以学生为主体的初中科学项目化教学实践探究

作者简介：陶林（1978～），男，汉族，浙江杭州人，杭州师范大学东城中学，研究方向：初中科学教学。

摘 要：新课标指导下，要求教师能够时刻做到以学生为主体培养其核心素养，同时将学科素养与真实情境结合，采取任务驱动方式来协助学生解决各种学习问题，实现深度学习。想要实现该目标，初中科学教师通过引入项目化教学呈现科学知识可让初中生群体在团队协作下进一步调动自身学习主动性和提高问题解决能力、形成良好科学素养。项目化教学在初中科学中加以应用主要是引导学生参与学科原理与概念相关的探究活动，思考和解决各种复杂问题的教学模式，应用该模式对教学质量提升和学生培养都十分有利。基于此，文章主要对项目化教学概述、初中科学课程应用项目化教學的重要价值、基本原则和具体实践策略加以分析。

关键词：学生为主体；初中科学；项目化教学；实践策略

中图分类号：G633

文献标识码：A

文章编号：1673-8918（2023）32-0001-06

在各种科学技术影响下，21世纪已然成为“知识社会”，并且知识资源早已成为社会发展的主要依托。为保证人才培养质量，学校应当对科学教学加以重视，同时也要选择最佳的教学方案来引导学生群体建立良好的科学素养与探究观念。但是通过将国内外初中生能力和素养进行对比可以发现，中国教育模式下，常有部分学生会呈现出“高分低能”现象，值得众多教育学家和教师进行反思。为改善此教育现象，并使初中生群体全面发展，学校应提倡教师积极采用各种带有启发性、探究性特征的教学模式与方法，以此确保在全新的教育引领下学生主观能动性可被充分调动。将项目化教学在初中科学教学中合理应用，可使初中生群体直观和生动地观察科学知识。另外，在该教育模式导向下，教师也能真正做到立足初中生认知规律、年龄特征和学习兴趣点来设计科学项目和培养其科学素养。

一、项目化教学概述

（一）项目化教学含义

项目化教学应用指向的是实践教学中应以问题为导向，该模式下学生是教学中心，通过将该模式引入初中科学教学中，可让初中生群体在教师指导下有方向性地思考和实施与科学知识相关的项目活动。借助这一方式学生能深层次地探究科学知识原理和本质，并且在思考与解决问题过程中进一步深化对所学知识的理解，而这也是其知识应用能力提升的关键所在。项目化教学对学生学科素养发展极为有利，当前已然成为众多教师认可的教学模式之一。以往受应试教育思维束缚，初中科学教学常会以教师为主体，即由教师围绕教材中现有知识逐步讲解，这种固化的授课模式无法让初中生真正体会和感受科学魅力，所以其主观能动性也无法被有效调动。另外，基于该模式初中生所掌握的大多是教材理论知识，其实践操作能力难以得到充分训练，长此以往，除容易使学生探究兴趣削弱外，同时对其综合能力与学科素养发展也有极大束缚。对比传统教学模式来讲，项目化教学注重结合学生能力、诉求，围绕教学内容制订学习项目。这样指导初中生学习，需要其在记忆和掌握科学知识时，能够做到利用相应知识解决实际问题，而对学生来讲，通过在问题情境中引入学习内容，也能充分地激发自身合作探究精神与自主思考意识。

（二）项目化教学核心要素

为保证项目化教学能够在初中科学教学中有效开展，应确保教学过程中包含以下几个方面：首先，学生学习目标（理解力培养、重点知识学习、学科素养养成）；其次，教师教学核心要素（符合标准、计划、管理项目、建立文化、支持学习、评价与辅导）；最后，项目设计核心要素（真实性、有挑战性问题、持续的探究、反馈、学生发言权与选择权、公开展示作品、评论和修改）。具体来讲，教师在围绕初中科学知识设计学习项目时，应将培养初中生能力与知识放在核心地位，通过将课本知识和学习项目深度结合，有针对性地培养新时代社会所需的专业人才。一个趣味性较强的项目需以真实场景为前提，巧妙融合工具、任务、流程和质量评价标准，同时也要让学生主体在探究性问题驱动下针对课程知识展开持续性探究与思考，这种教学方式可使其自主关心现实生活和获取技能与知识，从而实现核心素养培养目标。另外，在参与学习项目时可不断重复反思、接受和与同伴之间进行互评，这样可使其在学习中及时得到反馈，进而实现深度学习。项目化教学应用过程中，教师承担的主要是管理者、辅助者职责，即整个教学环节要为学生主体营造良好文化环境，并使之在无意识状态下强化自身团队精神、开放性询问能力与过硬的意志品质。

