费大量的时间和精力，很容易造成教学进度的拖延。教师为了避免这种拖延，或者在传统应试教育理念的影响下，不得不采用知识灌输型教学模式。学生兴趣不足等问题就此出现。

而在项目化学习中，学生是在一个小组中进行学习，发挥各自的作用，通过集体的智慧通力合作完成学习任务。再经过角色的轮换，学生能够有针对性且较为全面地锻炼自身的能力素养，科学知识与实践的难度将显著降低。另外，在同学共同努力的氛围和无形的竞争中，学生能够产生较为强烈的学习兴趣，积极地参与到科学知识的探究中，高效解决情境问题，满足自己的好奇心等各种心理需求。再加上教师的有效引导和科学评价，学生可以实现核心素养的快速发展和巩固提升。新型的小学科学课堂将因此而诞生。

三、 小学科学项目化学习的主要路径

为了发挥出项目化学习的潜力，达到良好的教学目标，教师需要找到应用这一教学模式有效且主要的路径，构建整体的教学流程。这一路径或流程应该由如下几个部分构成：学习兴趣的培养、教学实际的把握、教学留白的设置和趣味实验的开展。其中，学习兴趣是学生积极参与教学活动的基础，在各种形式的教学路径中都是要首先解决的一个问题。小学科学的项目化学习应该从学科、教学模式和小学生普遍特征的角度切入，灵活运用不同的方法手段激发学生对探究项目任务的兴趣。

教学实际的把握指的是项目化学习的持续时间会比较长，可能会占用几个课时，学生的状态会发生各种变化，教师要根据实际情况随时对教学工作进行调整。教学留白的设置意味着教师要给学生的主动生成留出空间，保持项目的开放性，使得学生生成、较为重要的情境问题能够成为项目新的组成部分，满足学生的学习需求。趣味实验的开展可以视为对科学知识的探索或验证，这里指代了各种形式的科学实践，包括学生在家庭生活中的自主实验或观察等。以上流程串联起来，就成为小学科学项目化学习所要经历的主要路径。

四、 项目化学习在小学科学教学中的应用策略

（一）结合学生情况，创设任务情境

1. 创设真实问题情境

在小学教育中，情境的创设受到了教师的普遍重视。因为小学生容易受到环境的影响，其认知的发展及核心素养的成长需要已有知识经验的支撑。情境能够创造出受学生喜爱的环境和熟悉的事物，帮助学生调动已有知识经验。但以往的小学科学教学所创造的情境有时并不是真实的，或者说不符合小学生已有的知识经验，给学生的认知构建带来了困难，学生难以解决情境中的问题。还有些教师则片面理解了“真实性”，导致情境问题及其中的信息过于复杂，同样会造成学生的学习困难，项目任务无法顺利进行。

以“温度不同的物体相互接触”为例，这部分内容可能是某一项目的组成部分，教材上的内容已经是学生比较熟悉的生活事物和生活现象，问题就蕴含在这些情境素材之中，教师只需要稍加扩充，比如把手放在暖气上，促进学生的科学探究和理解即可，不应再加入过多的内容。同时要对问题进行调整，用问题引导情境探究，比如把凉牛奶成袋浸泡在热水中，会发生什么？凉牛奶会一直变热，或者热水会一直变凉吗？这样学生就能在情境和问题的引导下想到以往的生活经验，在此基础上提出各种猜测，展开知识学习与实验验证。

2. 创设虚拟任务情境

所谓“虚拟”任务情境，指的是情境的背景、角色或形式是虚拟的，问题本身在学生眼中仍然是真实的。比如在学生理解了“温度不同的物体相互接触”这部分知识后，教师把情境中的凉牛奶和热水换成其他事物，比如烧红的铁和普通的铁管接触会发生什么样的温度变化，这是学生所没有观察和尝试过的，對他们来说是虚拟的。但是，因为学生之前已经解决了类似的问题，而且他们能够明白什么是“烧红的铁”和“普通的铁管”，所以并不会认为问题是虚假的，他们可以应用刚刚掌握的知识解决这一问题或任务。

