“做”出来的项目化学习

2024-04-04 07:18许阳
小学教学参考(综合) 2024年2期
关键词:项目化学习小学科学教学实践

许阳

[摘 要]新课程标准倡导积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动。小学科学教师在推动项目化课程建设与实施的过程中,要持续参与项目化学习的教学实践,探究教与学的策略,这对实现教学目标和提升自身的项目化能力具有重要作用。科学课堂中,教师可以从探究实践、支架搭建和情境创设三个角度进行项目化教学实践,以增强教学效果,促进学生的全面发展。

[关键词]项目化学习;小学科学;教学实践;“做”中学

[中图分类号] G623.6[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2024)06-0092-04

“怎样开展项目化学习?项目化学习的科学要素有哪些?学科项目化如何做?”,这是科学教师要思考的三个问题。在项目化教学实践中,教师往往会经历从欣然接受到迷茫,再到心动不已的过程。笔者就从中深刻体会到:项目化学习是“做”出来的。在小学科学项目化教学中,教师要和学生一起在“做”中学,实现共同发展,提升学生的综合素养。

一、探究实践,“做”出实验感

在项目化学习中,科学探究一直是一个非常重要的内容。教师在项目化教学实践中,可以设计问题提出、实验探究和评估反馈等一系列环节,引导学生展开科学探究。

2020年7月,受持续降雨影响,新安江水库开始泄洪。以此为背景,教师组织学生开展“自制水上救援工具”的项目化学习,并提出项目的驱动性问题:“如果突发洪水,你被困家中,会如何自救?”面对这个驱动性问题,学生往往会迫不及待地展开思考。

片段1:引入“洪水”问题

师:同学们,面对这个驱动性问题,你打算怎么做?

生1:我想用家里的塑料瓶做一艘救生船,帮助自己逃生。

师:这是一个不错的想法。那你做的救生船真的能搭载一个人吗?

生2:不确定。我想先做出来试试看。

师:突发洪水时,不科学的方法会帮倒忙。在做之前,让我们先来探究:物体在水中受到的浮力与哪些因素有关。

……

在驱动性问题提出后,学生开始“头脑风暴”,通过发散思维提出多种解决问题的方法。但学生此时的想法比较杂乱,难以切中问题的关键点。教师要适时引导,使学生及时将注意力聚焦在核心概念的学习上。

片段2:开展“浮力”探究

(教师设计实验探究方案,组织学生通过测量“船”的载重量来探究“浮力”这一科学概念)

师:同学们,如何用一张边长10cm×10cm的铝箔纸制作出一艘载重量最大的船?

生1:我们组做了一艘长方体的船,可以承载30个垫圈。

生2:我们组做了一艘圆柱体的船,可以承载35个垫圈。

生3:我们组做了一艘饺子型的船,可以承载27个垫圈。

师:不同形状的船可以承载不同数量的垫圈。船的形状不同,哪些因素也会随之发生变化呢?

生4:船的形状不同,体积也会不同。

师:船的体积与承载垫圈的数量有关系吗?

生5:我们组做的船的形状不规则,怎么算体积呢?

师:我们先算一算几种形状规则的船的体积(见图1、图2),并测算它们的载重量。经过计算,边长1是6cm,边长2是6cm,高是2cm,体积是72立方厘米(6×6×2)的船的载重量最大。

……

在实验过程中,教师和学生一起分析各项数据,总结科学规律。学生发现,铝箔纸做出的“船”的体积越大,载重量越大。教师还可以组织学生探讨“浮力”的本质,演示“浮力源于压力”的实验,启发学生思考。

片段3:组织“载重”评估

“物体体积的大小影响浮力,从而影响载重量”,这个科学规律在真正开始“做”时会起到重要作用,它为学生的制作提供了参考,指明了方向。但实验探究的理论如何与实践相呼应,就需要教师组织学生进行测试评估。

师:接下来,让我们一起到学校池塘进行载重量测试,评估一下船的有效性。

生1:经过测试,我们组的船能承载一个人,并能安全划行10米到达岸边。

师:你们组在制作过程中如何考虑船的承载力?