二、以学生为主体初中科学应用项目化教学的基本原则

（一）单元性原则

通过对初中科学教材深入分析发现，该学科是跨学科融合的课程，其中每单元、每章节都有明确的主题方向，如电、水、力等，可以说每一个主题皆代表一个学习故事。如果教师是从课时层次进行教学，初中生通常仅能理解和解决一些简单问题，以《对环境的察觉》这一单元为例，人身上的各种感觉器官是如何感知周围环境的变化，各种感觉又是如何形成的，学生感觉既熟悉又陌生。因此，为让初中生理解得更加透彻和全面，教师可立足单元整体设计项目化教学，当学生需要面对一项极为复杂的大项目、大问题时，那么就要求其能够对各知识点间的关系梳理清晰、系统掌握，如在指导初中生对与声音相关的问题进行解释时，一定要让其建立和得出各知识间联系。其中包括声音产生的原因、声音传播的条件、声音在不同介质中传播的速度、声音的特性等，将这些知识点用项目化的手段整合到一起，有助于学生串联所有知识点。与此同时，在解决项目问题时，初中生经常需要利用互联网平台收集相应资料和数据，思考解释原因和得出具体结论。如此操作既能对学生主体的技能使用进行锻炼，也可促使其问题思路和解决能力大幅增长，而这正是以学生为主体，引领其全面发展的有效途径。

（二）真实性原则

教学初中科学，如果教学内容和实际生活脱离将会给学生一种学习科学知识、掌握科学技术只是为完成考试而无实际用处的错觉。所以为打破初中生这一错误思想，组织项目化教学，教师需要特别注意生活元素的科学知识点的深度融合。具体实践环节，教师可从学生认知和知识点的冲突、真实生活与教学内容的密切关系入手，设计科学探究项目。如“声音”这一节内容，学习该类内容时教师便可通过请班级里会乐器的学生上台演奏的方式，不同的乐器在演奏时让学生仔细观察发声体有没有什么共同的特征，不同的乐器发出的声音有没有什么不同，教师能趁此机会延伸出更多复杂的探究性和驱动性问题。从这一点来看，结合真实情境设计学习项目可使知识呈现得更加直观，并且对激发学生主体学习兴趣与科学研究心理也十分有利。

（三）公开展示性原则

从年龄角度分析即可发现，初中生的学习过程具有一定“功利性”。简单来讲，大多数学生都希望通过学习来得到教师和其他学生的认可与表扬，所以从这点来看，在完成项目探究后，组织学生进行成果展示十分必要。或者从反方向来讲，教师要求初中生在完成项目探究后展示自身成果，那么所有学生都会因为害怕“出丑”而更加认真和仔细地对待项目学习活动，这也是促成其高质量产出的一个重要因素。另外，成果公开展示是为让学生拥有更多自我展示机会，长时间锻炼下，所有学生的学习能力潜能能被充分挖掘、价值被充分体现，对其学习自信提升也有促进作用。

（四）项目评估多样化原则

遵循项目评估多样原则，是指在对项目化活动进行评价时为保证评估质量，教师需要注重对多种评估工具、评价方式巧妙利用，同时也要注意加强形成性评价、终结性评价两者的有机结合。具体来讲，项目评估环节教师应对项目成果评价表、能力评估表、纸笔测验、能力评估表合理应用，并且要通过教师评价、学生自评和小组互评等方式逐步引导初中生群体从原本的重结果向重过程进行转变。

