基于概念建構的學科項目化學習策略

江蘇睢寧縣王集中心小學（221200） 李松葉

當下，學校項目化學習逐漸從超學科拓展項目化、跨學科綜合項目化回歸基礎學科項目化。但是，不少教師認為學科項目化是系統建構學科大概念的學習，它適用于單元知識網的建構。如果在單課時的教學中針對科學概念運用項目化學習，不僅浪費時間，而且大材小用。然而，任何概念性知識的學習，都應該是本質概念的再建構過程，是訓練學生思維在情境遷移中靈活轉換的過程。因此，在課堂教學中開展項目化學習是必要的，也是可行的。

課堂項目化學習的設計包括四個環節：確定核心概念—預設項目化學習成果—提出驅動性問題—設計認知程序。其中，認知程序就是課堂教學實施過程，也包括四個環節：創設問題情境，認識核心概念—結合生活情境驗證核心概念—利用驅動性問題，探究核心概念—解決實際問題，應用核心概念。

下面，通過幾個教學案例，具體談談如何在課堂教學中針對核心概念知識開展項目化學習。

一、確定核心概念

項目化學習的設計不是從項目或活動開始的，而是要尋找與這個項目化學習相關的概念及知識和技能（包括學科以外的知識與技能）。因此，教師應引導學生將概念及其子概念、具體的事實性知識、程序性知識建立聯系，這種聯系將直接決定項目化學習的質量。

（一）單概念轉化

單概念轉化，指在基礎學科教材中針對每一課的單一概念進行項目化學習設計。在尋找核心概念的過程中必須明確學科知識、技能目標，結合科學課程標準中的概念分級體系，確定核心概念。

下面，以教科版小學科學教材四年級上冊第三單元《運動和力》的第2 課《用氣球驅動小車》的教學為例。依據小學科學課程標準中的概念體系和教材單元、課時目標要求，確定課時探究的核心概念是反沖力；明確課時目標是讓學生在情境中認識反沖力的特征，驗證反沖力的規律，利用反沖力的原理解決實際問題，在思維訓練過程中建構反沖力的科學概念。

（二）雙概念優化

雙概念優化，指項目化學習可以利用自身整合的優勢，將多個課時的信息內容進行整合，達到最優化的教學設計。

下面，以教科版小學科學教材五年級上冊第三單元《計量時間》的第4課《機械擺鐘》、第5課《擺的快慢》、第6 課《制作鐘擺》的教學為例，談談如何應用項目化學習進行整合設計，完成單課時的雙概念優化設計。依據科學課程標準中的概念體系和教材單元目標、課時目標要求，上述三課的概念目標有兩個：（1）單擺具有等時性；（2）擺的快慢與擺長有關，擺越長，擺動越慢。在這兩個概念目標中，前者是單元總目標“物體有規律運動可以計時”的一部分，后者是探究擺的要點。因此，教師可利用項目化學習整合的優勢將這三課內容合并探究，且探究的重點可落在影響擺動快慢的因素上。

（三）多概念重組

多概念重組，指在基礎學科教材單元綜合訓練課（一般為單元的最后一課）中，通過項目化學習復習單元知識，進行綜合拓展訓練。項目化學習一般采取發散式網狀結構，設計成單元系列，由中心概念到子概念進行探究學習。在進行單元知識概念復習或中心概念拓展應用訓練時，也可以采取集中式網狀結構，利用項目化學習整合的優勢，將單元知識概念進行再建構。

下面，以教科版小學科學教材五年級上冊第三單元第7 課《計量時間和我們的生活》的教學為例，先看看單元核心概念和每課的概念目標要求。如下表：

單元核心概念一些能規律運動的裝置可以用來計量時間分課時時間在流逝用水計量時間我們的水鐘機械擺鐘擺的快慢制作鐘擺計量時間和我們的生活概念目標要求（1）陽光下物體影子有規律變化，可以計時（2）香、蠟燭的燃燒速度有規律，可以計時水能以穩定的速度往下流，可以制作水鐘同上單擺具有等時性（1）單擺具有等時性（2）擺長影響擺的擺動快慢同上（1）說說計時工具設計運用了物體運動的什么規律（2）說說計時的工具

以上目標概念都指向一個核心概念：計時工具的等時性。因此，在《計量時間和我們的生活》項目化學習設計中，教師首先可以采取單元集中式網狀結構，利用項目化學習整合的優勢，引導學生從多概念中歸納出共性，尋找核心概念的等時性（有規律運動的裝置可以用來計量時間），然后圍繞等時性，引導學生回到生活中進行應用探究，從而達到建構知識、訓練思維的教學目標。

二、預設項目化學習成果

項目化學習一般以成果為目標激勵學生探究。也就是說，教師在上課之前要讓學生胸有成竹，課上引導學生把“胸中的竹子”完美展現出來。

上述《用氣球驅動小車》一課圍繞反沖力預設了所要達成的三項成果，如下表：

成果形式完善的實驗方案完美的氣球小車可行的問題策略評價要求能小組合作設計“探究影響氣球小車運動距離因素”的方案能根據實驗結論改裝氣球小車，并能在比賽中取得好成績能根據所學知識提出策略，解決“讓氣球乖乖地飛到指定位置”的問題備注交流方案測距比賽圖紙設計

