项目化学习“八步”走　助力学生科学素养的提升

【摘要】项目化学习模式“八步”走是指“回到现场、聚焦问题、方案预设、持续探究、尝试解决、迭代测试、展示交流、总结反思”这八步。文章主要探究如何借助项目化学习模式“八步”走促进学生学习方式的变革，提升学生的科学素养。

【关键词】项目化学习；“八步”走模式；科学素养

作者简介：朱云霞（1988—），女，南京市江宁开发区学校。

项目化学习让学生专注于目标问题的解决，开展自我学习和项目探究，并承担起更多的社会责任。将项目融入科学学习中，能让学生经历一个项目化学习的过程，进而培养学生的科学素养。在项目化学习中，学生有充分的自由，他们需要自己发现问题、聚焦问题、制订计划，在一定的时间内完成自我制订的任务，并进行自我反思和评价。本文探索的项目化学习范式通过以下“八步”走策略（如表1）展开。

一、回到现场

香皂是每家每户必备的清洁用品。虽然现在各式各样的功能型洗手液五花八门，用起来也比较方便，但论杀菌能力，还是香皂比较强。这是由于香皂表面的活性剂含量远高于洗手液，因此香皂的去污能力更强。基于香皂强大的杀菌能力，学校给每个洗手池都配备了香皂，便于学生们洗手消毒，防止生病。

（一）发现问题

回到现场是回到学生发现生活中的某个现象、产生疑问的现场。四年级的晗晗是一个具有敏锐观察力且热爱思考的学生，开学的第一天她就发现了洗手池发生的变化，并和小伙伴就香皂问题展开了讨论。晗晗说：“你们有没有发现洗手池的香皂用得特别快？”“是啊！上午用的时候还和新的一样，下午就还剩那么一点点了！”“袋子总是湿漉漉的，把香皂都泡烂了，香皂一烂就容易从袋子里跑出来，就浪费了。”“那我们得想办法把这网袋给换了，重新给香皂找个合适的‘小窝’，让它不容易被泡烂！”大家都表示强烈的赞同。学生在日常生活中会遇到各种各样的现象，进而产生各种疑问，教师应及时抓住契机，鼓励学生表达疑问、提出问题。

（二）项目化学习价值判断

“如何更好地存放香皂”这个生活问题引发了学生之间的讨论，在讨论中，他们确定了项目化学习的主题“寻找一种防积水的香皂盒”。教师可以思考此项目化学习主题的价值，并进行一一列举：科学知识，会设计简单的实验验证自己的猜测，意识到使用工具可以更加精确、便利、快捷，正确、恰当地使用简单的工具和技术，知道设计一系列步骤，以及了解任何设计都受到一定条件的制约；关键能力，通过问题驱动，主动向同伴和教师学习，乐于尝试多种材料、多种方法完成任务，体会创新的乐趣，能接纳他人的观点，完善自己的设计；必备品格，锻炼合作与分工的团队工作品质，与同伴发生分歧时能协商解决；价值观念，在评价活动的讨论中，能与同伴分享交流，能认同多种不同观点的存在。

二、聚焦问题

问题是项目化学习的起点，提出可研究的科学问题是学生应具备的重要科学素养之一。部分学生提问的积极性不高或提出的问题没有研究的价值，这时就需要教师及时进行指导，帮助学生提炼具有价值的关键性挑战问题。

如针对上述学生对香皂盒的讨论，教师可以引导：“你们想把香皂盒换成哪一种呢？”这时，晗晗好像想到了什么：“我们可以把市场上现有的香皂盒种类各买一个回来，试试哪种效果好，然后再决定。”其他学生都表示赞同。学生买来不同类型的香皂盒进行试验，运用对比实验思想，找到了市面上香皂盒的共同点以及它们的缺点，从而明确了项目化学习的目的：设计一款新型防积水的香皂盒。

