小学科学项目化学习的主题设计原则、开发路径与项目实施流程

摘要：项目化学习模式具有较强的科学性和综合性，小学科学教师应当积极开展项目化学习活动，以加强对学生探究和实践的指导。文章阐述设计小学科学项目化学习主题的三方面原则，结合案例详细介绍开发项目化学习主题的两条路径，并借助以“我是桥梁设计师”为主题的项目化学习活动分析组织这类教学活动的科学流程。

关键词：项目化学习；主题设计；开发路径；实施流程

作者简介：陈新宇（1978—），男，江苏省南通市通州区川港小学。

《义务教育科学课程标准（2022年版）》提出教学建议：“探究和实践是科学学习的主要方式，要加强对探究和实践活动的研究与指导，整合启发式、探究式、互动式、体验式和项目式等各种教与学方式的基本要求，设计并实施能够促进学生深度学习的思维型探究和实践。”项目化学习模式是一种让学生在“做中学”的模式，其包含大量师生、生生互动，具有探究性、实践性、综合性、系统性。在开展小学科学教学时，教师可以合理引入项目化学习模式，以加强对学生探究和实践的指导，帮助学生顺利学习科学知识和技能，发展核心素养。

一、小学科学项目化学习的主题设计原则

良好的开端是成功的一半。为了顺利组织项目化学习活动，教师需要先确定合适的项目主题。教师设计的项目化学习主题应当聚焦现实世界中的真问题，同时有一定的挑战性和较强的整合性。根据实践经验，笔者认为教师在确定小学科学项目化学习主题时，应当坚持以下三方面原则。

（一）真实性原则

坚持真实性原则，指教师在确定小学科学项目化学习主题时应该立足生活、基于事实，即教师不能从胡编乱造的假问题出发设计项目化学习活动，应当从现实世界中的真问题出发提炼项目化学习主题。在这样的情况下，项目化学习活动可以有效引导学生对生活进行细致观察，发现真事件、真现象背后的科学知识，对问题产生更加深入的思考。与此同时，教师也可以顺利地基于项目化学习主题设计教学情境，引导学生探究、实践，而不是让学生在抽象的虚构情境中分析、思考问题。

（二）挑战性原则

坚持挑战性原则，指教师确定的项目化学习主题需要既符合学生的年龄特点、认知水平，又具有一定的拓展性和挑战性。在这样的情况下，教师可以更顺利地设计出难度适中的项目任务和问题，从而有效激发学生的学习兴趣，增强学生的学习动力，激励学生进行探索学习。由此，学生的高阶思维能力与创新能力可以得到有效锻炼。

（三）整合性原则

小学科学教师确定的项目化学习主题还应当具有整合性。在这样的情况下，教师可以更好地根据项目化学习主题确定教学目标，将对学生关键能力与必备品格的培养贯穿于教学活动的全过程。与此同时，具有整合性的项目化学习主题，能够引导学生将教学内容串联起来，并提示学生学习教材以外的拓展知识，使得学生的学习不仅有系统性、结构性，还有拓展性、延伸性。

二、小学科学项目化学习的主题开发路径

小学科学教师可以从以下两种路径确定项目化学习主题：一是从课程内容中开发，即分析学科知识、重构教材内容后，从中提炼具有概括性的主题；二是从生活中挖掘，即用科学的眼光观察生活世界后，分析现实生活中有价值的问题，并由此提炼适合探究的主题。

（一）整合教材内容，提炼主题

在整合教材内容时，教师不需要按照教材的编排内容教学，仅需要在教材内容的基础上进行改编设计，形成一个项目化学习主题。当然，教师也可以仅将教材同一单元内的知识进行重新设计，然后由此提炼项目化学习主题。除了可以适当融入科学教材的内容，教师还可以整合其他学科教材的内容，即以科学概念、原理为中心，融入其他学科的相关知识和技能，得到一个具有较强延展性、包容性的学习主题。