三、以学生为主体的初中科学项目化教学实践策略

文章以浙教版科学七年级下册第二单元《对环境的察觉》部分章节为例，对以学生为主体的初中科学项目化教学实践策略进行分析

（一）单元教学设计实施路径

在进行单元教学设计时需要明确单元教学设计实施路径。首先需要依据课程标准的要求、教材的内容和学科核心素养，从学生的生活实际出发，确定单元学习主题。其次结合学情分析，确定单元学习目标。最后依据单元目标进行单元活动的设计和单元评价设计。（如图1）

（二）单元学习主题与目标

1. 重构单元知识网络

如何确定单元学习主题？我们先要确定单元学习的内容，从教材出发，选取教材中与声音相关的内容，将“浙教版初中科学七年级下册第二单元1～3节”组合成教学单元。在单元教学设计中，不仅将学科内容拼凑在一起，需要对教学内容进行整合。在这个过程中，需要以概念为本，以素养为指向。对学科知识进行重构，构建与声音有关的知识网络，依据课标，指出对应的核心概念为：“①物质的运动与相互作用：声音的产生、声音的传播、声音的特性；②生命系统的构成层次：耳的结构、听觉的形成；③工程设计与物化：噪声的控制、声音的应用。”

2. 明确学习内容和学习要求

《义务教育科学课程标准（2022年版）》强调学习进阶。查阅新课标中与声音有关的学习内容和学习要求，我们可以发现，在一、二学段，学生对声音的产生和传播已经有了初步的感性认识，已经制作了简单的乐器模型。而到了第四学段，要求学生知道声音的产生和传播的条件，响度、音调与声源振动的关系。能够制作实物模型，尝试应用科学原理指导制作过程等。通过对课标的解读，使教师对学生需要学习的内容和要求有了深刻的认识。

3. 确定单元学习主题

明确学习内容和学习要求后，我们需要寻找能够承载核心知识与核心素养的问题和任务。而“制作乐器”能够非常好地统领声音的产生和传播、声音的特性、听觉的形成等学科知识以及方案设计和物化实施等学科技能。通过对1～3学段的课标解读，查阅小学教材、询问小学的科学教师，发现学生已经在小学阶段制作过简单的乐器模型，但是从学生的作品中可以发现，大多数学生只是在模仿乐器的外形，能够发出声音，但是还不能演奏乐曲。此外，七年级的学生通过探寻海塘文化的研学活动，在学科教师的指导下了解了海塘的文化和历史，创作与海塘相关的乐曲。基于以上学情，我们确定以设计一款乐器奏响“海塘之音”作为单元学习主题。该主题源于学生的生活实际，容易激发学生的学习兴趣，且有一定的挑战性，可操作性强。

4. 确定单元学习目标

确定学习主题后，依据新课标、教材和学情，结合单元学习主题进一步确定单元教学目标。新课标强调素养立意，在目标书写时，要指向科学的核心素养，且要明确目标达成的路径和标准。比如，在传统的教学设计中，我们会确定“知道声音的音调、响度和音色”的目标，但是教学目标没有指明如何达成目标以及如何检验目标是否达成。因此，我们在这里把目标修改成：“设计能够演奏的乐器，知道声音的音调、响度和音色。”这样的学习目标指明了学生需要通过设计乐器的过程来了解声音的音调、响度和音色，并且以能否设计可演奏的乐器作为检验学生是否掌握的标准。

（三）单元学习活动与评价

我们都知道，教師教了并不等于学生学了，学了并不等于学会了，在设计学习活动的时候，我们要知道学生现在在哪里？也就是学情，要知道学生要去哪里？也就是学习目标，还要知道学生到了吗？也就是评价，最后再来确定学生去往目的地的路径，就是的学习活动。因此，在进行单元活动设计时，以项目化学习实施路径为线索，将学习任务分解成若干子任务，明确每个学习阶段需要达成的学习目标，设计检验目标达成的评价方式，最后再确定相应的教学活动。单元学习设计的过程中以终为始、体现逆向设计的教学设计理念。（如表1）