生2:我们利用木板、塑料瓶等材料进行制作,重点考虑船的长、宽、高,并计算了一个人的体积大小,这为我们的制作提供了依据。

……

学生充分利用材料进行设计,认真计算船的长、宽、高,完成了制作,进行了测试。经过反馈完善,学生做出了更好的“船”,解决了教师提出的驱动性问题。

项目化学习能有效培养学生的理性思维,而探究实践是培养这一思维的重要途径,也是突破难点的“利剑”。教师巧借驱动性问题,组织学生在实践中完成了高年级才学习的“浮力”概念定量研究,真正实现了“做中学”。

二、支架搭建,“做”出体验感

学生不会“做”的时候,教师是直接教,还是给学生搭建适切的支架,让学生学会学习?答案是后者。教师要从科学学科项目化教学的角度出发,从科学观念、科学思维和态度责任方面搭建学习支架,使学生亲历学习过程,体验到科学学习的乐趣。

1.科学观念学习

2022年6月,神舟十四号载人飞船发射成功,三名航天员进驻空间站。以此为背景,教师组织学生开展航天航空的项目化学习“月球驿站”,提出驱动性问题:“作为探索月球的小分队,我们如何为移居月球创造条件?”学生先了解月球,学习与月球有关的科学知识,为解决驱动性问题做好准备工作。

为了项目化学习的顺利开展,教师还要引导学生明确“我的兴趣点在哪里”“我的能力达到了什么水平”“学习资料很多,我该如何取舍”这三个问题。这要求教师适时搭建支架,帮助学生探究。在项目化学习过程中,鱼骨图、KWL表和问题清单等学习工具都能起到支架作用。在教师组织下,学生查阅资料,用鱼骨图的形式呈现;整理材料,汇总到KWL表(见表1)中;填写问题清单,筛选出子问题。最终,学生分解了驱動性问题,对月球有了更加深入的认识,确定了学习的方向。

师:请大家结合鱼骨图、KWL表和问题清单的使用过程,分享自己在这节课的学习体会。

生1:老师提出驱动性问题后,我本来毫无头绪,但通过鱼骨图、KWL表和问题清单的学习,我不仅了解了月球的相关知识,而且和同学一起提出了接下来要解决的问题,还尝试设计方案,有了清晰的探究方向。

……

鱼骨图等学习工具的使用,既有助于学生理解科学观念,又能帮助学生从项目初期的混乱状态中脱离出来,灵感迸发,进而有条不紊地开展项目式学习,真正实现“做中学”。

2.科学思维培养

经过分解,驱动性问题会生成很多子问题,子问题又可以被分配到各项目小组中进行研究。这时,团队合作和教师指导就起到了关键作用。子问题的研究学习是学生科学思维得到培养的重要“战场”。

2022年11月,神舟十五号与神舟十四号航天员乘组实现“太空会师”。以此为背景,学校于当年9月启动“太空旅行站”项目式学习,提出驱动性问题:“作为一个航天工程师团队,如何为太空游客设计一个安全旅行的空间站?”其中,有一个小组需要解决的子问题是:“如何保障空间站里水的供应和安全?”这样的驱动性问题更具挑战性。于是,教师花大量时间观察学生,思考在哪个阶段为学生的学习提供帮助、提供怎样的帮助。

设计稿原型制作出来后,教师组织学生对问题进行重新分析,发现原型不能满足需求,重头“做”;学生遇到水电解问题难以突破时,教师带领学生查找资料、准备材料、开展实验,重复“做”;学生用激光切割机制作装置密闭口时,尺寸不对,重新“做”;氢燃料电池无法工作,教师带领学生反复测试,演示实验,重复“做”,最终解决了问题。

项目化学习中,教师根据教学目标的要求,给予不同学生不同程度的学习指导,有的放矢地为每个学生提供支持,有效培养了学生的科学思维,获得了事半功倍的效果。

3.态度责任养成

科学素养包括团队责任和学习态度。教育是人影响人的过程,有心引导不如以身示教。

以“太空旅行站”项目式学习为例,有一个学生就是被吸引来学习的。这个学生在项目汇报时说道:“‘太空旅行站项目刚开始招募时,我对这个活动并不感兴趣,所以没有报名。后来,我的好朋友牺牲了每天中午打乒乓球的时间,吃完饭就往项目学习教室跑。我很好奇,什么项目有这么大的魔力让他连自己的爱好都不顾了?于是,一天中午,我就跟着他去了项目学习教室。一进去,我就立刻被这个项目吸引了。这个项目太有意思,太有挑战性了!它激发了我的探究热情。之后,我每天中午都和我的好朋友一起參与到项目学习中。经过锲而不舍的努力,我最终成为了项目学习小组的正式成员。”

学生科学态度和责任的养成,不是一朝一夕的事情,需要长期培养。项目化学习所具有的丰富的教与学方式,不仅促进了教学方式的变革,更使学生沉浸其中,从学中“做”到“做”中学,真正实现了深入学习。

三、情境创设,“做”出真实感

《义务教育课程方案(2022年版)》提出:“要注重真实情境的创设,增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力。”这也是项目化学习的显著特征和终极目标。那么,项目化学习中如何创设情境呢?

