小學科學項目化教學策略研究

陳高峰

【摘要】本文以《模擬安裝照明電路》一課為例，旨在從制訂合理的學習目標、創(chuàng)設有效的問題情境、提供適度的學習支架、構(gòu)建民主的交流評價、開展及時的迭代改進等方面闡述有效開展項目化學習的教學策略，供老師們在小學科學項目化教學中借鑒與思考。

【關鍵詞】小學科學;項目化學習;教學策略

隨著新課程改革的不斷深人推進，項目化學習理念正不斷深人每一名科學教師的心中，但在實際科學課堂教學中，如何進一步轉(zhuǎn)變自身教學模式，選擇有效的項目化教學策略，讓項目化學習方式真正促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展，還存在著許多亟須深人思考與解決的問題。本文將以教科版（2017年版）小學科學四年級下冊《模擬安裝照明電路》一課為例，從制訂合理的學習目標、創(chuàng)設有效的問題情境、提供適度的學習支架、構(gòu)建民主的交流評價、開展及時的迭代改進等方面闡述有效開展項目化學習的教學策略。

1.制訂合理的學習目標，做到課標與學情并重

與傳統(tǒng)科學教學模式相比，學科項目化教學更注重突出學生的主體地位，學生一般需要經(jīng)歷任務、設計、制作、測試、評價、改進等學習過程，整個學習過程顯然比傳統(tǒng)課堂更長，經(jīng)課堂實踐驗證，完成一個項目化學習過程一般需要2個課時甚至更長的時間。學生在開展項目化學習的過程中，如果沒有明確清晰的學習目標指引，他們的學習可能會偏離課程目標。因此，在開展項目化學習之前，教師必須基于《小學科學課程標準》（以下簡稱“《課標》”）、教材內(nèi)容和學生學情制定合理的學習目標，學生才能在清晰明確的目標引領下開展有深度的項目化學習，從而得到科學素養(yǎng)的真正提升。

以《模擬安裝照明電路》一課為例，本人首先在“《課標》”中尋找出本課的核心概念：“6.4.1電路是包括電源在內(nèi)的閉合回路，電路的通斷可以被控制。

“18.2知道工程設計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等。針對一個具體的任務，按照設計的基本步驟來設計一個產(chǎn)品或完成指定的任務?！?8.3對自己或他人設計的想法、草圖、模型等提出改進建議，并說明理由。在制作過程中及完成后進行相應的測試和調(diào)整?！逼浯危瑢滩膬?nèi)容進行分析，本課是這一單元的第8課，也是該單元學習的總結(jié)課。該課滲透了很多“技術與工程”領域的觀點，是典型的科學實踐課;該課主要通過學生對家用照明電路的設計、安裝、測試、評價、改進、拓展等活動，讓學生經(jīng)歷項目化學習的過程，使學生對家用電路有更深人的認識。再次，通過對學生前概念的調(diào)測發(fā)現(xiàn)，學生通過前期對《電》單元的學習，已經(jīng)知道電源、導線、用電器和開關是構(gòu)成電路的必要元件，開關能連接或斷開電路，能用電器元件組合成一個完整的閉合回路，并畫出電路圖;根據(jù)生活經(jīng)驗，他們對于家庭電路的設計和連接也已經(jīng)有了自己的想法。綜合以上分析，本人將本課的學習目標定位如下：

