數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的項目式學(xué)習(xí)

〔摘" "要〕" 現(xiàn)代教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型為小學(xué)科學(xué)教育開辟了全新路徑，尤其在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和學(xué)習(xí)興趣方面具有重要作用。本文以小學(xué)科學(xué)“摩擦力”教學(xué)為例，探討數(shù)字化教學(xué)與項目式學(xué)習(xí)的深度融合，詳細(xì)分析了數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的小學(xué)科學(xué)項目式學(xué)習(xí)，及其在科學(xué)概念引導(dǎo)、實驗探究設(shè)計以及評價反饋環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用效果，展示了如何以數(shù)字技術(shù)優(yōu)化教學(xué)過程。同時，本文進一步探討了在項目式學(xué)習(xí)框架下，如何科學(xué)規(guī)劃教學(xué)活動并提升實施效果，以期為小學(xué)科學(xué)教育提供創(chuàng)新性的教學(xué)策略與實踐路徑。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；項目式學(xué)習(xí)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標(biāo)識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 040-003

小學(xué)科學(xué)課程強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生對自然現(xiàn)象的好奇心和科學(xué)探究能力。在數(shù)字化背景下，教學(xué)可以更廣泛地利用技術(shù)工具，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和參與感。以“摩擦力”這一單元為例，實施項目式學(xué)習(xí)的方法，學(xué)生能夠在實踐中掌握科學(xué)概念，運用技術(shù)工具完成數(shù)據(jù)分析，并通過合作學(xué)習(xí)體驗科學(xué)探究的完整過程。

一、數(shù)字化轉(zhuǎn)型在教育中的重要性

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是當(dāng)代教育變革的核心驅(qū)動力，尤其在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中其重要性不容忽視。小學(xué)科學(xué)教學(xué)的核心目標(biāo)在于激發(fā)學(xué)生探究自然的興趣，培養(yǎng)其科學(xué)思維能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式受到時間、空間以及資源的限制，難以全面滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。而數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅是教育技術(shù)的升級，更是一場教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的深刻變革。在數(shù)字化背景下，學(xué)生能夠通過虛擬實驗室開展模擬實驗，使用數(shù)據(jù)可視化工具分析復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，并利用在線協(xié)作平臺進行團隊項目研究。這種新興技術(shù)手段極大地豐富了學(xué)習(xí)資源，拓展了學(xué)習(xí)維度，使學(xué)生能夠更加深入地理解科學(xué)概念。另外，數(shù)字化轉(zhuǎn)型突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限，為項目式學(xué)習(xí)提供了強有力的支持。例如，學(xué)生可通過在線資源庫獲取多樣化的實驗案例，利用交互式學(xué)習(xí)平臺參與跨區(qū)域合作，甚至在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下“親歷”科學(xué)現(xiàn)象。這種技術(shù)驅(qū)動的學(xué)習(xí)模式，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)其探究精神和團隊協(xié)作能力以及解決實際問題的能力。因此，推動小學(xué)科學(xué)教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是提升教學(xué)質(zhì)量實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要途徑。

二、數(shù)字化項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計策略

（一）問題驅(qū)動策略

設(shè)計與學(xué)生生活相關(guān)的問題情境。例如，在“摩擦力在生活中的應(yīng)用”的教學(xué)中，設(shè)計貼近學(xué)生生活的情境是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和引導(dǎo)深度探究的重要手段。課堂引入階段，通過“手掌推桌面”這一簡單體驗活動，學(xué)生直接感受到摩擦力的存在與作用。通過互動活動，學(xué)生能直觀感知手掌在不同力作用下推桌面時的摩擦感受，并提出問題：“摩擦力的大小受哪些因素影響？”借此契機，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實際，如鞋底花紋如何增強防滑性能，或賽車輪胎表面的設(shè)計對摩擦力的優(yōu)化作用。這樣的場景設(shè)計能瞬間激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時引導(dǎo)他們進入自主探究狀態(tài)。