譬如，苏教版小学科学教材五年级下册第2单元第6课“蛋壳与薄壳结构”包含四个部分的内容：一是研究蛋壳的形状特点；二是研究蛋壳的精妙之处；三是研究蛋壳与拱形的相似之处；四是展示薄壳结构在生活中的应用。在整合教材内容后，笔者围绕教材中对此平桥与拱桥承载力的实验，开发以“桥”为主题的项目化学习活动，引导学生依次完成“赏桥”“说桥”“画桥”“造桥”等任务，围绕桥的历史、文化含义、种类、特征、结构等内容进行探索。通过以“桥”为主题的项目化学习活动，学生不仅学到了知识，还有效锻炼了知识应用能力、科学探究能力、综合实践能力。

（二）挖掘生活素材，提炼主题

人们的日常生活蕴含着丰富的科学教学资源。小学科学教师应当提高自身专业素养，善于从生活中挖掘学生感兴趣的科学教学素材，并提炼出项目化学习的主题。得出生活化主题后，教师可以根据实际生活现象创设教学情境，引导学生在具有真实性的情境中探究，或者回到生活中探究。

学生的生活范围包括校园、家庭以及社区等。在开发项目化学习主题时，教师可以针对学生的不同生活场域确定不同主题，比如围绕学生的社会生活开发具有较强实践性的项目化学习主题，引导学生进行实践探究。笔者发现学生喜欢在课间玩“踩影子”游戏后，开发了以“影子”为主题的项目化学习活动，引导学生辨析“光源”“光的传播”“影子”等概念，探究“影子是怎样形成的”“在太阳下影子的变化有什么规律”等科学问题，并鼓励学生尝试设计手影戏、皮影戏。除此之外，笔者还将数学知识融入以“影子”为主题的项目化学习活动，要求学生完成“测量旗杆的高度”等学习任务，利用所学科学知识和数学知识解决现实生活中的问题。

三、小学科学项目化学习的项目实施流程

组织项目化学习活动时，教师可以引导学生按照了解项目、猜想假设、制订计划、实践探究、改进提升的顺序学习。文章以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动为例，讨论小学科学项目化学习的项目实施流程。

（一）创设情境，了解项目

教师提出项目内容，是引导学生开展小学科学项目化学习的第一步。教师提出项目内容的常见方式有两种：一种是直接说出项目主题和项目要求，但是这种方式比较单调和突兀，难以充分激发学生的学习兴趣；另一种方式是创设生活情境，引导学生在情境中观察、思考，从中发现问题并展开探究。显而易见，后一种方式不仅比较自然，而且可以有效激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，调动学生的探究欲望。

在以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动中，教师创设了过河的情境：“王大伯家门前有一条河，隔开了王大伯和他家的农田。每次王大伯去照料农田都要绕很远的路。还有一部分村民的日常出行，也被这条河挡住了。村民委员会在讨论之后，决定在王大伯家门前的河上造一座桥。”教师长舌情境后，展示了几组桥的照片，引导学生认识多种类型、结构的桥，欣赏这些兼具实用性和美感的建筑。此后，教师趁机提出任务：“大家刚才欣赏了各种各样的桥，请你们结合自己的经验帮助村民委员会，在王大伯家门前的河上造一座桥。在大家给出设计方案后，我们再来比一比，谁是最佳设计师！”

（二）联系经验，猜想假设

猜想是思维延伸的起点，是探索真理的开始。在引导学生开展小学科学项目化学习时，教师应当引导学生给出理性猜想，对事物发展的趋势和可能的结果进行预测。理性猜想是有依据的猜想，是根据已有知识、方法、经验作出的猜想，而不是毫无根据的想象，也不是天马行空的胡思乱想。在引导学生猜想、假设的环节，教师要充分利用此前创设的教学情境，唤醒学生的生活经验，引导学生发现情境中的问题，明确自己的探究任务，并积极地参与讨论，以找到解决问题和完成任务的思路、方法。

