樹立思維型教學理念的“計量時間”單元項目式學習設計

〔摘 要〕 本文以小學思維型教學理論為指導，以教科版五年級上冊“計量時間”單元教學設計為實踐內容，探索了項目式學習在提升學生科學思維能力、探究實踐能力、自我監控能力等方面的實踐應用。研究通過設置驅動性問題鏈、合理重構學習內容及注重自我監控等策略，構建了一套有效的項目式學習模式。圍繞計時工具的發展脈絡，通過項目式探究學習活動，促進學生思維能力的提升，并讓學生在探究實踐中理解技術和工程與社會發展相輔相成的關系。本文還分析了項目式學習在提升學生自我監控能力和培養必備品格與關鍵能力方面的作用，為小學思維型教學的實施提供了有益的參考。

〔關鍵詞〕 小學科學；思維型教學；項目式學習；探究能力；核心素養；跨學科概念

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 21 067-069

近年來，隨著基礎教育課程改革的深入，思維型教學已經成為小學科學教學的重要研究方向。2022年版科學課程標準要求在建構科學觀念的基礎上，培養學生的批判性思維、創新能力，以及解決問題的能力。思維型教學作為一種以發展學生高階思維為目標的教學范式，是提升教學質量的有效途徑。本研究依托思維型教學理論，探索項目式學習在小學科學課程中的實施策略，旨在促進學生在真實情境中主動學習，實現知識的深度建構與遷移應用。

一、深研課程標準，界定核心概念

教科版科學五年級上冊“計量時間”單元聚焦“技術、工程與社會”核心概念，涵蓋“技術與工程創造了人造物”“技術與工程改變了人們的生產和生活”等學習內容，落實課標中5～6年級“初步認識技術與工程對科學發展的促進作用”等內容要求。人類對時間的定義來自大自然中以地球自轉為基礎的計量系統和其他有規律周期性運動的系統，因此關于“計量時間”的探究，必然與物質與能量、系統與模型兩個跨學科概念相關聯。在設計制作日晷、水鐘、鐘擺等計時工具的過程中，結構與功能的匹配性也是教學設計的重要考量。本單元引導學生通過學習和探究人類計時發展史上不同階段的計時工具，設計制作日晷、水鐘、擺鐘等學習內容，沿著計時工具發展的歷史脈絡，聚焦幾種典型的計時工具，通過項目式學習來探究人類在計量時間方面的探索和發明。

二、聚焦問題驅動，激發學習動機

本研究根據計時工具的發展脈絡設計了三個分項目，通過一連串的驅動性問題，引導學生進行自主探究和實踐。通過驅動性問題的設置，激發學生的內在動機，積極參與問題解決，實現從知識學習到能力提升的跨越（見文后附表）。

三、合理重構內容，促進自主建構

本案例是對教科版《科學》五年級上冊“計量時間”單元的重構。在本單元的教學設計中，采用了項目式學習的方法，通過精心設計的三個分項目，重構教材內容，促進學生自主建構科學觀念。根據項目式學習的需求，將本單元教材內容重構為三個緊密相連的分項目：“光陰的故事——設計制作日晷”“似水流年——設計制作水鐘”以及“時間之擺——設計制作一分鐘60次的擺”。這三個項目各自獨立成章，又相互銜接，共同構成了計時工具從簡單到復雜、從自然現象到人工設計的發展脈絡。在三個設計制作類的分項目完成后，進行一次總結回顧式的梳理，探索計時工具的準確性對人類生活的影響，進一步體會科學、技術和工程與人類發展息息相關。

在每個分項目中，學生被賦予主動探究的角色，在小組合作中進行觀察、測量、記錄、分析、設計、制作等一系列科學探究。例如，在日晷制作中，學生需要設計制作日晷，進行實地測試；在水鐘制作中，需設計實驗探究水流速度與時間的關系；在鐘擺制作中，學生則需深入探索擺的等時性原理，發現影響擺速的因素。通過完成這些項目，學生不僅掌握了時間計量工具的基本原理和制作方法，更重要的是在探究過程中逐步構建了科學觀念，從而提升思維品質。學生認識到具有周期性運動的事物可以用于計時，理解了不同計時器出現的先后順序，感受到了人類計時方法從原始到現代的演變過程。這種動態的歷史圖景不僅豐富了學生的知識儲備，更激發了他們對科學探索的熱情和對人類科技發展的深刻理解。

此外，本單元的教學設計還注重跨學科概念的融合。學生在探究計時工具的過程中，會涉及物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化等跨學科概念。

四、注重自我監控，實現素養提升

在思維型教學理論的五大教學原理中，自我監控是重要的組成部分。自我監控要求學習者將自身的學習活動作為關注的對象，對自己的學習方法、過程、策略等進行持續的、積極的規劃、檢查、評價、反饋、控制以及必要的調整。這種監控過程體現了學習者對自身學習行為的深度參與和主導，是幫助學生形成學習策略、提升科學思維能力和探究實踐能力的關鍵所在。

本教學設計強調項目各階段的小結與反思，確保探究方向正確、方法高效。項目結束時，全面梳理學習經驗，深化理解，形成穩固認知策略。此過程顯著提升了學生的自我監控能力，助其掌控學習進程、靈活調整策略，為學生科學核心素養的提升奠定了堅實基礎。

例如，在“時間之擺”分項目的學習中，不同小組可能會選擇不同的探究路徑。有的小組遵循常規順序，首先研究擺的運動規律，然后依據規律設計和制作鐘擺。有的小組則會采用逆向思維，他們先嘗試動手制作鐘擺，隨后再設計實驗來驗證自己對擺的運動規律的推測。針對這一情況，教師組織學生進行交流研討，分享自己的設計思路，促進多角度審視與反思。使學生認識到科學探究途徑的多樣性和靈活性，促使學生形成更加高效和實用的認知策略。更重要的是，這樣的經歷極大地提升了學生的自我監控能力。他們學會了在探究過程中不斷審視和調整自己的思路和方法。這種思維的靈活性和深刻性，將為他們未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

“計量時間”單元教學設計與實踐證明了項目式學習在小學思維型教學中優勢顯著。通過問題驅動、自我監控等策略，能夠有效培養學生的科學探究與自主學習能力，提升核心素養。未來可繼續深入探索項目式學習在跨學科應用及其對學生全面發展的廣泛影響。

參考文獻

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