利用數(shù)字化資源進行問題導(dǎo)入。數(shù)字化資源在問題導(dǎo)入中的應(yīng)用進一步增強了學(xué)習(xí)的趣味性與直觀性。在課堂上，教師可以展示兩種鞋底在濕滑地面上行走的對比視頻，生動形象地呈現(xiàn)摩擦力對生活的影響。同時利用模擬動畫展示不同材質(zhì)表面接觸的滑動過程，幫助學(xué)生初步形成摩擦力產(chǎn)生與作用的理論框架。教師還可以利用數(shù)字化平臺布置問題任務(wù)，學(xué)生通過在線資源查閱并結(jié)合已有知識，討論摩擦力大小的影響因素并提出假設(shè)。此類結(jié)合問題情境與數(shù)字化資源的策略，為后續(xù)實驗探究奠定了良好的基礎(chǔ)，幫助學(xué)生在現(xiàn)實與理論的結(jié)合中深刻理解摩擦力的概念。

（二）實驗探究策略

數(shù)字化實驗工具的引入?！澳Σ亮Α眴卧暮诵脑谟谕ㄟ^實驗探究摩擦力的影響因素。在教學(xué)設(shè)計中，教師引入DIS數(shù)字測力設(shè)備通過精準(zhǔn)的力學(xué)測量和數(shù)據(jù)采集，讓學(xué)生對實驗結(jié)果有更深刻的體會。實驗前，教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提出的假設(shè)設(shè)計實驗方案，并明確實驗變量的控制方式。例如，為探究接觸面粗糙程度的影響，學(xué)生可選擇相同材質(zhì)但粗糙程度不同的板塊，依次測量摩擦力大小，并保持其他變量不變。DIS設(shè)備的引入大幅提高了數(shù)據(jù)采集的精度，為學(xué)生提供了清晰的實驗曲線圖。

實驗數(shù)據(jù)的可視化分析工具。實驗數(shù)據(jù)的分析是實驗探究的重要環(huán)節(jié)，通過將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel，學(xué)生能夠利用數(shù)字化工具生成曲線圖，直觀展示摩擦力大小與不同因素之間的關(guān)系。例如，通過對比不同接觸面粗糙度下的摩擦力曲線，學(xué)生可以觀察到摩擦力隨粗糙度增加而增大的趨勢。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生通過圖表分析歸納實驗結(jié)論：接觸面越粗糙或受壓力越大，摩擦力越大。小組間的實驗數(shù)據(jù)匯總后，通過電子平臺展示實驗結(jié)果并討論分析。教師利用數(shù)字化評價工具提供即時反饋，針對數(shù)據(jù)記錄、分析方法和結(jié)論提出改進建議。這種結(jié)合數(shù)字化工具的實驗探究策略，提升了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)探究能力，同時讓他們對控制變量法的應(yīng)用有了更深入的理解。

（三）合作學(xué)習(xí)策略

以小組為單位，設(shè)計跨學(xué)科項目任務(wù)。小組合作是項目式學(xué)習(xí)的重要組成部分。在“摩擦力”單元中，每組學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計并驗證不同假設(shè)，如摩擦力與接觸面積、壓力大小或材質(zhì)類型的關(guān)系。通過數(shù)字化協(xié)作工具，如共享白板或在線學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可實時分享實驗方案和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。在小組討論中，每位成員都需要明確分工，如數(shù)據(jù)采集實驗操作和結(jié)果分析等，通過協(xié)作完成復(fù)雜任務(wù)。共享白板功能讓每位組員都能清晰了解小組實驗進展，并對實驗方案提出建議。

