基于思維情境轉化的項目化教學設計

◇焦 穎（江蘇：睢寧縣雙溝鎮中心小學）

科學教育是培養學生創新思維和探究精神的重要途徑，而小學階段是學生接觸科學的重要時期。然而，傳統的教學方式往往將科學知識灌輸給學生，缺乏實踐和探究的環節，難以激發學生的興趣和思維潛能。因此，如何設計一種適合小學生的科學教育模式，成了當前教育界亟須解決的問題。

項目化教學作為一種新型的教學方式，強調學生的自主性和實踐性，為學生提供了更多的實踐和探究機會。然而，如何將項目化教學應用于小學科學課堂中，使之更加符合小學生的認知特點和實際需求，成了教育界需要解決的問題。

本文基于思維情境轉化的理論，探討了小學科學課堂項目化教學設計的實現途徑。通過分析學生在科學探究過程中遇到的問題，本文提出了基于思維情境轉化的項目化教學設計，即在課堂上將抽象的概念轉化為具體的情境，激發學生的探究興趣和思維潛能，提高學生的科學素養。最后，筆者還對項目化教學的實施進行了總結和評價，并提出了進一步研究的展望。

一、思維情境轉化的理論基礎

思維情境轉化是指將抽象的概念和理論轉化為具體的情境或場景，使之更加生動形象，更易于理解和掌握。它源于教育心理學中的“情境教學”理論，強調學習需要在具體的情境中進行，以幫助學生更好地理解和掌握知識。思維情境轉化理論認為，學習過程中，學生需將抽象的概念和理論轉化為具體的情境或場景，以便更好地理解和掌握知識。

在小學科學課堂上，思維情境轉化可以幫助學生更好地理解和掌握科學知識。由于小學生的認知能力和思維水平有限，他們往往難以理解和掌握抽象的科學概念和理論。因此，教師需將科學知識轉化為具體的情境或場景，使之更加生動形象，更易于理解和掌握。這樣不僅可以提高學生的學習效果，還可以激發他們的學習興趣和思維潛能。

以教科版科學三年級下冊“宇宙”單元《影子的秘密》一課為例，本節課要引導學生弄明白影子形成的條件以及影子的變化與各個條件的關系，探究影子變化的活動是重點。要在活動中滲透“控制變量”的意識，讓學生在每個探究活動中都清晰地感受到只能改變其中一個變量。但是書上提供的實驗模式，特別是改變照射角度改變影子的長度這個實驗，如果直接用手臂控制，會產生很多干擾的變量，而且探究環節的安排和設計要根據三年級學生的思維發展，太精確的實驗計劃設計不了，不精確又沒有辦法滲透控制變量。所以，我設計了這樣一個思維情境的轉化環節：登上“影子探索號”接受影子船長的挑戰，并在一個登船的環節，送給學生一個結構性的探究儀器，讓他們經過操作，發現使用方法，自主地設計出可以改變的因素。再引導學生以不同的結果為目的，如：你們畫的影子太小了，我看不清船長，你能把它變大一點嗎？如果不改變光源到阻擋物的距離，你準備怎樣改變相關的條件呢？本次科學探索活動，我抓住了學生的好奇心和好動手的特點，讓他們在充分自主的實踐探索中發現科學道理，活動非常高效。

二、小學科學課堂項目化教學設計

在小學科學課堂上，項目化教學可以為學生提供更多的實踐和探究機會，有利于激發學生的學習興趣和思維潛能。但在實踐過程中，教師需要注意以下幾點。

（一）根據學生的認知特點和實際需求，設計合適的項目

小學生的認知特點和實際需求決定了教師需要設計與他們實際情況相符的項目。例如，小學生的自我意識較弱，需要在項目設計中增加團隊合作和交流的環節；小學生的注意力維持時間較短，需要設計短小精練、富有趣味性的項目。