三、方案预设

（一）为学生搭建脚手架

在项目化学习过程中，教师需要搭建脚手架以支持学生的项目实施过程，培养学生的科学核心素养。在本项目活动中，教师要组织学生对问题进行筛选，提炼关键问题，形成项目化学习主题；指导学生设计任务单，提供搜集资料的方法；督促学生按时、根据任务完成项目。学生应做到及时发现生活中的问题并主动向教师寻求帮助；积极与组员合作，讨论项目实施方案；根据项目实施过程及时调整方案，修改草图，不断改进；详细记录项目实施过程，及时进行总结反思。

（二）方案设计

方案设计共分两步：第一步，项目成员需讨论、交流解决关键问题的步骤，提出驱动问题，绘制草图，形成一个实施方案；第二步，根据方案确定项目所需材料，列举项目材料清单。教师在此过程中要考查学生设计的草图是否合理，确保各项目小组设计出合理且能真正解决问题的整体方案，使每个项目组最终都能得到预期的产品。

教师需要利用进阶问题指导学生进行讨论，如：制作一种防积水香皂盒需要哪些环节？每一个环节需要做什么？教师还要引导学生提出驱动问题，如：防积水香皂盒的结构特点是什么？防积水香皂盒制作的材料有哪些？技术难点是什么？其他人觉得这种防积水香皂盒实用吗？每个驱动问题有具体的实施方案，分别是：搜集资料、设计图纸；利用工具制作、改进、测试；交流评价；访问使用感受。

四、持续探究

（一）结构设计

在所有小组进入结构设计阶段后，教师应提醒学生按照科学探究的步骤开展设计工作。在设计时，小组成员能够积极主动地查找资料，进行组内讨论。驱动性问题“防积水香皂盒的结构特点是什么”引发了学生们激烈的讨论。有的学生说：“就是在原先香皂盒的侧面开一个口，然后把另一头垫高！”有的学生说：“我认为可以在香皂盒中垫上硅藻泥，因为硅藻泥有很强的吸水性，这样就不会有积水了！”还有的学生认为：“硅藻泥虽然吸水，但水还是没有排出去，长期高频率使用还是会有积水的问题。”经过讨论，学生发现画图比口头表达更清晰。在规定时间内，各小组根据自己对防积水这一功能的理解，以及相互之间的讨论和思维碰撞，画出了自己的设计草图。这些设计草图与严格意义上的设计图纸还有一定的差距。因此，教师还需要指导各小组通过搜集信息、处理信息、获得灵感，改进设计图。其中一个小组从“水往低处流”得到启示：把香皂盒后面抬高，让它斜着。笔者追问：“如果斜着，水是流掉了，可香皂也会滑掉。”学生回答：“那就在两边加装东西，只把香皂挡住，不挡住水。”

（二）项目成果评价标准的设计

在项目化学习中，评价是项目准确按照方案推进的保证。科学的评价表可以让学生知道什么是好的表现、成果，什么是没达到标准的表现、成果，并对照自己和其他同学的行为，引发学生对产品和解决问题过程的反思，引导学生更深层次地探索、创造与合作［1］。项目成果评价表是对项目成果进行评价的依据，包括量化打分与质性评语两个部分。

五、尝试制作

在尝试制作的过程中，项目小组组长要合理地安排项目进度；项目主成员根据草图进行制作，依据实际的操作过程灵活地修改草图，确保制作按照设计草图进行。与此同时，教师要监督各项目小组，使其能够按照分工合作，保证全员动手参与［2］。教师不仅需要根据不同小组的实际情况进行指导，保证各项目小组项目实施的质量和效果，还需要监督各项目小组的实施进程，保证每个小组都能按照自己的设计方案完成项目产品。