借助在線協(xié)作工具（如白板、電子學(xué)習(xí)平臺）實現(xiàn)異步合作。異步合作是通過數(shù)字化工具實現(xiàn)的另一種高效學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可利用課后時間，通過電子學(xué)習(xí)平臺繼續(xù)完善實驗數(shù)據(jù)的分析。各小組最終通過數(shù)字化工具展示實驗成果，如PPT、數(shù)據(jù)圖表或視頻短片，并在任務(wù)匯報環(huán)節(jié)與其他小組分享結(jié)論。其他組員通過平臺評論功能提供反饋，進一步優(yōu)化成果展示。這種開放的學(xué)習(xí)模式能提升學(xué)生的團隊協(xié)作能力，還通過跨組互動增強了他們對科學(xué)問題的多視角理解。教師通過平臺實時監(jiān)控每組實驗進展，適時提供指導(dǎo)，保證每位學(xué)生都能在合作中獲得成長。

（四）評價與反饋策略

基于數(shù)字平臺的多元評價（任務(wù)完成情況、實驗記錄）。數(shù)字化評價系統(tǒng)在項目式學(xué)習(xí)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在“摩擦力”單元教學(xué)中，評價內(nèi)容涵蓋任務(wù)完成情況、實驗設(shè)計合理性、數(shù)據(jù)分析質(zhì)量以及成果展示的創(chuàng)新性與邏輯性。教師通過數(shù)字平臺對實驗記錄進行多維評估。例如，平臺可以記錄每組學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)提交時間和精度，并生成動態(tài)學(xué)習(xí)報告，幫助教師全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

AI"輔助個性化反饋（智能化作業(yè)批改）。AI輔助的個性化反饋進一步提升了評價的有效性。智能批改工具可以根據(jù)學(xué)生提交的實驗報告自動識別常見問題，如數(shù)據(jù)遺漏或分析不夠深入，并生成有針對性的改進建議。例如，當(dāng)學(xué)生未能正確控制變量導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差時，平臺會提示并提供相關(guān)知識點的復(fù)習(xí)資料。教師還可以根據(jù)AI生成的報告，為學(xué)生制定更具針對性的后續(xù)學(xué)習(xí)計劃。在課堂評價環(huán)節(jié)，學(xué)生之間的互評功能也通過平臺得以實現(xiàn)。各組成員對實驗數(shù)據(jù)的完整性分析的準(zhǔn)確性和成果展示的清晰度進行評分，形成多元化的評價體系，從而實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，北京市某小學(xué)科學(xué)教師借助“虛擬實驗室”平臺，開展了一次關(guān)于摩擦力影響因素的探究實驗。學(xué)生通過平臺中的模擬實驗?zāi)K，選擇不同材質(zhì)的表面（如玻璃、砂紙、橡膠）和不同壓力條件，在線調(diào)整實驗參數(shù)并觀察摩擦力變化的結(jié)果。平臺提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)輸出，包括力的變化曲線和實驗記錄。這種直觀的數(shù)字化工具讓學(xué)生可以在短時間內(nèi)完成多組對比實驗，突破了傳統(tǒng)課堂中實驗器材受限的問題。實驗結(jié)束后，學(xué)生使用Excel制作數(shù)據(jù)圖表，分析摩擦力與材質(zhì)和壓力之間的關(guān)系，并通過電子協(xié)作平臺提交實驗報告。研究表明，這種方式不僅有效提升了學(xué)生的科學(xué)探究能力，還增強了他們對抽象科學(xué)概念的理解能力。