（四）分课时单元教学设计

有了单元整体的教学设计，还要进行分课时的教学设计，文章以第一课时设计乐器方案为例，进行介绍。

依据单元整体规划，给出分课时的学习内容和学习目标。在设计教学过程之前，先进行诊断性评价：让学生调查常见乐器的发声原理，并自主设计适合演奏海塘之音的乐器，绘制乐器的草图。收集学生上交的乐器草图。从中可以发现，大多数学生已经知道乐器发声是因为振动，并能准确地找到乐器的发声体。对音调和响度已经有了初步的认识，但是从学生的设计图中可以看出，部分学生只是在模仿乐器的外形，对乐器发出的音调和响度的影响因素还不太清楚。因此，在本节课的设计中我们要注意：①巩固基础知识，抽丝剥茧，解决抽象的概念问题。②通过科学探究，解决项目实施过程中遇到的真实问题。③基于核心知识、设置核心任务，及时评价，检测目标达成。（如图2）

下面具体介绍一下笔者的教学过程。

1. 导入环节，先展示部分学生设计的乐器草图，让学生以小组为单位结合所学知识对设计草图的可行性进行科学分析，然后按小组进行汇报，让学生知道要想设计一款能够演奏的乐器，需要考虑声音的音调、响度和音色，为后续的实验探究和方案优化作好铺垫。

2. 按照项目化学习的流程，对项目进行梳理，寻找项目实施的路径，激活思路。让学生在PBL分析表中拆解项目，罗列已经掌握的知识学科知识和技能，明确还需要解决的问题和困难，并将这些问题作为后续的学习内容。这个过程中，课堂的学习内容源于学生的真实问题，让学习变得更有意义。让学生自己决定学习的内容和顺序，体现以生为本的教学理念。（如表2）

3. 课堂中，围绕学生提出的问题，开展教学活动。

问题一：如何让乐器发出不同的音调？实际乐器较为复杂，让学生先研究一根琴弦的发声过程，学会将复杂的实际问题抽象成简单的物理模型。同时要求学生按照科学探究的流程寻找音调的影响因素，培养学生通过科学探究的方式解决生活问题的能力。

问题二：如何描述乐器的音调高低？介绍频率的概念，让学生从“感受声音的高低”转变为“定量描述音调的高低”，掌握科学描述自然现象的方法。

问题三：如何使乐器在演奏的时候能够方便改变音调？通过对生活中常见乐器的观察，辨别音调改变的方法，对学生进行过程性评价，检测学生是否掌握音调的影响因素。同时也为后续的乐器设计与优化指明方向。

问题四：如何提高乐器声音的響度？这个过程中渗透科学实验的方法，如鼓面振动幅度大小不容易观察，设计实验时需要学生应用转换法，将鼓面的振动幅度转换为其他更加明显的现象，例如，在鼓面上撒上小纸屑，通过观察纸屑的跳动情况来显示鼓面的振动幅度。

问题五：乐器的音色与什么有关？音色是一个抽象的概念，学生难以理解，因此课堂上让学生观察手机上的示波器App中记录的不同乐器声音的波形图，将看不见的声音转变为可见的波形图，变抽象为具体，让学生直观地感受不同乐器的音色差异。

4. 最后进行学以致用，课后作业布置小组作业实践，让学生小组合作，重新优化改进乐器的设计方案，并绘制草图，说明设计意图，并进行小组自评。通过对乐器设计的优化与改进，检测学生对声音的特性的掌握情况，进行终结性评价。评价量表提供具体指标，具有导向性，也让学生的评价有的放矢。（如表3）

在单元教学设计时，评价贯穿始终，其中包括课前的诊断性评价、课中的过程性评价和课后的终结性评价，评价方式多样，且体现了“教-学-评”的一致性。（如图3）

四、结论

综上所述，以学生为主体在初中科学教学中引入项目化教学，对培养学生科学意识、探究能力和实践能力十分有利。因此，为确保该教学模式效用能够充分发挥，教师应当以提前了解学生能力、素养和年龄特征为前提，有针对性地设置项目内容和组织学生参与项目学习，这样既能调动初中生学习主动性，同时也有助于引领学生全面发展，目标快速实现。

参考文献：

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