《神奇的小电机》教学中的项目式学习

李小敏

〔摘    要〕  中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》，为我国教育事业的发展指明了方向，确立了教育改革的顶层设计。该文件强调的八大基本理念，特别是“更加注重因材施教”与“更加注重知行合一”，为小学科学教学提供了新的教育理念与教学策略。在此背景下，项目式学习作为一种创新的教学模式，其科学性和先进性为实现个性化教育和理论与实践相结合的教育理念提供了可行途径。本文就项目式学习在小学科学教学中的应用策略展开探讨，旨在落实《中国教育现代化 2035》提出的教育理念，促进学生的全面发展。

〔关键词〕  小学科学；项目式学习；教学策略

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  11    037-039

随着教育领域改革的深入，新课程理念驱动着教学方法的创新。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）不仅重视学生核心素养的培养，更强调了跨学科学习与综合性探究的重要性。项目式学习作为一种具有深厚潜力的教学模式，用真实且充满趣味的问题或项目，带领学生经历分层次的学习体验，实践证明，这种新型的教学方式能有效促进学生核心素养的提升。在此背景下，科学学科的教学实践需要教师将课堂内容转换为深度学习的项目，以此激发学生的学习热情，加深学生对于科学知识的理解。

一、立项：开局定音，启动项目

在设计小组学习项目时，教师的任务不仅是传递知识，更重要的是搭建一个能够让学生主动探索、实践和创新的平台。《神奇的小电动机》一课正提供了这样的机会。通过本课的学习，学生可以对电机的构造、原理以及应用有一个全面的了解。教师可以此课程的教学知识为重点，模拟产品实际设计研发流程，组织学生分组进行项目式的学习实践。

在实施“模拟产品研发”项目教学的过程中，“立项研究”环节作为整个项目的基石，不仅设定了项目的方向，更明确了学生学习的目标。教师可以通过借鉴实际商业项目的立项过程，引导学生从一个构想走向具体的执行计划。项目式学习的首要任务是提炼教学精华，明确电机的基本概念、工作原理、构造、类型以及它在生活中的应用场景。接着，教师必须“构建知识网络图谱”，梳理出电机与物理学中电磁学、力学、热学等学科之间的内在联系，进而形成一个完整的知识体系。立项过程开始于“项目设定”，在这一阶段，教师需要指导学生识别项目的目标和范围，将抽象的课程概念转化为可操作的项目任务。教师可以引导学生通过“SWOT（即优势、劣势、机会、威胁）分析”来审视电机项目的可行性，鼓励学生提出自己对电机改进的创意，形成初步的项目提案。

借助思维导图这一工具，教师可以与学生共同构建以电机为核心的知识网络图谱（如图1），以帮助学生能够可视化地理解知识之间的关系，并将其与项目任务直接关联。最后，在资源规划阶段，项目组内的学生需要确定项目的时间线、预算、团队角色分配和资源分配。

在整个立项过程中，教师的角色是一个指导者和协调者，旨在确保学生在项目式学习的过程上，不仅学会知识，更学会如何将知识应用到实践中，如何通过团队协作解决问题，并且了解项目从立项到实施的全过程。这样的经历，能够大大增强学生的学习兴趣和实践能力，为其将来进入社会和工作场所奠定基础。

二、设计：小小设计师，设计草图

在项目式学习中，教师扮演着启发者和引导者的角色，尤其是在“设计电机草图”的环节中作用尤为关键。为了确保学生能够在设计自己的电机草图时具备必要的知识基础，教师需要通过一系列精心设计的活动，逐步深化学生的理解，激活学生的创造力。首先，教师要通过前测了解学生对于电机基本概念，例如电流、磁场、力矩和转速等核心知识点的掌握程度。前测可以采用简答题、选择题或图形配对等形式，不仅涵盖理论知识，也包括对这些概念在实际电机运作中应用的理解。

了解学生的认知基础后，教师可以布置草图设计作业，旨在激发学生的创作想象。作业要求学生设计出具有创新性的电机原型，这不仅需要他们应用所学的专业知识，还要鼓励他们进行创新。具体设计要求如下。

1.设计要合理：每个小组需要根据课堂学到的知识，设计一个电机草图，展示自己对电机如何工作的理解。

2.功能性与实用性并重：电机外壳和形状的设计不仅要美观，还要实际可行，能够解释如何满足特定的需要或解决特定的问题。

3.详细标注：草图上应清晰标注各个部分名称及其功能，比如定子、转子、通电线圈等。

4.考虑材料与成本：需要思考在设计时会使用哪些材料，这些材料的成本和可获取性如何。

完成草图设计后，教师还可以組织一次真情实境的体验活动，带领学生走进商场电器区。在这里，学生可以亲眼见到各种电机的实际应用，比如在吹风机、咖啡机、洗衣机中的电机。此环节中，教师的角色转变为实践活动的组织者和现场的知识引导者。带领学生进入商场的电器区，教师要设计一系列的观察和思考活动，使学生能够将课堂上学到的理论知识与现实生活中的应用联系起来。

