重構·循證·創生：大單元視域下微項目化學習的實施路徑

摘" 要：基于大單元的微項目化學習是學教方式變革的新范式，大單元教學與微項目化學習具有高度的適配性，互相促進、互為補充.重構單元核心知識，加強概念內在關聯，以項目任務為驅動，以循證探究為手段，以創生支架為指引，促進學生深度學習，形成結構化知識網絡，發展學生高階思維，實現培養核心素養目標.

關鍵詞：大單元；微項目化學習；實施路徑

中圖分類號：G632""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）17-0095-05

收稿日期：2024-03-15

作者簡介：王軼銘（1983.10—），本科，中學一級教師，從事科學項目化教學研究；

鄭挺誼（1969.1—），碩士，中學高級教師，從事初中科學教學研究.

基金項目：杭州市教師教育課題“立根·拔節·綻放：初中教師梯隊發展的項目化研培路徑研究”（項目編號：2023JSJY141）.

《義務教育科學課程標準（2022年版）》在課程理念部分明確提出：“教學過程重實踐”，要推進綜合學習，探索大單元教學，開展主題化、項目式學習等綜合性教學［１］.如何在大單元中開展微項目化學習，無疑是新課標下科學教師面臨的新課題.

1" 初中科學大單元項目化教學問題審視

在“雙新”背景下，追求發展學生核心素養，追求有品質的課堂，成為行進在新課改中教師的共同愿景.但離新理念真正落地還有不小差距，我們的教學中存在著大單元教學與項目化教學方向迷失或兩者割裂問題.

1.1" 項目化教學設計策略欠缺

如何進行項目化學習的頂層設計讓學生在“做項目”的過程中進行有意義學習？要克服重流程輕參與、組織形式單一、測評策略缺乏等問題.

1.2" 大單元建構導向落實不足

大單元教學不是碎片化知識的傳授，而教學中輕視從整體視角整合，重操作輕目標，學生無方向，缺乏將知識進行重構的有效引導.

1.3" 項目化與大單元缺乏關聯

未能將大單元中核心概念的內涵和外延有效關聯，以項目化的組織形式進行教學設計與實踐推進，缺少將知識關聯運用并融會貫通.

2" 大單元與項目化契合適配的內在邏輯

2.1" 大單元融合項目化學習的轉化理念

項目化學習與大單元教學具有高度適配性，互相融合，互為補充，互相促進.大單元強調知識間內在關聯，將知識素養轉化成項目化的科學問題，轉換設計成驅動性任務，流程如圖1所示.對學習過程和成果評價，讓學生做中學、學中探、探中創，完成知識的建構和關鍵能力的提升.

2.2" 項目化學習重整大單元的思路框架

項目化學習起源于杜威的“從做中學”和克伯屈的“設計教學法”，夏雪梅在《項目化學習設計》中指出：“項目化學習最終是要實現知識的再建構，即學生能夠在新的情境中遷移、運用、轉換，產生新知識”［2］.重構大單元知識體系，挖掘項目主題，進行項目循證探究，創生迭代學習支架，思路框架如圖2.

3" 大單元視域下微項目學習的教學實踐

基于以上項目化學習重整大單元教學思路，我們以“制作聽話浮沉子”為單元微項目進行課例研究.“浮沉子”是笛卡爾設計的，也叫笛卡爾水鬼.“浮沉子”看起來簡單，其中科學道理并不簡單，2023年山東高考物理出現了它的身影，浙教版初中科學沒有這內容，卻在八年級上冊“壓力和浮力”大單元微項目設計主題，進行教學設計與實施.

3.1" 單元重構，讓項目在創新設計中產生

3.1.1" 整合單元知識，挖掘微項目學習主題整合課程資源和單元知識，從大單元視角、課標高度和知識點緯度，將碎片化內容轉化為整體性項目，使之與單元內容相匹配，確立具有整合性、挑戰性的微項目學習主題.

學習浙教版科學八年級上冊不同類型的力及產生的原因后，解析牛頓第一定律：合力不為零物體運動狀態會改變.重構壓力壓強和浮力等知識內在關系，大單元內容結構如圖3.基于學科核心素養的多維考量，梳理教材，提煉核心概念，重整知識內容，確立項目主題.

【微項目主題】制作一個聽話的浮沉子

3.1.2" 研讀課標教材，確定微項目素養目標

根據2022版新課標、教材和教參，將相應的知識點上升到具體概念，再提煉出核心概念，依據學情結合項目，找準具體切入點，自下而上逐級聚焦，轉化為微項目設計的要素，確定微項目的素養目標如下.

【科學觀念】通過實驗發現物體在水中沉浮的秘密，加深對力與運動關系的理解，深化對物體浮沉條件的認識和應用.

【科學思維】知道液體浮力、氣體有可壓縮性及液體對壓強的傳遞特性，認識“浮沉子”工作原理，進行方案設計.