以教科版科學六年級下冊“物質變化”單元第一課為例，本課作為單元起始課，讓學生對“廚房中的各種物質”進行觀察，通過特征的描述和對用途及其變化的了解，認識到物體都是由物質構成的，物質的特點各不相同，但是都能在物體的用途中得以體現。通過比較廚房中不同物質的變化，發現物質總是在不斷地變化。物質的變化是不同的，有些變化只改變了物質的大小和形態，叫作物理變化，有些變化則產生了新的物質，從而引出本單元的教學重點——產生新物質的變化叫作化學變化。

本課是整個單元探究的基礎，具有統領作用。相關物質的概念既是科學的概念，也是哲學的概念。因此，這些概念的建構，并不能只通過一節課的教學來完成。本單元的教學都在滲透這些概念，為學生的發展成長奠定基礎。學生對物體一詞是很熟悉的，但對物質一詞就比較陌生，二者的區別是聚焦部分的重點。比如玻璃杯是一個物體，它是由玻璃這種物質構成的。小姑娘的身體也是由水構成的。在本節課中學生會看到很多生活中常見的物質變化現象，這為他們的學習提供了經驗上的準備，而這些常見的物質變化現象背后蘊含了哪些科學道理，是后續課程需要進行探究的。

從內容編排來看：本課探索以觀察和搜集資料為主，沒有開展探究活動。但是探索環節的三個活動是發散的，交流和討論的物質是隨機的，前后活動并不連續。而且活動3 中比較幾種物質變化的相同點和不同點，直接引出判斷變化中是否產生新物質，缺少過渡和足夠的認知支架。

經過思考，利用思維情境的轉化理論，我做了如下創新處理：以任務驅動的形式，通過煮一碗湯的項目活動，將觀察物質的變化和分析物質變化類型的活動整合。這保證了觀察對象的連續性，為學生提供觀察的素材，有助于學生更好地建構物質變化的概念。

為此我設計了幾個引領性的問題：燒一碗雞蛋湯需要哪些材料？怎樣判斷這碗湯是否制作成功？相關材料會發生怎樣的科學性變化？用科學的方式怎樣燒這碗湯？

在本次活動中，學生觀察和探究的欲望被無限激活，他們認真專注，從觀察和分析中找到了物體與物質的關系，并詳細地描述了與湯相關的物質在鍋里的前后特征，親自找到了變化的證據。同時也為討論是否生成了新物質、這個變化是物理變化還是化學變化奠定了豐富的感性基礎。從而使科學思維得到了極大的升華。

（二）將抽象的概念和理論轉化為具體的情境或場景

在項目設計中，教師需將抽象的概念和理論轉化為具體的情境或場景，使之更加生動形象，更易于理解和掌握。例如，在教學教科版科學六年級下冊物質單元第3 課《發現變化中的新物質》一課中，觀察蠟燭燃燒和白糖加熱的變化，這個實驗本身也很有趣，但是很多學生因為生活中接觸火的經歷太少，所以不敢做這個實驗，也不敢細致觀察。經過思維情境轉換后生成的情境，則更有利于學生學習。比如教師在第一個環境中，帶領學生觀察家鄉的糖畫，推斷出糖畫制作涉及的物質，隨即給學生提供制作糖畫的模具，這讓學生的探究熱情瞬時被點燃，在興趣的驅動下，他們對火的畏懼也減少了很多。而且教師給每位學生都提供了護目鏡，并向操作的學生提供了隔熱手套。在多重保護之下，學生探究更大膽了，對現象的觀察也更細致了，發現了很多令人驚喜的變化現象。

（三）注重學生的自主性和探究性學習

在項目設計中，教師需注重學生的自主性和探究性學習，鼓勵學生在實踐中探究和發現知識。例如，在教學植物的生長過程時，利用科普種植園基地開展關于植物從種到收的一系列項目化活動，是最適合開發鄉土STEM 活動的資源。如可以按照順序開展以下“我的地盤我做主”活動。

