立足核心素养的小学科学项目式学习教学实践

关键词：核心素养 小学科学 项目式学习 教学设计 实践研究

一、研究背景与研究目的

为了摆脱照本宣科式的讲授型教学，一些科学教师喜欢直接购买成套材料包分发给学生，学生按照步骤拼接操作，即可照猫画虎地做出成品，最后摆出一样样的“科学小制作”，这在很多教师眼中就算达成项目式学习了。而对比真正的项目式学习，不仅缺乏学生自己发现真实问题并探究解决的环节，更缺乏重要的设计作品、小组合作学习等重要环节。

《义务教育科学课程标准（2022年版）》要求科学课程要培养学生核心素养，在分析教科版小学5 年级《科学》课本后，笔者依据教学内容涉及到的核心素养内容，开展了切合学生学习水平的项目式学习，将蕴含核心素养的项目与小学科学课程结合起来，并设计相关教学、评价等环节。

本研究主要以核心素养为指导，进行基于项目式学习的小学科学课程教学设计，选择并开发合适的科学项目，将其融入常规课程内，让学生体验到有项目式学习内核的课程，同时为教师形成可实操性强的教学参考，缩小从常规讲授教学转变为项目式学习之间的距离。

二、理论基础及研究方法

1. 理论基础

美国巴克（Buck） 教育研究所将“以课程标准为核心的项目学习”（standards focused  PBL）描述为一套系统的教学方法，是对复杂、真实问题的探究过程，也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程，在这个过程中，学生能够掌握所需的知识和技能[1]。宋朝霞（2014）等学者认为，项目式教学具有实践性、体验性的典型特征，它注重的不是项目最终取得的结果，而是要使学生通过实施具体项目获取知识、技能及解决问题的方法，要在完成项目的过程中培养学生的工作责任感及团队合作能力，培养学生跨学科、跨领域完成复杂工作的能力，培养学生对知识进行自主深化与拓展的能力[2]。由此可以看出，项目式学习既是一种教学活动，又是一种学习方式[3]。在项目式学习与小组合作的研究中，Jahnke 等人（2022）认为，教师应通过辅导支持学生谈论、表达和反思自己所作出的决定，在项目式学习活动中，学生是通过技术项目而学习，而不是因为技术促进了学习[4]。

本研究所进行的项目式学习在教学过程中为学生设立真实情境，体现出情景认知与学习理论中最重要的情境化。在情境化任务下分设小组，学生会遇到多种真实问题，在此间发生主体与环境的交互作用，有助于学生将项目式学习中掌握的能力迁移到日常生活与社会中。

2. 研究方法

行动研究法（Action Research）。根据学生反馈与教学效果及时反思，调整课堂研究设计和实施细节，完善下一个项目的课程设计，提升项目式学习的教学课堂效率，保持优势，弥补不足。教室是检验教学最好的实验室，通过行动研究法，教师本人也完成了“做中学”，即在此研究过程中提升了教学研究能力[5]。

访谈法。在本研究中，访谈对象是小学生，通过访谈，可以更好地了解学生对自己作品的看法，了解他们内心真实意志。本研究采用的具体访谈方法为结构性访谈与半开放性访谈相结合，即有固定结构的访谈问卷，但在访谈过程中根据学生言语状态和实际情况进行开放性调整，不要求学生必须按照被访问题顺序回答。最后通过访谈结果分析学生在项目式学习中的学习态度与实际情况，从而进一步完善教学实施步骤与细节。

三、教学实践研究

1. 教学分析与设计

（1）学情分析 2021 年，教科版小学《科学》教材进行了改版，原“运动和力”一章由5 年级改设于4 年级，作为本次教学对象的5 年级学生在4 年级时未学习过相关内容。

抛石机是起源于我国的一种古老的攻城兵器。在本次教学设计中，依托抛石机历史与原理进行了切合教学实际的改造，依靠弹力进行发射：下压发射杆后，皮筋的弹性势能转化为“子弹”发射出去的动能，达到击中目标的目的。

（2）学习目标分析 改版后的“运动和力”一章借助小车让学生感知到生活中存在弹力、摩擦力及能量等概念。梳理课程内容后，可明确本项目式学习涉及到的核心概念有物质的运动与相互作用、工程设计与物化等，再结合核心素养要求进行分析，笔者为本次“抛石机投篮”项目式学习制订了如表1 的教学目标。

（3）教学内容活动及资源准备 为指导学生明确制作目的，合理安排分工，本次教学设计了小组讨论记录单，主要包括讨论、分工、设计、反思4 个主要方面，记录单问题设计与设计思路如表2。