【科學實踐】通過探究制作浮沉子，將所學單元知識運用到新問題情境中，提升動手制作、工程實踐與物化能力.

【態度責任】在項目學習中團隊合作，相互配合，交流討論，分享觀點和思考，探討解決新問題，完成挑戰任務.

3.1.3" 聚焦核心概念，設置微項目驅動任務

根據課標找準大概念，挖掘單元整體教學內容逐級分解各單元和課時具體概念，聚焦核心概念，創設新穎的真實情境，激發學生的興趣.引課時播放浮力與壓強和流速的相關視頻見圖4，引發學生探究欲望，為設置項目任務做情境鋪墊.

將以上生活實際中異乎尋常的現象與單元的科學知識建立聯系，引發學生認知沖突，確立項目主題核心概念，設置大單元微項目的驅動性任務.

【核心概念】壓強與浮力、物體沉浮條件，氣體可壓縮性及液體對壓強的傳遞性.

【驅動任務】制作出一個聽話的“浮沉子”，見圖5.

任務一：改變物體浮沉的方法有哪些？

任務二：如何讓它停留在不同的位置？

任務三：如何讓它聽從指揮沉浮自如？

任務四：畫一張浮沉子的原理分析圖.

3.2" 循證探究，讓項目在任務解構中完成

3.2.1 根據問題情境，設計實驗方案

根據以上挑戰性任務，創設真實問題情境，找準要素式問題，聯系現實生活，提供以下多組可選擇的器材.

A組：水槽1個、滴管4根、螺母4個、礦泉水瓶1個、塑料吸管1根、回形針若干枚.

B組：一個有蓋的透明塑料瓶、中號滴管或筆帽、橡皮泥、細管（吸管）和細漆包線.

C組：飲料瓶、口服液玻璃小瓶、塑料小瓶、水槽.

現實生活真實情境能激發學生興趣和內在學習動機，從而自覺、主動地用高階思維和技能去探究驅動性任務.學生根據提供的材料，經過小組討論，設計的方案如表1.

表1" 完成項目任務方案

任務

任務一

任務二

任務三

任務四

方案設計

根據阿基米德原理和沉浮條件綜合分析

1.制作浮沉子；

2.調整浮沉子重量；

3.測試和調整

1.調試浮沉子；

2.按壓操作演示

畫一張浮沉子受力原理分析的思維導圖

3.2.2 解構驅動問題，自主探究實踐

微項目學習通過任務驅動來激發學生學習主動性和創新思維，將遞進性任務進行分解、任務分工、協作交流，在進階任務中進行實踐操作和原理解構.

【解構任務一】根據阿基米德原理，浮力F浮=G排=ρ液gV排，比較F浮與G物的大小知浮沉，見圖6，得出改變物體浮沉的方法：1.改變物體的重力；2.改變液體密度；3.改變物體的體積.本實驗采用方法1.

【實施任務二】讓浮沉子停留在不同的位置，就是懸浮狀態，浮力和重力二力平衡.通過改變浮沉子的重力，選擇器材，動手操作，不斷測試，直到成功.

（1）制作浮沉子.玻璃小瓶里灌入適量水（要留有空氣），倒扣入飲料瓶內，或將吸管對折，用回形針或橡皮泥封口……

（2）調整浮沉子的重力.小瓶去蓋后加小釘子增重，用回形針或橡皮泥增減重，觀察浮沉子在水中的浮沉狀態.

（3）測試和調整.將浮沉子放入裝水的塑料瓶中，確保瓶內有一定的空間，不斷調節小瓶內水的多少，調整浮沉子的重力，使其漂浮在水中，如圖7.

【完成任務三】浮沉子聽從指揮沉浮自如，操作：擰緊瓶蓋，用力擠壓塑料瓶，喊“往下”，浮沉子下沉；松開壓力，喊“向上”，浮沉子又上浮，如圖8.自制成功聽話的浮沉子，學生十分開心，很有成就感.

3.2.3 尋找項目證據，實現問題解決

通過真實、有趣味、有價值的任務驅動，在設計、實施和測試中不只是練就操作技能，更要有思維含量的理性分析，從表象的證據觀察到科學本質的原理剖析真正實現問題解決.

【解決任務四】從物體的浮沉條件和瓶內空氣壓強及瓶內氣體體積變化引起重力的變化，并與浮力大小進行比較，從二力平衡進行沉浮的原理分析，經小組交流合作，不斷完善，畫出浮沉子原理的思維導圖如圖9.

3.3" 創生迭代，讓素養在項目評價中提升

一個好的項目不僅要有科學方法的指導，還要有項目成果的評價工具.學生在項目迭代過程中持續反思、評估、調整和優化方案，增強溝通協調能力，拓展發散思維，提升學科素養.