1.突发事件,热点化情境

社会生活中的一些突发事件,或持续发生并在一个阶段产生了比较大的社会影响的事件、自然灾害等,都可以转化为项目情境。

师:最近一段时间,降雨持续不断,已经在很多地方造成了自然灾害,我听说一些同学的家里就遭遇了洪水。

生1:是的。我家在新安江,家里的水都没过了膝盖。

师:那请同学们设想一下:假如遭遇洪水,你会如何自救呢?

……

“自制水上救援工具”就是在持续降雨导致自然灾害频发,并产生较大社会影响的背景下,设计、实施的项目化学习案例。

洪灾的问题情境来源于新闻报道,船也是日常生活中比较常见的交通工具。在这个项目化学习中,一些学生有遭遇洪水的经历,激发了学生积极主动解决问题的动力,更容易实现在“做中学”。

2.科技成果,亮点仿情境

社会发展中的科技成果承载了先进理论和实践,可作为教育教学的标杆素材。“月球驿站”和“太空旅行站”就是两个最典型的重大成果项目案例。以下是这两个项目启动时教师和学生的对话片段。

师:同学们,最近有关注神舟号飞船吗?

生1:我们国家发射了神舟十四号宇宙飞船,已经把三位航天员送到了中国空间站。我想知道,三位航天员什么时候能到月球上?

师:如果航天员要上月球,需要做哪些准备呢?

生2:老师,我们可以在月球上造一个驿站,这样航天员们就可以以它为中转站进行太空旅行了。

师:“太空旅行站”和“月球驿站”要为太空游客打造一个安全旅行的空间站,经过投票表决,“太空旅行站”得票数最高。

……

学生为国家航天航空事业的快速发展激动不已,对先进科学技术兴趣浓厚,学习热情高涨,这是项目化学习开展的基础。航天员天上“做”,学生地上“做”,都“做”出了亮点,真正实现了“做中学”。

3.学科视角,难点创情境

新课程标准要求科学教学指向大概念的学习,那如何在教学中落实大概念学习?各学段如何开展指向大概念的学习?单元重组是一种方法,项目化学习也是一种方法。

如《蝴蝶》一课指向“生物与环境相互作用、相互协调,实现生态平衡”等核心概念的学习,但“初步了解动植物主要组成部分和生命周期”“动植物能繁殖后代”“能根据有关特征对生物进行简单分类”“了解动植物之间相互的关系”“了解生物生存条件和生物多样性”等教学目标分散在各学段。如何在各学段落实教学目标,创设情境突破难点呢?

生1:老师,自然界中的蚕和我们养的蚕不一样。

师:为什么这么说?

生2:因为环境不一样,所以它们的状态也不一样。蝴蝶的生命周期就和蚕宝宝不一样,因为它们生活在自然环境中。

……

学生对“生命周期”的认知冲突出乎教师的意料,因此,还原真实情境的教学势在必行。于是,学校建造了一个蝴蝶花房,为教师引导学生开展项目化学习提供了一个绝佳的场地。

问题解决能力的提升,是项目化学习的目标。学生最终要走向社会,而学生的社会性成长可以在项目化学习中实现。

以上是在项目化学习中落实科学观念、科学思维、态度责任的策略呈现,教师可根据学情,为学生提供学习方法、思维工具、学习支架和成长平台。

综上所述,在项目化学习中,教师的“教”与学生的“学”的方式在不断变化,教学成果丰厚。学生亲历解决真实问题、动手“做”、合作学习、自主设计等学习过程,其价值指向学生的终身发展。伴随着项目化教学实践的深入,学生的项目化学习参与度越来越高,角色越来越丰富,体会越来越深刻。在这样的项目化实践过程中,教师的项目化能力越来越强,越“做”越强。

项目化学习,任重而道远。在小学阶段,项目学科化和学科项目化都在“做”的路上。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

[2] 夏雪梅.项目化学习设计:学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京:教育科学出版社,2018.

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