設計建造科普種植園，設計制造園牌，儀式感強，責任感足；自主項目化種植，讓成果更有力量；對發展中出現的小課題，發現問題解決問題。

很多項目化小課題就在種植工作中應運而生了。比如在《快來搭建黃瓜架》這一課中聚焦環節:黃瓜秧苗是攀緣莖，要順著一個架子爬上去才能更好地生長，然后開花結果。那么，怎樣搭建架子，才能實現既穩定又省材料，而且透風透光，不影響結果數量呢？

首先給學生思考方向：你覺得這個架子要受到哪些力的影響？怎樣解決這些問題？使用黃瓜架子時還要注意哪些問題？你準備怎么解決？

探索環節:很多學生設計了架子的結構，并用身邊的材料做成模型，檢測了其穩定性并計算了用材用料。

探究結果:有的學生發現了三角形形狀的框架結構最穩定；有的學生發現在每行黃瓜秧上空先橫著懸掛一根鐵絲，然后只在黃瓜的根部拴一條小繩子，上面系在鐵絲上，這樣做最省材料，而且種植數量會增加，行與行之間的距離也顯得有空間。

但究竟哪種方法更好呢？經過大家的提議，我們對兩種方案都制作出了模型，并用塑料藤蔓模擬黃瓜蔓藤，開始了測試環節。通過測試承重能力、抗風能力、種植密度等等，結果發現，第二種方法真正省錢省力，但是在室外種植遇到風雨天氣時，植株容易受到破壞。所以這種模式適合在室內種植，室外種植還是框架結構更穩固。

（四）注重跨學科融合培養學生綜合能力

在項目設計中，教師要注重跨學科融合和綜合能力培養，將不同學科的知識融合在一起，培養學生的綜合素質和創新能力。例如，在教學教科版科學四年級上冊“運動和力”單元時，學生對于運動和力的關系，已經有了初步的感知，但是沒有在科學思維的引導下思考過變量和現象之間的關系。但是對于車輛的運動，學生的探究欲望是相當強烈的。在本單元思維情境轉化的過程中，就可以整個單元為基礎，設計一個完整的“校園科技節”創新小車大比拼系列項目化主題活動，并且提供統一的比拼賽道。不同的距離格數代表不同的分數，得分高者獲勝。系列活動可以分為“以重力做動力、以橡皮筋做動力、以反沖力做動力、克服摩擦力”等。通過這種方式，對小車設計項目，從設計圖到尋找材料以及比賽中的心得分享，學生都喜聞樂見。而且在求勝欲的驅使下，他們格外留心每個外界因素帶給小車運動距離和運動速度的影響，從而輕輕松松就感受到了運動與力的關系，并利用這種關系，通過觀察與推理、分析與綜合，發展包括創新思維和批判性思維在內的科學思維，獲得了最好的提升素養的效果。

以上幾點是小學科學課堂項目化教學設計的重要考慮因素，教師可以根據自己的實際情況和學生的需求進行靈活運用。在實踐過程中，教師還需注意以下幾點。

需注意項目的難易程度，避免過難或過于容易。在項目設計中，教師應根據學生的實際情況和需求，設計合適的項目難度。如果項目難度過高，學生容易感到沮喪和挫敗；如果項目難度過低，學生則容易感到無聊和淺薄。因此，教師需根據學生的實際情況和需求，設計合適的項目難度。要注重項目的評價和反思，促進學生的自我發展。在項目實踐過程中，教師應注重項目的評價和反思，幫助學生認識自己的優點和不足，并進行自我發展。例如在項目結束后，可以組織學生進行總結和展示，讓學生自評自己的項目成果，并進行反思和改進，從而促進其自我發展。

三、結語

思維情境轉化和項目化教學是小學科學課堂教學中重要的教學手段和教學模式。通過思維情境轉化，可以將抽象的概念轉化為具體的情境，激發學生的探究興趣和思維潛能。通過項目化教學設計，提高學生的動手操作能力、生生之間的分工合作能力、對自己活動和別人活動的評價能力等。二者結合，可大大提高學生的科學素養。