1.經(jīng)歷工程設計全過程：任務、設計、安裝、測試、評價、改進，認識工程設計的基本步驟。

2.樂于將所學的電路知識運用到實踐中，了解兩個開關分別控制兩盞燈的電路特點。

3.能分工協(xié)作，進行多人合作的項目化學習，并樂于分享彼此的想法，貢獻自己的力量。

4.知道科學知識來源于生活，并服務于生活。

與此同時，本人將以上學習目標以評價表的形

式公布于項目開始之前，將學習目標貫串學生項目學習的全過程，讓學生在學習過程中關注本課核心概念和關鍵能力的習得，從而更好地促進學生科學素養(yǎng)的形成。

2.創(chuàng)設有效的問題情境，力求真實與挑戰(zhàn)并存

項目化學習始于問題，整個學習過程與所創(chuàng)設的問題情境緊密相連，教師只有創(chuàng)設有效的問題情境，學生才能真正地置身情境，主動地開展項目化學習活動，在解決問題的過程中完成相應的學習目標。那么怎樣的問題情境才是有效的呢？筆者認為有效的問題情境必須具備以下兩點：一是真實性，問題的提出必須與學生的生活緊密相關，是學生所關心或者愿意主動參與的;二是挑戰(zhàn)性，問題情境的創(chuàng)設難度應該位于學生已有知識的最近發(fā)展區(qū)，達到“跳一跳摘桃子”的效果。

在《模擬安裝照明電路》一課中，本人創(chuàng)設了以下問題情境：

師：同學們，到目前為止，全球新冠疫情形勢依然非常嚴峻，為有效防止疫情的進一步蔓延，很多地方都建起了隔離板房來救治病人，讓我們一起來看一下。（出示隔離房照片后，播放隔離房建設視頻，視頻最后播放隔離房打開門后黑暗、沒有照明電路的真實場景）你們覺得隔離房里面怎么樣？

生1：隔離房里面沒有家用電器。

師：還有其他發(fā)現(xiàn)嗎？

生2：隔離房里面很暗。

師：是的，隔離房里面很暗，需要一個電路工程隊來幫忙安裝一個照明電路。你們愿意參加這項挑戰(zhàn)嗎？

生齊說：愿意！

師：好的，今天這節(jié)課我們就一起來學習《模擬安裝照明電路》（板貼標題）。為了模擬安裝照明電路，老師為大家準備了這些模擬材料：（第一張出示材料照片）電路元件材料（電池1節(jié)、帶燈座的燈泡2個、開關2個、導線若干）;第二張，出示隔離房模型和平面圖。咱們可以看一下，隔離房里已經(jīng)配置了床、書桌等家具，電源也已經(jīng)接到房間了，這是隔離房的總電源，注意在家庭電路中，電源只有一個。這項工程的具體任務是，隔離房需安裝兩盞燈（照明燈和閱讀燈），并由兩個開關分別控制。

新冠疫情作為目前全球關注的熱點問題，對于四年級學生而言，顯然是十分熟悉而又感興趣的，但對隔離房內(nèi)照明電路的設計安裝恰巧又是具有挑戰(zhàn)性的，因此將此問題情境作為本課的驅(qū)動性問題，真可謂真實與挑戰(zhàn)并存。

3.提供適度的學習支架，達到自主與引領并舉

在項目化學習過程中，學生以自主探究的形式經(jīng)歷項目化學習的全過程，由于學習過程復雜且漫長，學生難免會遇到一些難以解決的問題，因此教師應根據(jù)學生已有經(jīng)驗及項目開展情況及時提供適度的學習支架，引領學生有效降低試錯成本，從而按時高效地完成任務目標。

在《模擬安裝照明電路》一課中，本人為學生提供了以下學習支架。

3.1提供直觀方便的材料支架

本人把教材中原本模擬隔離房的不透明鞋盒改成了透明的長方體塑料收納盒，便于學生直觀地看到所安裝電路的元件及線路走向;在每一個電器元件底部都裝上了強力磁鐵，便于學生用強力磁鐵快速將電器元件固定和調(diào)整到隔離房的任何位置。

3.2提供清晰明確的評價支架

在學生開始設計之前，本人根據(jù)本課學習目標設計了一張“隔離房照明電路設計安裝評價表”（見表1），方便學生在項目化學習過程中有目的、有計劃地開展自主探究活動。

