基于深度学习理论的小学科学单元项目式教学设计

【摘 要】深度学习理论背景下，单元教学的设计与实施需要教师在明确深度学习的特点、内涵与意义的基础上，归纳、确定单元项目式教学设计的要素，采用项目式学习方式进行单元整体教学设计，对教学内容进行结构化思考和一致性处理，并付诸实践。本文以教科版小学科学五年级下册“船的研究”单元为例，基于深度学习理论，尝试阐述核心素养导向下的小学科学单元项目式教学设计的实践路径，期望通过有质量的单元教学设计，体现知识间的内在逻辑，搭建结构化的内容体系，凸显蕴含其中的科学思想和方法，以此提升学生能力，促进核心素养真正落地。

【关键词】深度学习；单元整体设计；项目式学习；工程设计与物化

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《科学课标》）中明确了科学课程要培养的学生核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等。核心素养的提出为学科指明了教学方向，同时也给教师带来了新的挑战。如何让核心素养在课堂教学中真实生成？深度学习、单元整体教学、项目式学习等课改热词有什么特征？它们能解决现阶段教学中存在的什么问题？如何运用原有教材内容达到优化实践的目的？这是教师需要深入思考的。本文以教科版小学科学五年级下册“船的研究”单元为例，结合个人教学实践，阐述基于深度学习理论的单元教学理解，以及采用项目式学习方式开展活动落实核心素养的思考。

一、深度学习的定义与特点

所谓深度学习，是指在教师的引领下，学生围绕具有挑戰性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。［1］李松林等认为深度学习是借助具有整合作用的实际问题激活深层动机，展开切身体验和高阶思维，促进深度理解和实践创新，进而对学习者产生深远影响的学习样态。深度学习的特点是要让学生达到“四个学会”：学会知识构建，学会问题解决，学会身份构建，学会高阶思维。［2］从以上核心要点来看，深度学习更重视教师主导下的学生主动参与、积极构建，强调学生的教育性发展，因此深度学习较心理学的一般学习理论，立意更高、站位更远，是立足于推动学生全面发展和回应未来时代需求来谈学习的。因此倡导深度学习，让学科知识从浅层化走向深层次理解，让学生思维从表层走向高阶，是学科教学落实核心素养的一条重要路径。

二、基于深度学习理论，探索单元项目式教学

（一）单元教学设计的内涵与意义

华东师范大学崔允漷教授提出，“单元”是依据统摄中心，按学习的逻辑组织起来的结构化的学习单位，是实现素养目标的一种微型课程计划。在以核心素养为导向的课堂教学改革中，诸多研究者和实践者都有共同的观点，认为知识结构化、情境化以及凸显学科大概念更利于发展核心素养，即开展单元教学是培养学生核心素养的有效途径。在“核心素养—课程标准—单元设计—学习评价”这一环环相扣的教学活动基本链中，单元设计处于关键的地位。［3］

（二）单元项目式教学设计的要素

单元教学该如何设计？可根据深度学习的实践模型，利用项目式学习整合单元教学。开展单元项目式教学设计要关注几个核心要素：单元教学主题或任务、单元教学目标、单元学习任务、持续性评价、开放性学习环境（见图1）。

其一，单元教学主题的确立主要依据课程标准、教材内容、核心素养的进阶发展及学生的实际情况，旨在针对单元教学内容创设具有内在逻辑的情境。项目式学习的特征之一是“以产品为导向”，可以是一个工程、一件实物等能体现学生学习成果的产品，因此单元项目主题的确定是为了最终形成公开、有质量的学习成果或物化作品。其二，单元教学目标，是教师教学实践过程中的指南针，可以帮助教师做到心中有学科全局。因此要综合考虑课程标准的要求、单元教学主题与核心内容、学生学习基础和发展需求来合理地制订教学目标，明确教学重点和难点。其三，单元学习任务，是实施课堂教学的重要环节，能充分体现深度学习的特征。教师要利用项目式学习设计有挑战的、真实的任务，让学生围绕驱动性任务展开问题解决式的实践活动。其四，持续性评价要依据单元教学目标，围绕本项目单元的核心素养目标和课时目标，通过持续性的信息反馈，指导改进学生学习的方式和教师的教学。可制订反映学生学习过程、学习结果的评价标准，也可结合学生的学习态度和学习行为等进行表现性评价。其五，小学科学是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。项目式学习强调综合性、实践性，因此开放性强的学习环境更利于发展学生综合运用各学科相关知识、技能和方法来解决实际问题的能力。