三、未來改進方向

（一）深化跨學(xué)科整合，探索更多數(shù)字化手段的應(yīng)用

未來，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的項目式學(xué)習(xí)需要進一步深化跨學(xué)科整合，以充分發(fā)揮數(shù)字化資源的潛力。在“摩擦力”單元的教學(xué)實踐中，將科學(xué)與數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科融合，可極大提升學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。例如，通過結(jié)合數(shù)學(xué)課程中的數(shù)據(jù)分析模塊，教師可指導(dǎo)學(xué)生利用表格、圖表等工具，更精準(zhǔn)地整理和分析實驗數(shù)據(jù)，從而得出科學(xué)結(jié)論。幫助學(xué)生更好地理解摩擦力的相關(guān)知識。而且信息技術(shù)課程可以引導(dǎo)學(xué)生使用模擬軟件，開展虛擬實驗，以解決實際教學(xué)中資源和時間的限制。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，教師可探索更多數(shù)字化教學(xué)手段，如在線實驗平臺、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，使科學(xué)學(xué)習(xí)過程更加生動。同時跨學(xué)科整合需要教師具備更廣泛的學(xué)科背景和數(shù)字化技能。因此，學(xué)校應(yīng)通過培訓(xùn)支持，幫助教師全面提升跨學(xué)科教學(xué)能力和技術(shù)應(yīng)用水平，以進一步滿足學(xué)生日益增長的學(xué)習(xí)需求。

（二）建立小學(xué)科學(xué)項目式學(xué)習(xí)的數(shù)字資源庫

數(shù)字資源庫的建立是推動小學(xué)科學(xué)項目式教學(xué)深入發(fā)展的關(guān)鍵一步。通過持續(xù)優(yōu)化數(shù)字化工具的應(yīng)用，教師為學(xué)生提供更多高質(zhì)量的學(xué)習(xí)資源，幫助他們更高效地進行科學(xué)探究。在“摩擦力”單元的教學(xué)中，數(shù)字資源庫可以包含實驗視頻、課件、虛擬實驗工具以及學(xué)生實驗報告的范例等。這為課堂教學(xué)提供了支持，而資源庫的內(nèi)容可以涵蓋不同難度的項目，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。更重要的是，資源庫的建立并不限于“摩擦力”單元，還為其他科學(xué)概念的教學(xué)提供借鑒。例如，教師可以將重力、電磁現(xiàn)象等其他科學(xué)主題的項目式學(xué)習(xí)內(nèi)容納入其中，從而實現(xiàn)資源的共享與循環(huán)使用。隨著資源庫的不斷擴展，項目式學(xué)習(xí)的實施效率和教學(xué)質(zhì)量將大幅提升，有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。同時資源庫的建設(shè)需要教師的積極參與，尤其是在資源的整理更新和實踐中的反饋環(huán)節(jié)，從而保證其內(nèi)容的高效性。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的小學(xué)科學(xué)項目式學(xué)習(xí)，是現(xiàn)代教育理念與技術(shù)融合的生動體現(xiàn)。通過數(shù)字化工具的深度應(yīng)用，教師能夠為學(xué)生創(chuàng)造更加豐富、多樣和高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，充分激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣和熱情。在“摩擦力”單元的教學(xué)實踐中，結(jié)合數(shù)字化資源與項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，有效提升了學(xué)生的科學(xué)思維能力和實踐技能。虛擬實驗室、數(shù)據(jù)可視化工具以及在線協(xié)作平臺等數(shù)字化手段，不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，更幫助學(xué)生在跨學(xué)科實踐中實現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)。然而，數(shù)字化教學(xué)的推廣仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括數(shù)字資源的有效整合、教師數(shù)字化教學(xué)能力的培養(yǎng)，以及跨學(xué)科協(xié)作的全面實現(xiàn)。因此，未來需要從更深層次推進數(shù)字化教育改革，構(gòu)建全面的教學(xué)資源庫，探索更多適合小學(xué)科學(xué)教學(xué)的數(shù)字化工具，同時注重提升教師的專業(yè)技能和技術(shù)素養(yǎng)。通過這一系列努力，小學(xué)科學(xué)教育將在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中煥發(fā)新的生機。在未來的教學(xué)實踐中，我們需始終以學(xué)生為中心，注重培養(yǎng)其科學(xué)探究精神、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作意識，讓數(shù)字化技術(shù)真正為學(xué)生成長服務(wù)。只有在技術(shù)與教育的深度融合中，才能不斷推進小學(xué)科學(xué)教育的現(xiàn)代化發(fā)展，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)與成長奠定堅實基礎(chǔ)。

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