有的小组选择的材料是曲奇铁罐子，其质地较软，可以任意塑性，而且比较薄，能够进行裁剪。他们最初的设计是先将铁罐子按设计尺寸裁剪成4块，然后将各部分进行焊接，形成一个整体。但在真正操作时，焊接出现了问题：由于不同部分铁片之间连接有一定的角度，而且铁片的表面有一层很光滑的漆，这大大增加了焊接的难度，并且即使焊接好后使用也很容易断裂。该组根据教师的提示，选择了一体成型，不进行切割、裁剪、焊接的制作方法，即把铁皮盒剪成变形的长方形，再把对应的凸出来的两角向里卷一定的角度，用来挡住香皂不让它滑下来，再把第三个角向相反方向弯90度，再用黄色的胶带装饰一下，防止铁皮边缘割伤手指，最后，钻一个孔，再装上吸盘，一个防积水的香皂盒就制作完成了。

六、迭代测试

在各小组初步完成项目产品制作后，各组组员需要对产品的质量进行使用测试，并不断进行调试、修改，形成最终产品。随后，小组代表汇报项目成果，并讲解设计原理、使用方法、产品亮点等；其他项目组对非本组的项目产品提出建议并进行评价；教师对各项目小组成果进行评估验收并评价打分。

每个小组需要将自己的项目作品交给身边的同伴、家长或教师使用，并请他们填写使用感受。其中，同伴们在使用完后不仅写出了自己的使用体会，有的还提出了很多有建设性的建议。家长和教师则是利用“项目成果评价表”对项目作品和学生们的表现给予了多方面的评价。

七、展示交流

（一）公开展示

学生将项目成果“一种防积水的香皂盒”在学校的各种展示平台如科技节、科普周等活动中向全校的师生进行展示，并对项目作品进行说明，介绍作品的功能、使用方法、优势和创新点，以及本组在项目活动过程中遇到的困难和解决困难的方法。

（二）申请专利

各小组可在教师和专利审查员的帮助下申请国家实用新型专利，以期获得专业人士的意见。其中，一个组的设计通过国家实用新型专利最终审核，专利进行公示。在公示期间，这件作品的专利所有权被一个实体公司看中并出资购买，至此，该小组的项目作品从学校走向了市场，真正实现了产品化，接受市场的考验。

八、总结反思

（一）学生科学素养得到提高

项目活动过程按照逻辑顺序可以分为三个阶段：提出问题、活动设计、收集证据并解释。每个阶段对学生能力的要求和培养是各有侧重的：“提出问题”要求学生不仅要大胆地提出问题，还要选择或提出具有研究价值的科学问题；“活动设计”要求学生能做出自己的假设（哪怕这个假设最后通过验证是不正确的），自行设计实验的步骤、图表等；“收集证据并解释”不仅要求学生选择最恰当、最有效的方法收集证据，还要求学生对证据进行整理、总结，并运用这些证据得出结论、解释结论背后的原因、将结论应用于实际。因此，教师需要依据逻辑顺序对项目活动进行分解，分段予以学生适时的指导，从而促进学生每一阶段关键能力的培养和提升，以提升学生整体科学素养。

（二）教师是支持者和推动者

当学生在活动中有操作的需求时，教师就是他们的支持者；当学生提出疑问时，教师应和学生一起收集资料并开始试验；当学生有个性化表达的需求时，教师就是有力的推动者，为学生搭建展示的平台，充分调动学生的积极性，鼓励他们大胆自信地表达、表现。

项目研究“八步”走模式下，学生的学习目标有：1.在真实的情境中自主发现并研究问题，自主确立创新学习课题；2.自主确定创新发明研究过程，自主控制研究速度；3.在研究过程中不断进行自我反思，发现问题并解决问题；4.能够不断根据需求对产品、研究过程进行改进；5.主动将产品、研究过程向大众展示，接收反馈，进行产品升级、研究改进。

在项目研究过程中，学生主要进行三个层次的学习：个体学习、共同体学习、新知识生成学习。教师需要分析、了解、关注学生，从而对学生进行专项辅导，提高学生的学习质量，促进学生更高层次的认知发展，提升学生的科学素养。

【参考文献】

［1］张泽晖.STEM理念下面向小学生的工程思维培养活动模型设计与实践研究［D］.保定：河北大学，2019.

［2］刘志强.在Scratch项目化编程中培养小学生的计算思维［J］.新课程导学，2022（23）：58-61.