项目化学习视角下小学科学教学策略

2024-09-29 00:00崔连红
天津教育·中 2024年8期

项目化学习的本质是以学生为中心的教育模式,强调将学生对项目任务的自主思考与合作探究作为主要学习形式,学生需要综合利用环境、信息等不同类型的教育资源,教师则应充分发挥引导者与协助者的作用,为学生创建适宜的学习环境,提升项目式教学的开放度。《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)指出,应将培养学生核心素养作为主要教学目标,引导学生以探究的方式完成知识学习与科学实践。项目化学习方式与新课标教育要求完美契合,为此,教师应灵活设计科学项目学习流程,使学生经历完整的问题解决过程,加深对重点知识、关键原理和实验现象的理解。

一、项目化学习视角下小学科学教学的意义

(一)有利于激发学生的内在动机

小学生对外界具有新鲜感的事物有着较强的好奇心与探索欲,而科学是帮助学生探索未知世界的有效途径。但是传统灌输式的教学方法已经无法满足当前教育改革的现实要求,不能适应小学生日益增长的求知欲望,学生想在现实生活中挖掘更多的科学现象,而不是在课堂上机械地记忆理论知识。教师应传授给学生更多的科学学习方法,培养学生观察的眼光,鼓励学生主动在外界环境中探究与实践。因此,将项目化学习引入小学科学教学中,能够打造开放化、民主化的教育课堂,有效转变学生的学习方式,激活其科学探究的内在动力,实现学生与教师的同步发展。同时,教师还会科学设计项目化学习问题,驱动学生思维延伸与拓展,有助于激发学生的科学探究兴趣,提升科学教学的互动性、合作性与实践性。

(二)有利于锻炼科学探究能力

在项目化学习视角下开展小学科学教学时,教师引导学生从多个维度分析项目任务,在思考、辩论与总结中寻找问题的答案,有利于提升科学探究的挑战性,拓宽科学知识领域。这样,学生不仅能够在课堂中了解科学理论知识,还会积极发掘生活中的科学问题,并有更多的机会应用科学知识,获得科学思维的进阶与能力的提升,逐步形成发散化、逻辑化的科学思维模式,从而实现培养科学核心素养的教育目标。同时,教师带领学生完成科学假设、猜想验证、讨论交流与信息收集的项目学习活动,提供更多展示交流的机会,不断提升学生在科学课堂上的参与度,有助于培养其严谨认真的科学精神,促进其观察、实践、分析与创新能力同步提升。教师辅助学生深入理解科学知识的内涵,让学生在获取和利用已有经验中完成认知建构。

二、项目化学习视角下小学科学教学策略

(一)结合学生情况,创设任务情境

1.创设真实的问题情境。

为了真正发挥项目式教学的优势,实现预期教育目标,教师应构建完整的项目学习流程,强化学生学习兴趣的培养、把握实际教学情况、注重留白设置。其中,激发学习兴趣是组织课堂教学的首要环节,能够确保学生集中注意力分析问题,将相关联的科学知识在头脑中串联起来。而小学生思维认知尚处于不断发展的过程中,容易受环境等外部因素的影响,需要以已有知识经验为支撑学习新内容。情境创设的方式能够在课堂中引入更多学生熟悉的事物,降低科学知识理解难度。为此,在项目化学习视角下开展小学科学教学,教师应围绕课程内容创设真实的问题情境,确保其符合小学生的思维认知规律,避免对学生认知建构和迁移产生阻碍,从而帮助学生将科学知识与现实生活紧密联系起来,推动项目学习流程顺利实施。

以青岛版四年级上册第二单元《冷与热》为例,本课主要让学生了解冷与热在生活中的具体体现;学会用触摸的方法依照冷热程度将水分类;掌握温度计的正确使用方法;感受和总结身边的冷热现象;体会温度在不同类型物体之间的传递。教材内容是学生较为熟悉的生活事物或生活现象,为此,教师应该从中寻找问题情境创设素材,适当对教材内容进行扩充,利用问题引导学生完成项目探究。如“将袋装的凉牛奶浸泡在热水中会发生什么变化?”“凉牛奶是否会一直变热,热水会一直变凉吗?”在真实情境中引导学生联系自身生活经验,并围绕教材知识提出不同的猜测,为后续学习和验证科学知识做好铺垫。