又如“运动与摩擦力”，教师可以组织学生进行情境模拟表演，请一组学生上台，站得紧密一些，然后大家模仿在公交车上站着的情况左右摇晃。教师轻轻地推动同学，可以发现并没有推动大家。然后教师在地面铺上较为光滑的材料，再用同样的力推动同学，发现这时有些同学必须要挪动脚步才能站稳，否则可能会“滑”出去撞到别人。这个情境是虚拟的，大家并没有在公交车上，但情境及其中蕴含的问题完全可以被学生所理解。学生能够通过情境完成探究摩擦力的任务，解释情境表现出来的现象。

（二）针对学生需求，提供学习支架

1. 建立进阶任务支架

学习支架是“支架式学习”中的概念，源自建筑领域的“脚手架”，指的是为学生向更高认知的攀爬所提供的支撑和保障。在小学科学的项目化学习中，学习支架同样有着重要的作用。学生在学习素材等各方面的需求，都应该转化为学习支架，呈现在学生面前，成为学生的助力，帮助学生克服学习中的困难与障碍。其中，针对项目化学习持续时间较长，学生完成的任务难度可能会逐步提升的特点，教师应该建立进阶式的任务支架，即通过各种子任务，引导学生循序渐进地成长，直到高难度最终任务的完成。

比如“声音”这一章，从教材内容安排就可以看出是层层递进的，学生的探究会逐步深入。教师可以针对这一章内容，带领学生展开一次整体的项目化教学。教师要设计如下子任务：你听到过什么样的声音，如何科学准确地描述其特征？声音产生需要哪些条件？传播的条件又是什么？我们能够听到声音，说明耳朵具备哪些结构和功能，满足了以上哪些条件？怎样控制声音的强弱和高低？等等。这些问题环环相扣，学生循着问题完成探究任务，就能实现对这部分知识的有效学习，逐步达到最终的学习目标。

2. 设置学习资源支架

通过以上论述可以发现，项目化学习所需要的资源超过了传统的教学模式。比如虚拟任务情景的创设，教师需要准备比较光滑的材料，要带领学生进行情景模拟，不能只是对教材知识进行讲解。因此，丰富的学习资源也成为必不可少的学习支架，反映着学生的需求。教师可以利用信息技术，日常做好各种学习资源的积累和整理，根据教学内容建立一个个“资源包”，在组织项目化教学前可以随时取用。另外，教师应该鼓励学生也参与到对学习资源支架的设置中来，让学生注意观察生活，收集相关资源并交给教师加以组织应用。

例如“生物与环境”一章，一些同学在家长的带领下，于家中尝试过种植植物，参与过“发豆芽”等相关实践；或者挖过蚯蚓用来喂家里养的鱼。学生的这些经验是非常重要的学习资源，教师在本章教学前应该做好与学生的交流沟通，了解学生的实际情况，收集相关资源，比如学生上述活动留下的一些照片或者学生叙述的一些内容等，结合进教师自己准备的“资源包”中。组织项目化学习时，把这些资源交给各个小组，能够使学生感到非常亲切和真实，有效满足学生对学习资源的需求。

3. 构建学习系统支架

构建学习系统支架指的是帮助学生把学习要素搭建成一个比较完善的系统。其中最为主要的要素包括现象、原因、问题和解决方案。这里并不是说要把这些要素直接抛给学生，而是要让学生经历这样的一个思维或者说学习探究的过程，学生完成项目任务之后可以根据以上要素把自己的收获组织起来，便于学生知识体系的构建和认知的发展。这种系统性的支架比较适合难度较大的项目任务，可以帮助学生捋清思路，找到完成项目任务的突破口。反之，如果项目任务难度较小，教师要慎用，以免将简单问题复杂化。