在以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动中，教师提出“造桥”任务后，引导学生结合自己对桥的认识讨论“准备造什么桥”以及“为什么造这种桥”两个问题。教师提出问题后，有学生主动表示：“我觉得村民委员会应该造一座平板桥，因为平板桥的桥面平坦，便于人和车通行。”也有学生表示：“我觉得村民委员会应该造一座拱桥，因为拱桥有较大承载力，即便很重的车辆在桥上行驶，也不会导致桥断裂。”还有学生说：“我觉得村民委员会应该造一座斜拉桥，这种桥不仅外形美观，而且坚固、承载力大。”听了学生的想法，教师一面称赞学生的发言，一面引导学生进行猜测：“同学们的想法真多，而且大家也提出了造桥的理由。不过，在这么多种桥中，你们觉得哪种桥的承载力最大呢？”在教师提出问题后，学生积极地开展讨论。讨论过后，大多数学生猜测拱桥的承载力最大，平板桥承载力最小。也有一部分学生猜测斜拉桥的承载力最大，平板桥承载力最小。教师顺势引导学生进入验证猜想的环节：“那么，我们到底怎么知道哪种桥的承载力最大呢？”

（三）小组合作，制订计划

凡事预则立，不预则废。好的计划可以为后续的行动导航，从而提高行动的成功率。在学生通过实验验证猜想之前，教师需要指导学生精心制订实验计划，认真设计实验方案。在传统的科学教学中，实验计划的制订者常常是教师，学生只是实验计划的执行者。然而这种方式会束缚学生的思维能力与创造能力发展。为了充分挖掘学生的潜力，教师应当让学生组成学习小组，合作设计实验计划。

在以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动中，教师没有在提出操作建议后，立刻把材料发给学生，而是让学生先组成学习小组，讨论实验计划。为了方便学生制订实验计划，教师引导学生围绕“造哪种桥”“造桥需要哪些材料”“怎样造桥”“如何分工”等问题展开讨论，并画出桥梁设计图稿，写出简要的造桥步骤。在学生汇报桥梁设计与建造计划后，教师才让学生领取材料，开始动手制作。

（四）留出空间，实践探究

在科学教学中，教师应当践行“实践是检验真理的唯一标准”原则，确保学生有机会经历实践探究的全过程。只有这样，学生才能扎实掌握科学知识与技能，充分发展科学核心素养。

在以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动中，教师在学生顺利制订实验计划之后，给学生提供了纸板、棉线等材料，让学生动手探究不同类型桥的承载力。在学生制作桥梁模型的过程中，教师在班级内来回走动，仔细观察学生的操作，给学生提供适当的指导和帮助，确保学生既有机会锻炼实践能力，又能顺利完成任务。

（五）展示测评，改进提升

学生的探究实践可能不会一次成功。教师要接受学生做出的粗糙作品，同时要善于引导学生完善作品。在小学科学教学中，教师还应鼓励学生展示作品、分享经验，然后邀请学生评价彼此的作品，最后帮助学生根据他人的评价意见进行反思，找到合适的路径完善作品、提升自我。

在以“我是桥梁设计师”为主题的小学科学项目化学习活动中，教师在学生完成项目学习任务后，组织了展示交流活动，并带领学生测试各个小组制造的桥梁模型的承载力，评估这些桥梁模型的质量。通过测试，学生得到答案：斜拉桥的承载力最大，拱桥的承载力居中，平板桥的承载力最小。教学没有到此结束，教师继续引导学生反思与改进、优化和创新。在这一研讨环节，学生最终得出结论：王大伯家门前那条河的河面跨度较小，村民委员会没有必要造斜拉桥，可以选择承载力居中的拱桥，为了方便车辆行驶，村民委员会可以建设上方平整、下方为拱形的桥，方便车辆通行，同时增大桥面的承载力。

参考文献：

［1］高潇怡，喻娅妮.关注项目式学习中的驱动性问题［J］.中国教师，2020（7）：51-53.

［2］曾祥琼，蒲秀秀.大概念统整下学科项目化学习的设计策略：以《确定位置》一课为例［J］.教育视界，2021（11）：12-16.