2.创设虚拟的任务情境。

在学科教学中,虚拟任务情境是相对真实教学情境来说的,是指情境创设背景或形式是虚拟的,但是任务问题是真实存在的。如在上述案例中,学生理解了温度不同的物体相互接触的知识后,教师可以将凉牛奶与热水替换成其他事物,提出问题:“烧红的铁和普通铁管接触会产生哪些现象?”学生之前并未观察过该现象,对于学生来说属于虚拟事物。为此,在项目化学习视角下开展小学科学教学的过程中,教师应对教材知识体系进行延伸与拓展,创建虚拟化的任务情境,充分发挥学生的想象力与创新思维,提升科学素养培育的全面性。而且,教师应该引导学生回顾以往学过的相关知识,在解决虚拟任务的过程中强化知识迁移能力,真正发挥项目化学习的作用。

以青岛版四年级下册第一单元《物体的运动》为例,本课旨在让学生了解生活中常见的运动现象;学会利用参照物判断某一物体处于运动还是静止状态;正确运用方位术语描述物体位置;概括物体运动的不同形式;分析物体运动状态与受力之间的关系。在实际教学中,为了加深学生对物体受力情况的理解,教师应组织学生在课堂中完成情境模拟表演,邀请十位学生以紧贴着彼此的方式站在讲台上,模仿在公交车行驶过程中左右摇晃的现象。教师轻轻推动两边位置的学生,可以发现学生很难被推动,随后在地面上铺上较为光滑的材料,再用相同的力推动学生,此时学生需要及时调整脚步才能站稳,据此引导学生分析其中涉及的运动与力的科学知识,并尝试运用科学原理解释虚拟情境中的现象。

(二)针对学生需求提供学习支架

1.建立进阶任务支架。

学习支架产生于支架式学习的教育概念中,其最初来自建筑领域的脚手架,是指应为学生深度探究和自主分析提供必要的支撑,驱动其向更高认知层次攀爬。而学习支架在项目化学习中也具有重要作用,是帮助学生转化学习素材的重要支撑,能够成为科学探究的有效助力,辅助学生克服科学学习中的各类问题。为此,在项目化学习视角下开展小学科学教学的过程中,教师应全面分析项目化学习的特点与学生学情,依据项目化学习时间较长的特征设计进阶式的任务支架,使学生循序渐进地理解科学知识,在完成子任务中归纳与总结,有效完成更高难度的项目学习任务,凸显学生的主体学习地位,满足不同基础学生的真实需求。

以青岛版四年级下册第二单元《声音的秘密》为例,本课主要让学生了解声音是由物体振动产生的;学会运用感官或选择恰当的工具探究声音产生的原因;分析影响声音大小和频率的因素;辨识生活中的声音。纵观本课知识排列可以发现,声音相关内容以层层递进的方式呈现,学生需要逐步深入地完成科学探究。为此,教师应立足整体视角设计项目化学习活动,提出问题:“同学们在生活中都听过哪些声音?”“如何精准地描述不同声音的特点?”“声音的产生和传播都需要哪些条件?”从而利用层层递进的任务设计为学生理解、探究与分析提供支架,能够有效提升科学探究效率,加深学生对声音现象的理解,有利于实现培养学生科学素养的教育目标。

2.设置学习资源支架。

总结项目化学习模式的特征可以发现,其需要的教育资源远超传统学科教育模式,对教师的专业素养要求较高。如上述创设的虚拟任务情境中,教师需要准备较为光滑的材料,还需要带领学生完成情境模拟,丰富的学习资源既是不可或缺的学习支架,也是满足学生学习需求的重要载体。为此,在项目化学习视角下开展小学科学教学的过程中,教师应灵活使用信息化教育技术,注重对不同学习资源的整理,围绕教材课程内容建构项目资源包,方便学生随时取用。同时,教师应引导学生积极参与创建学习资源支架的环节,鼓励其仔细观察现实生活,实现对相关资源的科学应用。

以青岛版四年级下册第四单元《植物的生长》为例,本课主要让学生应用自己的方式记录和描述植物生长的全过程;概括影响植物生长状态的因素;分析不同环境中植物生长情况的差异;理解农业技术和设备在植物种植中的重要性。在现实生活中,许多学生已经在家长的带领下种过植物,参与过发豆芽的相关实践活动,教师应将这些经验作为项目化教学的重要资源。为此,在正式教学前,教师应与学生密切沟通,明确其对植物生长过程的了解程度,鼓励其在课下搜集更多的资源,用照片记录自己的实践过程。课堂上,教师应鼓励学生讲述自己的种植经历,结合教师呈现的学习资源进行综合理解,为分析影响植物生长的因素提供学习支架,从而提升学生对科学学习内容的熟悉度,满足其对学习资源的多样化需求。