3.3提供規(guī)范直觀的設計支架

在設計環(huán)節(jié)中，由于學生處于初次進行隔離房照明電路的設計，對設計圖使用符號的規(guī)范和電路設計的具體要求往往會出現(xiàn)許多不規(guī)范的問題。因此，本人專門設計了一張“隔離房照明電路設計圖”底稿（見圖1），將設計圖要用到的元件符號及設計的具體要求進行了詳細說明，便于學生在設計時直觀地對照設計要求進行規(guī)范的畫圖設計。

3.4提供有梯度的安裝支架

在安裝環(huán)節(jié)中，學生對于直接根據(jù)平面設計圖把電器元件安裝到隔離房的過程是有很大困難的，因為這是從平面到立體的過程，所以，在學生立體安裝前，筆者先讓學生根據(jù)設計圖進行平面上的安裝，等平面安裝成功并通過老師審核后，才能領取材料進入立體安裝。這樣的安排使學生的安裝過程變得更具層次性，學生在從平面到立體的安裝過程中更易發(fā)現(xiàn)家用照明電路的特點，也更容易獲得成功的體驗。

因此，在項目化學習推進的過程中，教師應根據(jù)學生基礎和項目進程難度及時提供適度的學習支架，引領學生更為有效地開展項目化學習，保證自主探究活動的順利開展。

4.構(gòu)建民主的交流評價，實現(xiàn)過程與結(jié)果兼顧

在傳統(tǒng)科學課堂的交流評價環(huán)節(jié)中，教師更注重學生科學知識的習得，往往會傾向于“輕過程、重結(jié)果”，但項目化學習不僅關注學生項目成果的取得，而且也十分重視項目成果取得的過程，以求實現(xiàn)過程與結(jié)果兼顧。那么，學生在項目實踐過程中，如何能做到過程與結(jié)果兼顧呢？本人認為主要是要做到以下兩點：一是構(gòu)建民主平等的交流氛圍，在展示交流中激起學生思維的碰撞，在激烈的辯論過程中促進學生高階思維的發(fā)展;二是構(gòu)建科學合理的評價量表，在評價反思中客觀認識自己的優(yōu)勢與不足，進一步促進項目的優(yōu)化與完善，在項目優(yōu)化與完善過程中更好地發(fā)展學生的科學素養(yǎng)。

在本課的設計交流環(huán)節(jié)中，有這樣一個展示交流的片段：

師：同學們，小組交流準備時間到了，哪一小組愿意先來分享一下你們的設計成果？（許多小組紛紛舉手）好，先請這一小組上臺來介紹一下吧?。ń處熗队俺鍪驹摻M的設計圖初稿，如圖2）

生上臺匯報：我們小組照明燈電路中的電流先從電源正極出發(fā)，經(jīng)導線通過Si開關，再經(jīng)導線通過匕，照明燈，最后經(jīng)導線回到電源負極，照明燈就亮了;閱讀燈電路中的電流也是從電源正極出發(fā)，經(jīng)導線通過S2開關，再經(jīng)導線通過L2閱讀燈，最后經(jīng)導線回到電源負極，閱讀燈就亮了;兩個開關分別安裝在兩盞燈的電路中，就可以做到一個開關控制一盞燈了。大家有什么好的建議嗎？（許多學生舉手，匯報員選擇生A回答）

