大概念下“制作簡易水鐘”項目式學習探索

〔摘" "要〕" 2022年版《義務教育科學課程標準》強調大概念在教學中的重要性，以及項目式學習對學生核心素養發展的積極意義。本文以“制作簡易水鐘”項目為例，深入探討大概念下項目式課程的設計與實踐。詳細闡述從大概念的確立、知識體系搭建、項目問題設定、任務規劃與教學方式選擇，到學習成果驗收的全流程操作，同時介紹利用AI工具提升教學效果。本研究旨在為小學科學教師提供一套可操作、可借鑒的教學模式，助力提升小學科學教學質量與學生綜合素養。

〔關鍵詞〕" 小學科學；大概念；項目式學習；AI輔助教學

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）18" " 0052-03

2022年版《義務教育科學課程標準》中明確要求教師從大概念出發，對概念體系進行系統性梳理和研究，以此建立學生進階學習發展的框架。同時要求教師在教學中，應聚焦學科核心概念，遵循“少而精”的教學理念進行跨學科教育和項目式學習。

項目化驅動課程利于提高學生參與度，但在各種技術的學習中，容易使知識變得碎片化，師生陷入“為做而做”實踐傾向。因此，以大概念為核心，建構項目式課程更有利于學生搭建系統知識框架，讓學科核心素養得以真正落地。

一、大概念下項目式學習設計理念

大概念下項目式學習設計理念應強調以下幾個方面內容。

（一）明確大概念的統整作用

大概念是學科知識的上位概念，具有高度的抽象性和概括性。它猶如一個知識地圖的核心節點，將眾多分散的學科知識緊密相連，為學生提供了一個系統性的認知框架。例如，在小學科學中，“工程與技術”這一大概念涵蓋了眾多與技術應用和工程設計相關的知識內容。以教科版科學五年級上冊“制作簡易水鐘”為例，通過“工程與技術”大概念的統整，學生能夠理解制作計時器所涉及的材料選擇、結構設計、功能實現等知識并非孤立存在，而是相互關聯、相互影響的整體。

這種統整作用還能使他們在面對新的工程技術問題時，迅速調動已有的知識經驗，進行遷移應用。例如，當學生掌握了水流速度與計時準確性的關系后，在后續學習其他計時工具或工程設計時，就能更好地理解類似的原理，如機械鐘表中齒輪傳動與時間顯示的關系等。

（二）真實性、開放性、合作性和實踐性原則

作為項目式學習的基本原則，真實的問題情境能夠喚醒學生的經驗，促進對核心知識的理解與遷移；開放性問題為學生提供了廣闊的思維空間；合作性原則強調學生在項目中的互動與協作；實踐性原則通過動手操作和實際應用，增強學生的實踐能力。

（三）跨學科整合與系統性設計

大概念統整下的項目式學習突破了單一學科的界限，實現了多學科知識的融合。在“制作簡易水鐘”項目中，涉及科學（如水流速度、時間測量等物理知識）、技術（利用注射器、塑料瓶等材料制作工具）、工程（設計計時器結構和功能）以及數學（刻度標注、時間計算）等多個學科領域的知識和技能。使他們能夠在復雜的現實情境中運用多學科知識解決問題，適應未來社會對復合型人才的需求。

（四）教師角色的轉變與專業發展

在大概念統整的項目式學習中，教師的角色發生了深刻轉變。教師需要深入理解項目式學習的理念和方法，掌握學科大概念的內涵和外延，能夠根據教學目標和學生實際情況設計合理的項目任務。同時，教師還要不斷提升教學設計能力、課堂組織能力和評價能力，通過持續的專業發展，適應新時代小學科學教學的要求。

（五）評價與反思

全面而有效的評價是項目式學習的重要環節。評價不僅要關注學生的學習結果，更要重視學習過程。同時，評價要關注學生的個體差異，尊重每個學生的起點和發展速度。通過多樣化的評價方式，如自評、互評、師評等，讓學生從不同角度了解自己的學習情況，發現自己的優點和不足，促進學生的自主學習和自我反思。教師根據評價結果及時反思教學過程中存在的問題，優化教學設計，不斷提高教學質量。

二、大概念下項目式學習基本流程

為保證在項目式教學中能夠有效應用大概念，在開展項目式教學時應遵循以下基本流程。

（一）確立項目大概念

大概念作為項目式學習目標設計的核心，使項目式學習目標更加聚集和有引導性。“物質科學、生命科學、工程與技術、地球與宇宙科學”作為小學科學的四個大概念，“制作簡易水鐘”作為本次項目的核心任務，其主要目的是讓學生了解技術與工程對于人類生產生活的巨大影響，從而培養學生的創新意識。所以本次項目式學習設定的大概念為“工程與技術”。

（二）搭建項目知識體系

以德雷克提出的KDB模式為基礎，將大概念從“知識、行為、態度”三方面進行表達，建構以大概念為頂點、跨學科概念和核心概念為中層、具體事實概念為底層的知識金字塔模型。在項目中，大概念為“工程與技術”，跨學科概念包括“結構與功能”“系統與模型”等，核心概念涉及“技術、工程與社會”“工程設計與物化”等。

（三）確立項目問題

依據知識金字塔，確立項目結構問題和具體問題。以確保整個項目是真的指向大概念。然后根據上述知識體系和問題，建立本次項目課程金字塔。

（四）規劃項目任務，靈活教學方式

1.規劃項目任務

項目任務應包含核心任務和支持性任務兩個方面，通過核心任務驅動學生開展持久和深入的探究，并以支持性任務引導和幫助學生完成核心任務。本次項目核心任務為制作簡易水鐘，支持性任務則依照工程迭代的基本流程（具體項目任務分解表如表1所示），目的是讓學生經歷完整的工程設計流程。

2.教學方式選擇

根據項目任務的特點和學生的學習需求，靈活選擇多種教學方式。在頭腦風暴環節，鼓勵學生自由思考、大膽發言，激發創新靈感；小組討論促進學生之間的思想交流和合作學習；角色扮演讓學生更好地融入項目情境，增強學習的趣味性和代入感；方案設計培養學生的規劃能力和邏輯思維。通過多樣化教學方式的綜合運用，為學生提供豐富的學習體驗，提高學習效果。

（五）驗收學習成果

1.評價量表設計與應用

建立科學合理的表現性評價量表是驗收學習成果的重要手段。在“制作簡易水鐘”項目中，評價量表從作品完整度、團隊合作、交流表達、科學知識四個維度進行設計。

2.成果展示與反饋

組織學生進行成果展示，各小組展示制作的簡易計時器，并分享制作過程中的經驗和體會。在展示過程中，其他小組和教師可以提出問題和建議，促進學生之間的相互學習和共同提高。同時，教師根據學生的展示和評價結果，及時給予反饋，肯定學生的優點和進步，指出存在的問題和不足，鼓勵學生進一步改進和完善作品，加深對知識的理解和掌握。

三、反思與總結

AI工具在“制作簡易水鐘”項目中發揮了重要作用。通過剪映等軟件創設救援情境，激發學生興趣與主動性；豆包等創建的AI智能體為學生提供信息，引導改進設計，拓展思維，提升作品質量，還幫助明確評價標準；問卷詞云功能輔助教師分析學生情況，優化教學。實踐研究體現了大概念下小學科學項目化課程的價值，其整合知識、創設情境、遵循流程等原則，培養學生多種能力，轉變教師角色，但仍面臨教學時間、教師能力提升、AI與教學融合等挑戰，未來將繼續探索優化。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]李剛.科學大概念的課程轉化研究[D].長春：東北師范大學，2019.