小学科学创新思维发展项目式学习设计策略

【摘 要】《义务教育科学课程标准（2022年版）》（简称“新课标”）作为指导小学科学教育的纲领性文件，不仅强化了科学课程在培养学生核心素养方面的重要性，还明确提出了要着力提升学生的科学精神和实践创新能力。在这一背景下，指向创新思维发展的小学科学课程成为促进学生全面发展的重要途径。项目式学习（Project-Based Learning， PBL）作为一种新型的教学模式，通过构建真实问题情境，引导学生在实践中探索、解决问题，从而有效促进学生创新思维能力的提升。本文旨在探讨如何在小学科学教学中，通过项目式学习的设计策略，培养学生的创新思维，并结合具体课例进行深入分析。

【关键词】创新思维；项目式学习；新课标；小学科学；核心素养

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）011-088-02

随着科技的飞速发展和国际竞争的日益激烈，创新已成为推动社会进步和国家发展的关键力量。小学作为基础教育的重要阶段，其科学课程在培养学生的创新思维和问题解决能力方面承担着重要使命。新课标的出台，为小学科学教育指明了方向，强调要通过科学课程的学习，帮助学生形成正确的价值观、必备品格和关键能力。

项目式学习作为一种以建构主义理论为基础的教学模式，以其独特的“做中学”“学中思”理念，为小学科学教学提供了有效的实施路径。项目式学习通过创设真实的问题情境，引导学生主动探究、合作学习，不仅促进了学生对科学知识的理解和应用，还培养了学生的创新思维和批判性思维。

结合小学科学课程的特点和新课标的要求，本文提出以下四个项目式学习设计策略，以促进学生创新思维的发展。

依托课程标准，筛选内容进行重组

在指向创新思维发展的小学科学项目式学习设计中，依托课程标准进行内容的筛选与重构是基础且关键的一步。这要求我们不仅要深入理解新课标的核心理念与具体要求，还需结合学生的年龄特征、认知规律及兴趣点，精选那些既符合课程目标又能有效激发学生创新思维的教学内容。

以四年级上册“声音”单元为例，通过深入研读课程标准，我们发现该单元旨在让学生理解声音的产生、传播及其特性等基本概念。

为了进一步提升学生的创新思维与实践能力，我们可以围绕“声音”这一主题，设计一个综合性强、开放度高的项目——创意声音探索者。此项目不仅要求学生制作小乐器，更鼓励学生探索声音在不同介质中的传播效果、设计声音控制装置或利用声音原理创作艺术作品等。

为了实现这一目标，教师需进行以下几方面的准备：一是系统梳理与声音相关的知识点，包括声音的产生机制、声波的传播原理、声音的特性及其应用等；二是搜集和整理各类教学资源，如声音传播实验材料、乐器制作材料、数字音频处理软件等；三是制定详细的项目计划，明确项目目标、任务分解、时间节点及评价标准，确保项目实施的有序性和有效性。如图1所示。

在项目实施过程中，教师应扮演引导者和支持者的角色，鼓励学生自主探究、合作交流，通过动手操作、实验验证、资料查阅等多种方式，深入探索声音的奥秘，培养学生的创新思维和问题解决能力。

创设问题情境，提出并分析问题

创设真实、有趣且富有挑战性的问题情境，是激发学生好奇心、求知欲和深层思考的重要手段。在项目式学习中，教师应根据项目主题和学生实际情况，精心设计一系列环环相扣、层层递进的问题链，引导学生逐步深入探究，形成对问题的深刻理解和独特见解。

以“创意声音探索者”项目为例，教师可以创设以下问题情境：“在我们的日常生活中，声音无处不在。你有没有想过，如何利用声音的特性来创造一些有趣的东西？比如，设计一个能够随着音乐节奏变换颜色的灯光装置，或者制作一个能够检测周围环境噪音并发出警报的智能小车。这些想法听起来是不是很酷？那么，你该如何开始你的创意之旅呢？”通过这样的问题引导，学生可以迅速进入角色，开始思考如何利用声音知识来解决实际问题。

在问题探究过程中，教师应鼓励学生大胆假设、小心求证，通过设计实验、收集数据、分析结果等方式来验证自己的猜想。

同时，教师还应提供必要的指导和支持，帮助学生克服探究过程中遇到的困难和挑战，引导他们从多个角度思考问题，培养批判性思维和解决问题的能力。

跨学科融合，促进知识综合运用与创新

跨学科融合是促进学生创新思维发展的重要途径之一。在小学科学项目式学习中，教师应打破学科壁垒，将数学、技术、艺术等多学科知识有机融合到项目中，使学生在解决实际问题的过程中实现知识的整合与创新应用。

以“绿色校园建设”项目为例，该项目不仅涉及生态环保的科学知识，还融合了数学规划、工程技术、艺术审美等多个领域的知识。在项目实施过程中，学生需要运用数学知识进行校园绿化面积的规划和计算、利用工程技术知识设计节水节电的环保设施，同时还需要考虑艺术审美因素来美化校园环境。这样的跨学科项目不仅能够拓宽学生的知识面和视野，还能够培养他们的综合能力和创新思维。

为了实现跨学科融合的目标，教师应具备跨学科教学的素养和能力，能够熟练运用多学科的知识和方法来指导学生完成项目。同时，教师还应积极寻求与其他学科教师的合作与交流，共同构建跨学科的教学团队和课程体系，为学生提供更加丰富多元的学习体验和发展空间。

运用信息技术，增强学习体验与效果

随着信息技术的飞速发展，其在教育领域的应用日益广泛且深入。在小学科学项目式学习中引入信息技术手段，不仅能够为学生提供更加丰富直观的学习资源和工具支持，还能够优化项目式学习的体验与成效。

首先，教师可以利用数字化工具和虚拟实验平台来辅助项目实施。例如，在“植物生长的秘密”项目中，学生可以利用传感器和数据分析软件，实时监测植物的生长环境参数（如光照强度、温度、湿度等），并通过数据分析软件对数据进行处理和分析。这种方式不仅能够帮助学生更加直观地了解植物生长的过程和规律，还能够培养他们的数据收集、处理和分析能力。

其次，教师可以利用在线协作平台，促进学生之间的交流和合作。在线协作平台可以打破时间和空间的限制，让学生随时随地都能够进行项目讨论和协作。同时，平台还可以提供丰富的协作工具和资源支持（如文档共享、在线编辑、实时通讯等），使得团队协作更加高效便捷。

此外，教师还可以利用信息技术手段，拓展项目化学习的边界和深度。例如，通过虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR），模拟复杂的实验场景和过程；通过网络来搜集和整理项目相关的资料和信息；通过社交媒体平台，展示和分享项目成果和经验等。

注：本文系北京市教育学会“十四五”教育科研2023年度一般课题“指向创新思维发展的小学科学项目式学习实践研究”（课题编号：SY2023-008）的研究成果