生A：你們設計圖中的導線彎彎曲曲的，我建議導線畫得直一些就好了。

匯報員：我接受你的建議，謝謝！大家還有別的建議嗎？（匯報員選擇生B回答）

生B：照明燈電路中的5，開關可以離床再近一些。

匯報員：為什么要這樣呢？

生B：因為晚上病人躺在床上，如果開關太遠，就不方便控制，裝在床頭可以更方便地控制電燈。

匯報員：我接受你的建議，謝謝！大家還有別的建議嗎？（匯報員自主選擇生C回答）

生C：我覺得一條導線上只需要畫一個箭頭就夠了，你們組導線上的箭頭畫得太多了。

匯報員：我接受你的建議，謝謝！大家還有別的建議嗎？（匯報員自主選擇生D回答）

生D：照明燈可以放在床旁邊，這樣就可以照亮整個房間了。（全班表現(xiàn)出驚訝狀）

匯報員：可是這樣只能照亮靠近床這邊的地方，離床遠的地方會不會比較暗呢？

生D：我覺得可以用閱讀燈來照明。

匯報員：閱讀燈是專門用來看書的呀！

生D：嗯，我接受你的意見，謝謝！

師：時間關系，交流到此暫停，老師還有個疑問，剛才第一位同學對這一小組的設計圖提出導線可以畫得更直、更簡潔一些，誰能來解決這個問題？（生紛紛舉手）好，就請你上來畫一下。

生E：我覺得這里可以改成這樣——開關可以移到床頭——這樣就簡潔多了（生邊解釋邊修改設計圖，如下圖3）。

師：大家覺得怎么樣？（很好）是的，這樣電路就簡潔多了，讓我們用掌聲謝謝他。你們第6小組接受他的建議嗎？（第6組齊說：接受）好的，接下來大家可以根據(jù)同學們的建議進一步優(yōu)化和調(diào)整你們的設計圖。

在以上設計的交流片段中，由于教師給學生構(gòu)建了自由民主的交流氛圍，因此，學生與小組之間的交流碰撞精彩紛呈，你一言我一語，有認同的，也有爭執(zhí)的。在這樣的交流研討過程中，學生的思維是有深度且不斷發(fā)展的，學生的核心素養(yǎng)也會在這樣一次次的民主交流評價中不斷提升。

5.開展及時的迭代改進，注重優(yōu)化與提升并進

迭代改進是項目化學習不可缺少的環(huán)節(jié)，在科學課堂教學中，迭代改進不僅能優(yōu)化調(diào)整原有設計和成果，更能進一步促進學生對此次探究活動本身進行反思，提升學生的科學思維品質(zhì)。因此，在科學課堂項目化學習中，教師必須引導學生開展及時有效的迭代改進活動，提升學生不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

在《模擬安裝照明電路》中，筆者在學生進行設計圖的展示交流后，專門安排了2分鐘時間讓學生根據(jù)同學們的意見建議對本小組的設計圖進行進一步優(yōu)化調(diào)整。2分鐘結(jié)束后，當學生即將開始安裝照明電路時，筆者還是不斷提醒學生要在完成自己設計圖優(yōu)化后才能領取材料進行安裝。不僅如此，在各小組完成成果交流展示后，筆者依然提出各小組可以根據(jù)同學們的意見建議進一步優(yōu)化自己的設計圖和作品。最后在拓展環(huán)節(jié)中，筆者又提出了新的問題情境：同學們，夏天快到了，如果要給隔離房再加裝一個風扇和開關，可以怎么安裝？大家可以在自己的設計圖上繼續(xù)修改，修改好的小組可以交給老師進行審核。

在以上案例中，筆者不斷反復給予學生進行項目迭代改進的時間和空間，這不僅能讓學生及時地進行項目的優(yōu)化調(diào)整，同時也能讓學生的思維在反復的迭代改進中得到進一步的提升。

6.結(jié)語

總之，在小學科學課堂中開展項目化學習并不是一蹴而就的，教師在組織學生開展項目化學習的過程中，必須根據(jù)課標、教材和學生認知水平選擇有效的項目化教學策略，才能充分發(fā)揮項目化學習的優(yōu)勢，引導學生開展深度的自主探究活動，從而得到科學素養(yǎng)的全面提升。

（本文作者系浙江省紹興市柯橋區(qū)齊賢中心小學陶里校區(qū)一級教師）

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]劉恩山.義務教育小學科學課程標準解讀[M].北京：高等教育出版社，2017.