信息技術(shù)支持下項目學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

武欣欣董艷

（1.北京市西城區(qū) 育翔小學(xué), 北京 西城 100088; 2.北京師范大學(xué) 教育學(xué)部，北京 海淀 100875）

信息技術(shù)支持下項目學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

武欣欣1董艷2

（1.北京市西城區(qū) 育翔小學(xué), 北京 西城 100088; 2.北京師范大學(xué) 教育學(xué)部，北京 海淀 100875）

本文先從 總體層面介紹了項目學(xué)習(xí)的概況，接著從理論層面探討了信息技術(shù)對項目學(xué)習(xí)的支持作用，然后解釋了技術(shù)支持下小學(xué)科學(xué)教學(xué)中如何 開展項目學(xué)習(xí)，并以“ 橋梁大師養(yǎng)成記”和“制作植物圖冊”作為兩個案例項目，分析了在信息技術(shù)的支持下項目學(xué)習(xí)的具體應(yīng)用過程，通過培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)方面的興趣、習(xí)慣和能力，從而提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

項目學(xué)習(xí)；信息技術(shù)；科學(xué)教學(xué)；小學(xué)

科學(xué)素養(yǎng)是一個國家的軟實力，對于國家綜合實力的提升至關(guān)重要，而提升國民科學(xué)素養(yǎng)重中之重就是要提高基礎(chǔ)教育中的科學(xué)教育。項目學(xué)習(xí)是一種獨特的學(xué)習(xí)理念，傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著無法避免的弊端，項目學(xué)習(xí)法和學(xué)科教學(xué)結(jié)合使用，將產(chǎn)生前所未有的教育價值。筆者查閱文獻資料發(fā)現(xiàn)，目前在國內(nèi)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中鮮有信息技術(shù)支持項目學(xué)習(xí)的相關(guān)研究，在信息技術(shù)飛速發(fā)展、科學(xué)教育日益受到重視的大環(huán)境下，本研究旨在探討在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)實踐中，信息技術(shù)如何支持教師更好地實施項目學(xué)習(xí)，幫助教師利用信息技術(shù)進行課程深度整合，從而更加高效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以促進小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

一、項目學(xué)習(xí)概述

基于項目的學(xué)習(xí)（Project-based Learning，簡稱為PBL）也稱項目學(xué)習(xí)，杜威提出的“做中學(xué)”思想，從學(xué)習(xí)心理學(xué)和教育學(xué)角度創(chuàng)立了“項目學(xué)習(xí)”[1]。由此看來，項目學(xué)習(xí)強調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心，解決真實情境

中的問題，注重參與和實踐，目的是提高學(xué)生知識理解的深度和廣度以及面向未來的素質(zhì)能力。自20世紀三四十年代項目學(xué)習(xí)在美國初等學(xué)校里得到應(yīng)用，幾十年來，項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)、大學(xué)和職業(yè)教育中得到了廣泛的應(yīng)用。在國內(nèi)也有很多學(xué)者對項目學(xué)習(xí)融入日常教學(xué)做過相關(guān)研究，南京師范大學(xué)沈書生教授曾系統(tǒng)論述過項目學(xué)習(xí)法、教學(xué)科目、教學(xué)效果之間的關(guān)系，他認為教師應(yīng)該深入理解項目學(xué)習(xí)和學(xué)科的關(guān)系，樹立創(chuàng)新素質(zhì)化、學(xué)科素養(yǎng)化、學(xué)科關(guān)聯(lián)化、主旨明晰化、表達多樣化的觀念，讓項目輕松、密切地與學(xué)科融合起來，支持學(xué)生真實學(xué)習(xí)的發(fā)生。[2]項目學(xué)習(xí)在學(xué)科教學(xué)過程中的教學(xué)流程有一定的共性，其過程分為教師活動和學(xué)生活動，包括活動前準備、活動中的建議與指導(dǎo)及活動后的評價與交流。[3]查閱文獻資料，在已有研究的基礎(chǔ)上，筆者將項目學(xué)習(xí)過程主要劃為以下6個步驟：（1）選擇項目，設(shè)計驅(qū)動問題和導(dǎo)入情境；（2）分組，制訂計劃和小組分工；（3）活動探究；（4）制作作品和成果展示；（5）活動評價；（6）反思交流。

二、信息技術(shù)支持下的項目學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）關(guān)于信息技術(shù)支持項目學(xué)習(xí)的分析

信息技術(shù)與項目學(xué)習(xí)的整合，是把技術(shù)作為一個獨立的不可或缺的要素納入到教師的專業(yè)知識中，作為TPACK（整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識），凸顯了信息時代數(shù)字技術(shù)在教學(xué)環(huán)境中的重要作用和存在的合理方式[4]，有利于提高教師掌握和運用教育技術(shù)的能力，有利于教師使用技術(shù)進行教學(xué)，有利于教師的專業(yè)化發(fā)展[5]。這種支持作用具體如下：