这里以“船的研究”为例，这部分内容的实践性很强，涉及的知识比较多，学生整合知识或整合理论与实践时可能会遇到困难，有必要引用系统化的学习支架。教师应该先围绕“船”说出各种常见现象，比如既有木船又有铁船，但木头可以浮在水上，铁块则会直接沉下去，然后请学生探究这些现象产生的原因以及如何加以利用，接着提出关于用不同的材料造船等问题，最后给出较为完善的解决方案。学生能够将现象作为突破口，逐步通过知识学习和动手实践完成任务探究，并将各要素密切地联系起来，以较高的质量完成项目任务。

（三）根据学生特点，创造展示平台

1. 展示科学实践成果

学习成果的展示在小学科学的项目化学习中是非常必要的。在项目化学习中，因为学习内容丰富，理论知识和动手操作的比例较为合理，充实的任务类型以及科学实践的多样性，学生会产生很多学习成果。这些成果的展示能够极大地提升学生的自豪感和自信心，推动学生继续努力，持续、认真且深入地参与项目化学习。另外，项目化学习一般是以学生合作的形式完成的，带有较强的社交属性。实践成果的展示是各小组集体成果的展示，能够促进更大范围的社交互动，优化学生的学习体验。

在这种展示中，科学实践成果是展示重点。这里仍以“船的研究”为例，学生每完成一轮科学实践，都可以进行一次展示，最后再进行总的展示。比如大家用浮或沉的材料制作的小船；装上动力之后，小船的运动展示；最终制作完成的小船等。过程中的每一次科学实践展示，都应该组织学生展开小组间的互评，通过互动调动学生的竞争意识，推动下次科学实践活动的质量提升。而最终作品的展示则可以邀请其他班级的同学或者学生家长前来参观，同学们可以讲解自己的作品，这既是自我展示，也是思维的再一次梳理。

2. 展示科学艺术想象

小学生的思维非常活跃，有着很强的表达欲。他们完成的项目任务和想要展示的内容不仅局限在科学实践成果上，有些是以艺术想象的形式呈现出来的。比如“设计我们的小船”，各小组会完成不同形式的设计图，有些学生会兴致勃勃地把完成之后的小船画出来。这些作品应该和学生制作的小船一同展示出来，展现出同学们的奇思妙想，同时也证明学生把自己想象中的小船转化成了现实，对学生是很大的鼓舞。对不同的项目任务，学生产生的艺术想象会出现差异，教师要帮助学生选择合适的展示形式，让展示充满趣味。

3. 展示科学模型作品

除实践成果和艺术想象外，科学模型也是可以用来展示的。而且科学模型的展示不仅要有学生的展示，还包括教师的展示。比如在学习与地球的相关知识时，教师可以向学生展示自己制作的地球模型或简单的沙盘模型等，把知识内容以立体直观的方式呈现在学生面前。这样不仅有利于激发学生完成项目任务的热情，还能促进学生对知识的理解，成为学生自己制作类似模型的示范。另外，科学模型也可以通过计算机进行展示，比如学生结合信息技术知识制作的Flash动画。

学生具体展示何种形式的科学模型，应该根据学生当前的特点决定，教师要为学生提供建议和指导。比如小学高年级学生，信息素养有所发展，可以更多地考虑结合信息技术建立并展示模型；小学中低年级学生则以展示实物模型为主。而且在项目任务完成的过程中，应该随着学生认识的逐步深入和全面，持续优化模型，提高模型质量，真正成为科学知识的一种投射。比如制作太阳系的实物模型，一开始学生记不清太阳系各行星之间的位置、大小和距离关系，存在一些瑕疵；而在项目任务完成后，这一模型也得到了完善。

五、 结语

总之，将项目化学习应用于小学科学课堂，能够促进小学科学教育的改革创新，是对新课标的落实，可以清晰地显示教学效果，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。大家应该对此予以重视，积极开展相关的教学研究与实践活动。相信在大家的努力下，一定能够借助项目化学习创造出高效的小学科学课堂，为小学生科学素养的全面发展做出貢献。

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