（三）单元项目式教学设计路径

1.创设生活情境，制订驱动性单元教学主题

教科版小学科学五年级下册第二单元“船的研究”正是通过认识船作为日常生活中常见的重要交通运输工具，体现人们发现问题、解决问题的过程，这其中蕴含丰富的科学教学资源。［4］

如果想要造一艘船，首先要做的是收集木材，还是分配工作或是发布命令？其实，激发人们对大海的无限向往更为重要。近几年，南宁市建设“百里秀美邕江”景观带项目，打造水畅、水清、岸绿、景美的现代亲水城市。为更好地欣赏“青山碧水暖江湾，紫意飞花传古韵”的两岸美景，其中一个旅游项目就是坐船游邕江。于是，可以结合“船的研究”单元学习内容，制订为邕江打造一艘游船的“超级造船师”单元教学主题。为学生创设生活化的真实情境，可以激发学生为家乡建设出谋划策的兴趣和内驱力，从而树立家国情怀。同时，基于生活情境创设问题，符合五年级学生的兴趣和能力水平，处于学生的最近发展区。此外，本单元内容涉及的实验资源丰富，材料易得易用，适合学生亲手操作，便于教师组织学生开展活动。

2.聚焦核心概念，确定整体性单元教学目标

《科学课标》提炼出13个学科核心概念［5］，并强调用学科核心概念贯穿学生九年义务教育阶段的科学学习，也就意味着教学要围绕学科核心概念进行进阶式设计，利用核心问题链帮助学生由浅入深、循序渐进地理解学科核心概念。因此，在单元整体设计时，教师应注意梳理单元核心概念，熟悉对应的课标学习内容，纵横联系不同年级学生的学习要求，确立学习目标，以此改变碎片化、割裂式的教学倾向，加强教学内容的内在逻辑关联，促进知识结构化。例如“船的研究”单元可以确立表1所示单元教学目标。

3.依据项目流程，设计挑战性单元学习任务

在项目式学习中，各项目一般按照图2所示工程设计流程推进，包含多类活动，如设计、制作、评价等，借助学习支架用综合化的任务丰富学习体验，实现深入探究并完成产品开发。

本单元以船的发展史为逻辑线索，利用大项目构建、小项目推进，展示一个产品从产生到发展的完整过程。在进行本单元學习时，学生对造船材料、内外部构造、动力装置等分项进行实践性探究，教师把技术与工程的思想和方法渗透在每个项目的实施中，结合学生的学习基础、学习发展点、学习兴趣设计出一系列具有深度学习特点的挑战性任务（图3）。

学生经历“产生问题—设计作品—完成项目”的基本活动过程，在“做中学”“做中悟”，体验“做”的成功和乐趣，体会科学技术对个人生活和社会发展的影响。

4.开发量规工具，开展持续性单元学习评价

持续性评价是深度学习中教师教学、学生学习不可或缺的环节。评价应对核心素养是否得到发展，学生的学习效果如何，以及学生在学习活动中的参与度、积极性、创新能力等方面给予关注。因此，在项目开启之初，教师就要公开评价标准，便于学生随时参照标准进行自我评价。“超级造船师”项目是将知识、能力、态度三个层次的学习目标进行细化，并赋予学生、团队等不同评价者以评价权，对学习成果进行多维度的量化评价。表2是在制作和测试中，学生对自己工作进行评价的评价表。