（4）教学评价设计 抛石机投篮作为客观、可量化得分的项目，本次项目式学习参考竞技类运动会中客观打分模式，制订了比赛规则。此外，在比赛结束后还安排了作品介绍与展示环节，即学生介绍小组作品的制作历程、有无特殊创意、遇到的问题和解决方法等，并展示作品外形，说出抛掷原理。此环节学生小组、其他小组与教师按照根据学习目标制作的评价量表（如表3）进行评价，综合选出1 组最佳制作奖。

2. 教学实施与评价

本次项目式学习分为3个阶段。

第1阶段：创设情境，确立项目。主要通过引入与问答，为学生确立基本概念，明确制作流程与制作规则，为接下来的正式制作作准备。

第2阶段：制订方案，物化成果。教师需注意学生小组状态，有些学生会遇到制作困难而想要放弃，教师应及时察觉并进行正面引导。在实施抛石机投篮项目过程中，学生的学习动力得到了极大的提高。许多学生在此阶段均频繁针对自己的抛石机进行调整，教师此时应做好协助工作，提供相应材料，并鼓励学生实践自己的想法，应对在修改过程中可能遇到的如材料断裂、无法达到对应射程等问题。

第3阶段：投篮比赛，总结评价。学生首先通过班级内的比赛与展示，决出前3 名与最佳制作奖。在项目展示结束后，进行小组自评、组间互评与教师对小组的评价。班级里，学生均能介绍本小组设计理念、制作抛石机的流程、抛石机的结构和投掷原理等。

项目教学结束后，笔者在征得学生同意的情况下对学生访谈进行了记录，共采访了11个小组共29 位学生。经过对学生的半开放性访谈内容分析，所有被采访的学生都可以做到明确描述自己小组的抛石机种类与发射方式；所有被采访的学生都可以准确描述出小组设计、制作并调试抛石机的过程；所有被采访的学生均表示在制作过程中遇到过不同的问题，其中大致可分为制作（占比93.10%）与沟通（占比6.90%）两方面，如筷子无法固定、支架不够稳定等制作方面问题，以及争吵等组员沟通问题。

所有被采访的学生均认为经过项目式学习后，对学习力及相关知识有所帮助。半数小组在制作中表示曾经出现过小矛盾，但是均可以在制作中顺利解决。仅有2名学生认为自己的抛石机比较完美，无须改进；其余10 组同学均在制作稳定性与外观美观程度对自己的抛石机提出了改进看法。

本次受访的学生中仅有1名学生表示倾向于教师单独评价打分，认为会更加公平公正；其余学生均表示倾向于综合自评、同学互评与教师评价，观点大致可分为“更加公平、评价角度更多”“自己更了解自己作品”“取长补短、可以改进自身作品”3个方面。仅有1名学生表示倾向于自己制作，认为不会产生矛盾，其余学生均表示更倾向于小组合作，倾向小组合作的原因大致可分为“小组合作更愉快”“小组合作有分工、效率高”和“小组分工可以取长补短、互帮互助”3 个方面。

所有受访学生均认为自己在本次抛石机投篮项目中得到了科学观念（100%）、科学思维（100%）、探究实践（62.07%）及态度责任（41.38%）方面不同程度的进步，所有学生均认为自己得到科学观念与科学思维方面的进步，如更加了解弹力是如何产生的、能够进行抛石机的创意设计等；18 位学生认为自己得到了探究实践方面的进步，如能更好地解决问题等；12 位学生认为得到了态度责任方面的进步，如更热爱科学课的制作、遇到失败不气馁等。

四、教学反思

通过抛石机投篮项目的开发设计与教学实践可以看出，核心素养为导向的项目式学习可以体现科学课程的育人价值，能够培养学生逐步适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力，学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面均有提升。但在本次研究过程中仍存在很多不足，主要集中在以下几点。

（1）小学科学课程项目式教学流程设计应尽量简化，同时科学布置项目式学习教学环境，以紧凑型小组为佳。科学实验室由于面积更大、座位分散，学生容易注意力不集中。

（2）结合项目具体内容，依据学生学情设计引导表单词语。面对确定性的项目时，可以将引导问题设置为课堂问答的形式，在保证表单科学性的同时，其词语的选择应尽量附有较为口语化的解释，方便学生理解。

（3）在实施较长周期项目时，教师应做好“脚手架”，在学生遇到困难的时候及时进行帮助，比如学生在制作过程中因材料质量导致屡次失败会产生放弃心理，此时教师应耐心帮助学生调整装置，尽量避免此状况再次发生。

（4）开展学生小组间相互交流与生生间的相互学习。在本次项目式学习中，不同小组物化的成果也不同，在设计过程中学生也可观察到其他小组如何设计并制作，在此过程中学生会有意识地学习其他小组完成较好的环节，教师应及时注意并鼓励学生相互学习，取长补短，共同进步。

（5）根据项目进行情况适当进行课外拓展，注重学生思维构建和能力培养。鼓励学生发表自己的意见，并与班级同学进行讨论、分享；鼓励学生进行科学知识的深入提问等。