又如，教科版小學科學教材五年級下冊第三單元《時間的測量》的第6 課《擺的探究》，預設的項目化學習成果有三個：一是小組制作一個單擺；二是小組設計探究影響擺的擺動快慢因素的方案；三是小組制作一個擺鐘，要求1分鐘擺動60次。

三、提出驅動性問題

項目化學習的突破口是設計驅動性問題，也叫挑戰性問題。首先，創設真實的問題情境。真實的問題情境可以是生活中的現實，也可以是模擬的生活情境。在真實的問題情境中，學生所學的知識和技能是真實的，運用的思維方式是真實的，解決問題的思路是可以遷移的。其次，設計具體的驅動性問題。驅動性問題既指向本質性問題，又指向學生的生活情境；既具有探索性，又具有趣味性、挑戰性。學生通過解決驅動性問題，實現對知識的建構、素養的提升。

進行項目化學習，驅動性問題是教師、學生、教材聯系的中樞，是探究核心概念的切入口。問題因情境而生，情境依問題而存。因此，創設問題情境是提出問題的關鍵。上述《用氣球驅動小車》一課的核心概念是反沖力，教師以游戲和魔術創設情境。如小游戲“讓氣球入座”：將氣球吹大后瞄準座位放飛，氣球像孫大圣一樣，翻著跟斗飛走了。學生瞄準時就已經在猜測氣球向什么方向噴氣，會怎樣運動。又如，小魔術“降伏孫大圣”：將氣球吹大后在掌心放飛，結果氣球怎么也飛不出手掌心。在這個過程中，學生能感受到氣球噴氣時對手掌的推力。然后教師提出第一個驅動性問題：“氣球沒有翅膀，怎么能飛起來呢？”學生根據自己的觀察和體驗，在思考這一問題的過程中，對反沖力有了初步的認識。

在驗證氣球可以驅動小車向不同的方向運動這一環節，教師先給學生設置小氣球、小噴氣口、車身重量等條件。學生發現小車運動的速度慢，距離短。此時，教師順勢提出第二個驅動性問題：“怎樣才能讓小車運動的距離更長些呢？”學生根據實驗迫不及待地提出解決的辦法，然后分組選取一個因素進行實驗。于是，學生順利突破難點，完成課程探究任務。接下來，教師組織學生開展小車改裝比賽，并提出第三個驅動性問題：“‘學科學，用科學。’那么，怎樣才能讓氣球乖乖地回到座位上呢？”學生又回到游戲情境中，利用反沖力的原理解決實際問題。

在上述《擺的探究》一課的教學中，教師主要通過創設故事情境，提出驅動性問題。

1.故事導入，提出驅動性問題

師：在17 歲那年，意大利科學家伽利略在教堂看到懸在天花板上的吊燈隨風晃動，就好奇地數著吊燈擺動的次數，發現它很有規律。于是，伽利略深入思索：“吊燈在一定時間里擺動的次數是固定的嗎？其他懸掛的物體在同一時間擺動的次數都和吊燈一樣嗎？為什么呢？”

2.制作單擺，發現問題

（學生分組根據提供的材料模擬吊燈，制作單擺，驗證驅動性問題）

（1）每個單擺測試三次，看擺動的次數是否相同

（2）小組交流，看各小組單擺的擺動次數是否一致

（驗證結果，發現問題：每個單擺的擺動次數是固定的，但不同的單擺的擺動次數不同）

3.提出問題，設計方案

師：各小組的單擺的擺動次數為什么不同呢？影響單擺擺動快慢的因素是什么呢？

（教師引導學生從擺的長短、擺錘的重量、擺的幅度三個因素中，選擇一個設計實驗方案）

4.再入故事，制作擺鐘

（1）故事驅動，布置任務

師：伽利略被譽為“近代物理學之父”和“鐘表之父”，他發現單擺等時性的規律是制作擺鐘的基礎，但遺憾的是在擺鐘發明之前，伽利略逝世了。今天，咱們要完成偉人未竟的事業，制作出1 分鐘擺動60次的擺鐘，你們有信心嗎？

（2）概念應用，制作擺鐘

（3）競賽測試，檢測效果

四、設計認知程序

依據學生認知規律和項目化學習的特點，可將《用氣球驅動小車》一課的教學分為四個程序。如下：

1.情境導入，感知核心概念

（1）小游戲：讓氣球就座

（2）小魔術：降伏孫大圣

（3）小視頻：觀看“鉆天雷”“水上噴射器”“火箭發射”的視頻（感受物體噴火、噴水、噴氣飛行的場面）

2.觀察實踐，驗證核心概念

驅動小車向不同方向運動：驗證反沖力的方向與氣球噴氣方向相反的原理。

3.設計實驗，探究核心概念

探究影響小車運動距離的因素。

4.解決問題，應用核心概念

（1）小車改裝驅動比賽（重點解決車身輕重、噴氣量多少、噴氣口大小三個問題）

（2）解決游戲中的問題（重點解決固定氣球噴氣方向的問題）

學生在游戲或故事情境中發現問題，認識概念，再回到游戲或故事的情境中驗證概念、解決問題，有效地進行能力遷移，使核心素養在潛移默化中得到提升。

總之，在科學教學中引入項目化學習，既能滿足課程拓展的需求，又可以確保學生的主體地位，努力改變學生的學習方式，提高學生的學科素養。