其中对作品的评价归类到团队评价中，以小组上台展示、交流的形式开展，评价的内容不仅仅是作品本身，还包括设计图纸、成本控制、方案调整及组内合作等。表3为团队评价表。

在学习过程中，教师也需要对学生的表现进行评价，表4为教师评价表。

最后，用项目总评表（表5）对学生各课时的学习得分进行统计，生成个人学习档案，并据此进行最终的评价奖励。同时，根据学生探究过程和最终成品的情况，采用过程性和表现性等多样化评价方式，颁发“最佳创意设计”“最佳施工团队”“最佳演说展示”等奖项。

在单元项目式学习环节中，从选择单元教学主题，确定单元教学目标，到设计单元学习任务，再到开展持续性评价，整个过程环环相扣，使得目标、活动和评价紧密结合在一起，体现了“教—学—评”的一致性，落实深度学习。

5.营造活动氛围，创建开放性单元学习环境

促进学生核心素养发展的教学，要为学生深度学习和应用知识解决问题创造适宜的学习环境。在科学课堂中，教师要尽可能创设实现学生深度学习的真实情境与开放性的学习环境，让学生在有趣的活动中不断提升科学思维、创造能力、实践能力。例如，充分理解和尊重学生的兴趣，借助校园科技节的契机，设计“船的研究”大单元学习任务，营造年级竞赛的活动氛围，带领学生用单元项目化的方式学习制作船模型，借助物理力学知识完善模型，鼓励学生动脑、动手，在摸索、试错、搭建、实践中逐渐培养科学思维。“用白胶粘连缝隙”“用保鲜膜包裹防水”“底面加斜杆”“底部加塑料球”等，制作过程中学生的点子一个又一个，创造性思维在动手实践中迸发火花。学生在驱动性问题、设计、制作、测试、优化改进等项目实践活动中，学会交流，激活思维，开启智慧，从制作框架到进阶模型，不断深入思考与实践，拓宽了科学视野，增强了动手能力及团队协作能力。

在汇报展示时，教师采用“画廊式”的交流方式，学生可以去到其他小组观摩学习，提出自己的建议，交流遇到的问题及解决的方法。在科技节营造的轻松愉悦的学习氛围中，在“小船博览会”展示交流环节中，学生大方地展示自己的创意设计和制作说明，分享造船项目化学习带来的特别体验和别样收获。整个过程师生、生生关系融洽，小组学习共同体营造了开放性的学习环境。

三、结语

社会高速发展，技术迭代进步，深度学习在联想与结构、活动与体验、迁移与应用、价值与评价的实践中，创设面向未来的学校教育。在深度学习理论的指引下，学生在基于大单元整体设计的项目式学习中是积极的探索者，不仅接受了教师讲授的知识，而且主动、积极地利用这些知识去解决问题、物化成果、完成项目。学生可以像科学家一样做研究，像工程师一样设计与施工，像思想家一样思考与辩论，通过创造性学习达到高阶学习目标，提升科学素养。

参考文献：

［1］刘月霞，郭华. 深度学习：走向核心素养：理论普及读本［M］. 北京：教育科学出版社，2018：32.

［2］李松林，贺慧，张燕. 深度学习究竟是什么样的学习［J］. 教育科学研究，2018（10）：54-58.

［3］钟启泉. 基于核心素养的课程发展：挑战与课题［J］. 全球教育展望，2016（1）：3-25.

［4］郁波. 科学教师教学用书：五年级 下册［M］. 北京：教育科学出版社，2020.

［5］中华人民共和国教育部. 义务教育科学课程标准（2022年版）［M］. 北京：北京师范大学出版社，2022：17-19.

（责任编辑：潘安）

【作者简介】李薇，一级教师，南宁市天桃实验学校教务处副主任，南宁市教学骨干，南宁市小学科学中心组成员。曾荣获广西壮族自治区中小学教师技能比赛一等奖，南宁市小学科学教师技能比赛一等奖。