3.建立学习系统支架。

构建学习系统支架具体是指将与科学课程相关的要素进行整合,在课堂中搭建较为完善的教育系统,将科学现象、产生原因、问题现状和解决方案作为支架的主要内容,为项目化学习做好铺垫。需要注意的是,教师不能将相关教育要素直接灌输给学生,而是应引导学生经历思维进阶和认知深化的过程,依据项目需要整合不同的要素,促进学生科学认知体系的完善。因此,在项目化学习视角下开展小学科学教学的过程中,教师应在难度较大的项目任务中创建系统支架,联系更多相关的科学知识,帮助学生捋顺思路,发掘解决项目任务的突破口,审慎调整支架创设方式与应用场景,避免将简单的问题复杂化。

以青岛版三年级下册《浮和沉》为例,本课主要让学生了解物体在水中的受力情况;明确物体在水中受到竖直向上托起的力是浮力;从不同角度探究物体沉浮的原因;尝试利用现有材料完成造船的科学实践活动。由于本课知识的实践性较强,且涉及不同的知识点,学生在整合知识与实践应用中容易出现问题,需要合理创建系统化的学习支架。为此,教师应列举与船相关的科学现象,说出木船、铁船等船的不同类型,引导学生思考为什么铁块会沉在水底,而铁船却可以漂浮在水面上。同时,鼓励学生深入探究生活中的浮沉现象,并提出如何利用不同材料造船的科学问题,依托系统化学习支架提出较为完善的解决方案,以此为突破口,让学生掌握科学学习与实践的有效方法,有效整合相关联的知识要素,提升项目教学效率。

(三)根据学生特点创建展示平台

1.展示科学实践成果。

直观地展示科学探究成果是凸显项目化学习价值的重要环节,能够增强学生科学学习的成就感与满足感,利用评价反馈项目化学习的流程设计。在项目化学习中,学生通常需要联系不同的知识点分析同一科学现象,其涉及的知识内容较为丰富,理论学习与实践操作的占比更为合理,在多样化的任务实践中产生较多的学习成果。为此,在项目化学习视角下开展小学科学教学的过程中,教师应围绕项目学习合作性较强的特征组织评价展示,引领学生在更大的范围内完成社交互动,增强持续参与项目学习的动力,优化科学学习体验。

以青岛版四年级上册第五单元《位置与速度》为例,本课主要让学生了解物体位置与速度之间的关系;学会运用恰当的工具对物体运动过程中的时间和距离等数据进行测量;准确描述运动物体某个时刻的位置;分析影响物体运动快慢的因素。在实际教学中,教师应将展示科学实践成果作为本课项目化学习的重点,要求学生调整坡度、运动长度和小车重量,完成判断物体位置与速度关系的科学实验。然后展示实践过程与探究结果,充分调动学生的竞争意识,在展示讲解中再次梳理科学思维,促进科学实践过程的完善。

2.展示科学模型作品。

除了引导学生展示项目学习成果、充分发挥创新思维之外,展示科学模型也是提升项目化学习质量的重要方式。针对科学课程内容的不同,教师可以向学生分别展示不同形式的科学模型,以加深学生对科学知识的理解,为后续项目探究提供指引。随着项目学习进度的加快和学生思维认知的逐步完善,教师要持续优化实物模型,提升科学探究的趣味性。

以青岛版四年级下册第三单元《太阳 地球 月球》为例,本课主要让学生了解太阳、地球和月球的位置关系与作用;明确地球上蕴含着丰富的资源;分析不同阶段月相的变化与影响因素。在实际教学中,教师可以展示地球、月球与太阳模型,引导学生结合模型理解教材中的理论知识,帮助其建立直观化、形象化的理解。或者利用计算机播放flash动画模型,加深学生对太阳系中各行星位置、大小和距离关系的认识,从而拓展知识理解角度,点燃学生参与项目学习活动的热情。

三、结语

综上所述,在项目化学习视角下开展小学科学教学,有利于丰富科学课程教育方式,帮助学生掌握科学探究的正确方法,有效锻炼其科学探究能力,在思维拓展与延伸中实现核心素养教育目标。为此,教师应合理协调项目学习流程,设计更多合理有效、灵活多样的项目化学习活动,营造积极、开放的科学探究氛围,充分发挥学生的主观能动性,为培养学生的综合素养奠定基础。