在电器区，学生将面对各种包含电机的家用电器。教师可以鼓励学生进行以下活动。

1.观察和记录：学生需要细致观察各种电器中电机的使用方式，包括电机的位置、大小、形状以及与其他部件的连接方式。

2.提问和讨论：鼓励学生提出问题，如“这个电机为什么采用这种特定的设计？”或“电机的这种布局对其效率有何影响？”引发学生的思考和讨论。

3.实践体验：条件允许的话，学生可以实际操作一些电器，感受电机工作时的震动、声音等物理特性，并思考这些特性背后的物理原理。

通过这些活动，学生不仅能够对电机的实际应用有一个直观的认识，而且能够将理论知识与现实生活中的技术创新相结合，进一步激发其对科技和工程学科的兴趣。

在这个过程中，教师应该充当一个促进者的角色，为学生提供必要的背景信息，解答其提出的疑问，并指导各个小组如何将观察到的现象与电机的工作原理相联系。同时，教师还可以引导学生思考如何将他们的观察和体会应用到自己的电机设计草图中。

三、研发：小小手工匠，玩转零件

为了驱动学生的好奇心和求知欲，引领学生进入电机的微观世界，教师可以提出一系列启发性的问题，如“电机中的哪个部分是产生旋转力矩的关键？”或“电流和磁场是如何互相作用让电机转动起来的？”旨在引导学生深入探究电机的工作原理。在搭建学习支架方面，教师需要巧妙分解电机设计项目，确保每个学习任务都旨在促进学生对电机工作原理的深刻理解。例如，将电机的组成部分分解为学习单元——定子、转子、通电线圈、轴承等，并为每个单元设计具体的探究活动。通过对各零件功能的解析，学生不仅能学到电机的构造，还能理解每个部件在电机运行中的作用。

为了引导学生钻研电机零件，教师可以为学生下达新的“项目任务”，即“为电机零件设计说明书”。要求每个小组选择一个电机零件进行研究，并为其编写一份技术说明书（如图2）。

在此过程中，教师应不断提供反馈和指导，帮助学生加深对电机及其零件的理解，并将这些知识应用于实际设计中。这种项目式学习不仅能让学生动手实践，还能锻炼他们的分析问题和解决问题的能力，是STEM教育的典范实践。通过这项活动，学生能够体验科学的魅力，并在项目探究中感受知识的力量。

四、制作：大家齐动手，知识应用于实践

在小电机的制作环节，教师可以将电机制作过程的每个阶段转化为一系列精心设计的任务，旨在让学生通过动手实践深化对电机工作原理的理解。项目式学习不仅仅关注理论知识，更注重将知识应用于实践，教师的角色是激发学生的兴趣，提供问题情境，建立任务框架，并辅以必要的指导。

首先，教师可以提出一系列驱动性问题来启动制作任务，如“电机组装过程中哪个步骤是确保效率的关键？”“如何通过组装过程优化电机的性能？”这些问题直接关联之前学习的知识点，如电机零件的功能和装配顺序等。接着，教师要引导学生用已经创建的“电机知识网络图”以及“电机设计草图”来建立连贯的任務序列。学生需要根据草图和网络图中的信息，规划出电机组装的步骤，从而形成一个生产线模拟过程。基本子任务如下。

1.零件准备：根据“电机零件技术说明书”，识别并准备所需零件。

2.装配实践：遵循草图，将各部件按照功能和结构正确拼装。

3.电路连接：按照电路设计知识，完成电机的电路连接。

4.质量检验：测试电机运转是否平稳，检查是否有结构缺陷。

在组装过程中，学生很可能会遇到一些实际问题，比如零件不匹配、电机运转不平衡等。此时，教师要引导学生开展小组成员间的合作，共同探讨解决方案。例如，如果电机振动过大，可能需要回顾“商场观察体验”中对市售电机设计的观察印象，重新考虑零件设计的稳定性和精度。在解决问题的过程中，学生可以适当地调整电机设计草图，或者根据“电机知识网络图”中的信息对电机组件进行优化。团队协作是这一环节的重要部分，学生要通过有效沟通来分配任务，共同检查并确保每个环节都达到预期效果。小组的每个成员都要参与质量检验的环节，确保电机的性能达到设计要求。这个过程，将教室转化为一个小型的实验室和生产线，学生在其中既是学习者，也是实践者。

紧紧围绕《课程标准》对学生自主学习探究能力的要求，本文提出的项目式教学策略，从研究立项的精准定位到设计创意的竞相绽放，从研发试水的匠心独运到制作热潮的协作共进，每个环节的设计均指向对学生思维发展和团队协作能力的培养，以彰显对传统教育模式的深度转型，实现创新与应用知识相结合的教育革新。

项目式学习不仅是教学的一种方法，它更承载着深远的教育哲学——将学生的成长置于教育的核心位置。此种教学策略为构建理论与实践、知识与能力应用之间的桥梁提供了方法论，使教育回到了培养学生终身学习与实践能力的根本目标上。在教育的未来发展道路上，愿广大教育工作者秉持这一理念，不断创新教学方法，培养更多具有创新精神和实际操作能力的学生。

参考文献

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