小學科學螺旋式探究項目在課后服務中的應用

江蘇省溧陽市溧城中心小學 黃智磊

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“科學新課標”）首次將項目研究作為符合本學科核心概念要求的科學學習活動。然而，常規教學中的項目研究在時間安排和容量調控上通常會遇到一定的困難，導致項目式學習出現不連貫或中斷的現象。2021年，“雙減”政策深入推進恰逢其時，義務教育開始實行“5+2”課后服務模式。基于項目研究開展小學科學課后服務教學活動既能更好地提升課后服務水平，增強服務吸引力，又能體現以單元主題為核心的融合跨學科概念。本文將以溧城中心小學“小哥白尼”科技興趣社團實施的一系列邏輯完整的項目式學習為例，總結基于項目式學習的小學科學課后服務教學活動的實施意義和策略。

一、項目研究對小學課后服務科學教育活動的意義

（一）提升學校課后服務效能

課后服務已經成為中小學教育的關鍵點。以項目形式，利用多學科、跨學科知識解決實際問題的項目式學習顯然能幫助小學科學教師更有效地開展課后服務科學教育活動，同時能夠充分利用學校的教育資源，進一步豐富課外生活。《荀子》有云：“道雖邇，不行不至；事雖小，不為不成。” 學校在常規課堂教學之外，為培養學生的科學核心素養，促使學生理解跨學科概念，提升學生解決問題的能力，開設了“小哥白尼”科學興趣社團課程，包含跨學科項目式學習。

（二）促進多元梯度活動構建

建構指向多元發展的項目研究活動，是指根據學生的知識經驗和認知水平，設置既有科學性又有趣味性的學習內容，應注意活動的開展要由易到難，螺旋式遞進，促進學生的科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四大科學核心素養的獲得與發展，促使學生的工程實踐能力螺旋式上升。

在教學中，教師應立足學情，將教材中單課或單元中具有內在聯系的活動內容進行重組，針對社團活動實際過程中存在的問題，對其進行改進與完善，精心建構促進學生多元發展的有梯度的項目活動。以衍生自蘇教版科學三年級上冊第二單元“研究土壤”的項目式學習“制作肥料袋”一課為例，教師需要對整單元內容進行項目式重構，將教學路徑調整為從“制作肥料袋”項目入手，讓學生經歷一個完整的項目化學習過程，引導其主動獲取“土壤的成分”“土壤的類型”等相關科學知識，學會采集土壤樣品并通過一系列實驗研究土壤的組成，觀察并記錄土壤中的各種生物，最終以小組合作的形式共同制作肥料袋。具體設計思路如圖1所示。

圖1 “研究土壤”單元活動構建方案

（三）激發學生探究實踐動機

阿特金森在“期望—價值”理論中提到學生的學習動機是影響他們學業成就的重要因素，而項目式學習能極大地激發學生探究實踐的學習動機。特別是當教師正確地實施項目式學習活動時，學生會有很高的積極性，能夠積極參與并高質量地完成復雜的工作。“小哥白尼”科技興趣社團通過活動，開展了一系列的項目式學習，讓學生擺脫了課堂學習的枯燥感，創造了不同的學習環境，這種學習環境對學生來說更有趣、更有吸引力，他們能夠在教師創設的真實環境中逐步建立科學核心概念。

（四）增強科學思政育人實效

在科學新課標中，對“態度責任”這一核心素養有明確陳述，可定義為學生逐漸形成的科學態度和社會責任，與“樹立基本的科學態度，具有正確的價值觀和社會責任感”的總目標一致。筆者認為，小學課后服務科學教育活動里的社團課程也是滲透思想政治教育的重要渠道。例如，在“小哥白尼”科技興趣社團的“體驗人類采礦過程”一課中，教師通過組織學生完成項目書，逐步將一些常見日用品及其使用的原料礦物質進行配對，初步認識礦物是重要的生產原料。接下來，學生分組設計人類采礦過程的模型，了解人類采礦活動。學生通過項目活動深刻認識到礦物資源日益枯竭的狀況，意識到礦物資源舉足輕重，應加以保護，并做到合理開發、節約使用。

二、項目研究在小學課后服務科學教育活動中的實施策略

（一）項目研究的內容設計

1.不同學段的項目內容難度螺旋式遞增

科學新課標明確提出，科學教學內容要由淺入深、由表及里、由易到難。因此，小學課后服務科學教育活動中實施的項目式學習也應該規劃適合不同學段學生的、螺旋式上升的課程內容。

如“神奇的水”作為“物質的結構與性質”這一核心概念下提煉出的項目式學習主題內容，結合學生的真實生活，以課外拓展需求為導向，與課內知識聯結，以“理解水是重要的物質”作為大概念設計項目，提出符合每個學段學生特點、螺旋式上升的內容要求。具體項目式學習內容難度設計如表1所示。

表1 項目式學習不同學段內容難度設計舉例

2.結合科技競賽發掘技術與工程項目

科技競賽活動作為小學科學教育的重要一環，不僅是學校培養學生的參與意識、競爭意識，訓練學生思維能力、實踐能力、創新能力和解決問題的能力的重要陣地，更是提升小學生科學核心素養的關鍵途徑。因此，科學教師可以結合不同類型的科技競賽活動發掘出符合科學核心概念的技術與工程項目。本文嘗試從各類科技競賽活動中發掘相應的項目式學習主題。具體統計情況如表2所示。

表2 項目式學習主題一覽表

（二）項目研究的支架搭建

1.設置問題鏈

問題鏈是學生自主研究項目的腳手架。因此，教師在規劃項目式學習的問題鏈時要有全局意識，基于學生真實的生活創設情境，再依據各個不同發展區層次學生的整體學情統籌分析，注重知識的結構性和難易程度，循序漸進，力求幫助每一個學生投入主動學習中，使其認知水平拾級而上。