3.3.1" 創生學習支架，展示項目成果

要使教學結構化和可視化，須呈現明確的目標、真實的情境、進階的學習任務，在關鍵處提供學習支架，為微項目化學習賦能助力，創生多元化的學習支架如表2.

成果展示不僅是一個作品展，更是一個應用和問題探討環節，讓深度學習在交流研討中發生，借助工具、量表、思維導圖等支架助力展示學生有思維含量的作品.各組展示不同式樣的浮沉子，接受他組的評價和教師的反饋.學生還有意外發現.

【學生匯報】學生在成果匯報中，還有意外的發現和疑問，在擠壓大瓶時，小瓶不是馬上下沉，而在水面上漂浮一陣子，小瓶底已在液面下形成凹液面還是沒有下沉，只有繼續加大力度才會下沉，如圖10.

【教師肯定】該同學細心觀察、實事求是的探究精神值得大家學習.其中奧妙是由于液體表面的張力，在張力牽拉下形成凹液面，液體表面張力也增加，只在達到極值時才下沉.并介紹臺灣一高中生從浮沉子這一現象測出了液體表面張力，因此而獲了大獎.

3.3.2" 對標評價量表，診斷學習表現

微項目化學習以驅動任務引導學生探究，營造和諧氛圍，嵌入表現性“真評價”，以PTA評價量表的形式呈現如表3，作為微項目全程評價指向.學生進行對照思辨，分享觀點，實現分工合作和信息共享，有助于培養團隊合作、溝通表達等未來社會所需的關鍵能力，提高了學生自主學習、合作學習的意識和能力，提高了課堂效率.

3.3.3" 學習反思進階，發展高階思維

學生在任務驅動中將想法付諸實踐，再制作成“作品”，將思維可視，鍛煉了工程實踐能力和物化能力.動手操作后更要有思維含量的學習反思，在展示討論結束后，利用課堂余溫反思討論下面3個問題，讓學生的思維實現從發生→發展→遷移的進階.

學生從具體概念壓強與浮力、沉浮條件、氣體可壓縮性及液體對壓強有傳遞性的分析，水越少，小瓶內壓強P越小，壓縮相同體積的氣體所需的外力就越大.通過科學原理的分析，加深對大單元知識體系的理解和構建，學會遷移應用，讓學生從形象具體事物的觀察抽象到高級思維的進階.

4" 大單元視域下微項目學習的成效

通過微項目真實問題的解決，學生調試浮沉子，掌握操作要領；探究浮沉子，理解工作原理；使教學成為發現證據的過程，建構了知識鏈，達成了素養目標.

4.1" 迭代學教方式，促進深度學習

教師帶領學生進入微項目，從原本碎片化的概念，通過微項目化學習變得立體和整體.在歸納的基礎上演繹，在演繹的過程中再歸納，對大單元建構重新認知，對知識進行整合，促進深度理解和意義建構.

4.2" 創生思維課堂，提煉教學范式

教師研讀課標與教材，進行單元項目設計、過程指導和激勵評價.學生進行情境分析、任務解構、活動設計、主動探究、交流合作和成果展示，蘊含思維，形成微項目化學習的基本范式，如圖11.

4.3" 鋪設四線架構，教學評一致性

經系統分析，策略優化，將知識顯性化、隱性思維可視化，學科大單元的邏輯線為微項目的明線設計提供了框架.學生在驅動性任務和學習支架中合作學習的暗線，融合關鍵能力和目標評價的輔助線，四線并進，深度融合，做到“知行合一”，達成“教學評”一致性目標，見圖12.

5" 結束語

項目化學習研究現已逐步進入主流教育學界的研究視野，無論理論上還是實踐上都值得相關領域的學者進行更進一步的深耕和挖掘［3］.指向核心素養的微項目設計以實際問題為背景，兼顧任務設置的情境性、問題性、探究性和邏輯性，讓學生在解決問題過程中形成對核心知識的深度理解，這是現代教學方式變革的重要發展方向.在大單元體系重構中，應注重知識點的關聯、重新整合、遷移對接、相互貫通.以單元核心任務串起單元活動，引領學生從知識學習向素養發展形成一條線［4］.大單元教學的課堂要把活動權和話語權交給學生，學生圍繞挑戰任務探究，把所思、所想、所做、所見、所悟、所得充分地表達展示出來，讓學習真正發生、思維真正發展、核心素養真正落地生根.

參考文獻：［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育課程方案和課程標準（2022）年版［M］.北京師范大學出版社，2022（4）.

［2］ 夏雪梅.微項目化學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐［M］.北京：教育科學出版社，2018.

［3］ 陶源沁.基于CiteSpace分析國內近十年項目化學習研究發展歷程、熱點及啟示［J］.中小學電教，2024（1）：16.

［4］ 陸伯鴻.指向核心素養培育的課堂與教學設計模型探討［J］.上海課程教學研究，2023（9）：21-28．

［責任編輯：李" 璟］