（1）基于學生真實的生活設計驅動性問題

項目式學習中，教師創設的情境就是學生進行探究、思考的環境，要貼近生活，聯系學生的親身經歷，這樣更容易讓學生產生代入感，愿意主動學習。例如，蘇教版科學四年級上冊第二單元中“借助參照物判斷物體是否在運動”一課，教師可以根據這一主題創設真實情境中的驅動性問題。

教師創設情境：小明和媽媽坐高鐵去南京，剛上車就從車窗看到旁邊軌道上對向駛過一輛高鐵，小明對媽媽說：“我們出發啦！”聽到后，媽媽笑了。你覺得小明說得對嗎？

這一情境引發了學生的激烈討論，教師組織一名學生在教室的窗外跑過，請教室內坐在窗邊的學生說一說感受。學生通過簡單的實踐和討論，首次體驗了運動的相對性。在情境創設中，教師要考慮學生可能遇到的思維困難，盡量用他們學過的知識進行引導，盡可能激發學生去積極思考。

（2）圍繞驅動問題建構項目問題支架

在項目研究過程中，教師需要盡可能拋給學生一系列相關且有趣的問題，圍繞驅動性問題構建項目問題鏈，形成項目研究支架，持續不斷地鼓勵學生主動探索。例如，蘇教版科學四年級上冊第三單元“浮力”中要求學生通過觀察、對比、實驗等方式，明確改變物體沉浮狀態的方法，從而理解潛水艇的沉浮原理。在常規的科學課堂教學中，學生在理解潛水艇沉浮原理時對知識的遷移有一定的困難，于是教師借機確立項目式學習主題“幫助小明制作一個釣魚的浮漂”，并基于學生學情提煉出四個驅動性問題，梳理出解決問題所需的知識和技能（見表3）。

表3 “自制浮漂”驅動性問題一覽表

2.組織研究團

小學中高年級實施項目式學習適合的團隊人數為4人或6人。在項目式學習中，團隊成員的異質性也是必要的。比如，項目團隊應盡量男、女生混合，這是其一。再者，如果項目團隊中存在不同學習水平的成員，成員間互幫互助，可促進成員思維水平的發展。筆者通過長期觀察，學校課后服務 “小哥白尼”科技興趣社團的固定成員由于接觸了與自己年齡不同、想法不同且風格各異的人，與不同的人交流、合作拓寬了自己的視野，同時養成了尊重他人的態度，逐漸形成了包容、平和的性格。

3.提供信息源

項目式學習發生在學生的“最近發展區”，而不同學業水平的學生的“最近發展區”是不一樣的。因此，在建構主義的視域下，教師若不及時給學生搭建資源支架，學生自主實現項目式學習就會有難度甚至不能實現，所以教師要為學生提供學習支持。學習支持是指在項目式學習實施中適時地為學生提供支持，除了上文所述的項目研究問題鏈構成的學習支架，還應包括資源支持。比如，教師可以提供相關視頻、網址鏈接等幫助學生快速進入項目情境；提供查找資料、分析處理數據的設備和工具等，以便學生能夠自主、高效地進行項目式學習。

（三）項目研究與信息技術融合

1.優化融合契合項目研究的信息技術

隨著科技的進步，現代信息技術快速涌入學校，開始被教師接納并帶入課堂。白板、平板電腦等交互式設備的使用，打破了傳統課堂上簡單課件授課的模式，大量的人機對話、生生對話，逐步體現出學生的主體地位；智慧教學平臺內嵌的虛擬實驗室、各種信息傳感器等先進技術的運用，突破了傳統實驗教學中因材料受限無法進行實驗，或因實驗具有危險性而不敢實驗的困境，也讓實驗數據、實驗結果立即呈現。以白板內嵌的“仿真實驗”模塊的使用為例，四年級學生在項目中拓展探究點亮小燈泡的不同連接方法時，可以通過仿真電學實驗模擬簡單的串聯電路和并聯電路。同時，虛擬電流也可以幫助學生想象電流是怎樣流動的，更直觀地幫助學生理解組成簡單電路的條件。

2.精準選用適合項目研究的網絡資源

智慧教學平臺中教學資源豐富，外嵌資源的運用也相對靈活，能滿足不同內容的項目研究進行設計和使用。以一節基于智慧教學平臺的興趣小組活動課——“龐大的‘家族’”為例，教師通過指導學生觀察各種昆蟲的VR模型，從而實現對昆蟲的微觀、精細化的觀察，逐步發現、歸納出昆蟲的共同特征。教師以昆蟲關鍵特征的認識為本課的突破口，引導學生完成昆蟲模型的制作，在“制作—反思—修正”的過程中，幫助學生建立昆蟲的模型，掌握判定的標準，糾正認知偏差，形成清晰完整的昆蟲概念。在學生掌握判斷標準后，教師利用平臺游戲模塊精心設計教育游戲完成拓展活動，讓學生鞏固知識，并進行判斷與解釋。最后，學生依據昆蟲的概念模型制作出實物模型，深化認知，完成了從“理”到“形”的輸出。

三、結語

綜上所述，“減負”是“雙減”政策的目標，基于項目式學習的小學課后服務科學教育活動，拓展了小學科學探究實踐的深度和廣度，確保了課后服務內容的豐富程度，增添了課后服務的趣味性，讓學生在項目的驅動下樂于學習，并主動完成項目研究；有助于學生自主學習能力的提高。同時，它還可以提高學生的知識綜合運用能力，促進學生科學核心素養的發展，真正做到了提升課后服務的質量，促進學生的全面發展。