1.信息技術(shù)促進情境創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

研究表明，學(xué)生處于真實可信的情境中所進行的學(xué)習(xí)是最有效的，因為他們能夠清楚地知道完成任務(wù)的意義和價值并且能夠與之前的知識相聯(lián)系以應(yīng)用于真實的世界中。[6]信息技術(shù)可以化靜為動，通過圖片、音頻、視頻等多個渠道去刺激學(xué)生的感官，在項目伊始創(chuàng)造出相應(yīng)的情境可以讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感受，吸引學(xué)生的注意力，有利于學(xué)生對主題意義的理解，激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.信息技術(shù)為項目學(xué)習(xí)提供多樣化的認知工具

信息技術(shù)的高速發(fā)展衍生了各種各樣的應(yīng)用，這些應(yīng)用可以為項目學(xué)習(xí)提供多樣化的認知工具。喬納森認為信息技術(shù)的認知工具作用是“利用計算機應(yīng)用程序，使學(xué)生對正在學(xué)習(xí)的學(xué)科內(nèi)容進行建構(gòu)性的、高級的、批判性的思考”，他將對學(xué)習(xí)有支持作用的信息技術(shù)認知工具分為以下幾種：語義組織工具、動態(tài)建模工具、信息解釋工具、知識建構(gòu)工具和交流合作工具。[7]參與科學(xué)實踐、合作與制作作品是項目學(xué)習(xí)的核心特征之一?？茖W(xué)實踐強調(diào)建模、構(gòu)建科學(xué)解釋、參與討論與評價，所以信息技術(shù)支持下的認知工具與項目化學(xué)習(xí)可以相輔相成，幫助學(xué)生搜集并處理信息、建構(gòu)知識、構(gòu)建模型、交流合作等。

3.信息技術(shù)為項目學(xué)習(xí)提供更多評價內(nèi)容和工具

項目學(xué)習(xí)提倡采用多種評價方式，關(guān)注學(xué)生的過程性表現(xiàn)。信息技術(shù)可以為項目學(xué)習(xí)提供更多評價內(nèi)容和工具，豐富評價方式。作品是最重要的評價內(nèi)容之一，在信息技術(shù)的支持下，學(xué)生多樣化的作品豐富了其學(xué)習(xí)效果評價的內(nèi)容和維度。同時，技術(shù)工具也催生出多種評價方式與工具，如用視頻記錄并分析學(xué)生在項目過程中的小組合作表現(xiàn)，支持在論壇、博客上調(diào)查、投票和討論學(xué)生的項目作品。諾瓦克用概念圖作為評價學(xué)生學(xué)習(xí)過程中概念發(fā)生變化的工具[8]，概念圖既可作為評價對象也可作為評價方式，評價學(xué)生在項目中的概念變化過程。王中榮提出了以電子檔案袋的方式評價學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展[9]，利用網(wǎng)絡(luò)平臺可以記錄學(xué)生的作品和過程表現(xiàn)，教師、學(xué)生和家長都可以看到，既能夠幫助學(xué)生進行自我反思和調(diào)控，也能讓家長更詳細地了解孩子在學(xué)校的表現(xiàn)。

（二）技術(shù)支持下的項目學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)中的應(yīng)用

我國新頒布的《小學(xué)科學(xué)課程標準》強調(diào)，科學(xué)課程具有開放性，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)課程的開展要以生活中的科學(xué)為邏輯起點，以科學(xué)探究為主要的學(xué)習(xí)方式，提倡引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)校、家庭、社會、大自然、網(wǎng)絡(luò)和各種媒體中的多種資源進行科學(xué)學(xué)習(xí)、加強學(xué)科整合。[10]這與項目學(xué)習(xí)以解決真實問題為中心、以學(xué)習(xí)者為中心、整合各種資源、強調(diào)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的特點高度吻合。運用項目學(xué)習(xí)開展小學(xué)科學(xué)課程的具體過程如下：

1.選擇項目，設(shè)計驅(qū)動問題和導(dǎo)入情境

生活中處處皆有科學(xué)，尤其小學(xué)階段倡導(dǎo)以生活中的科學(xué)為邏輯起點，所以在項目主題確定、情境設(shè)計和驅(qū)動問題的設(shè)置方面，最好同時能把學(xué)生的真實生活和學(xué)科知識緊密聯(lián)系起來，如“星球探索”項目，學(xué)生小組分工查找資料，學(xué)習(xí)關(guān)于地球、月球、太陽、日食、月食、太陽系的相關(guān)知識，最后充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，利用視頻或者PPT向同學(xué)們介紹，在刺激學(xué)生感官、激起學(xué)生好奇心的同時，提高他們對學(xué)習(xí)的興趣和熱情。

2.分組，制訂計劃和小組分工

教師在科學(xué)常態(tài)教學(xué)中滲透計劃和分工的合作理念，在項目學(xué)習(xí)伊始講述清楚項目的目標、任務(wù)和評價標準，在學(xué)生制訂計劃時給予全方位的指導(dǎo)，并隨時跟蹤學(xué)生的進展，進行及時的幫助。信息技術(shù)的各種優(yōu)勢能夠簡化和促進教學(xué)、管理工作，為教師更好地發(fā)揮指導(dǎo)性作用提供了支持。作為項目的主體，在信息技術(shù)的幫助下，小組成員在隨時隨地獲取、加工和創(chuàng)造性地處理信息的同時,成員間的交流也是暢通無阻的,以往只能面對面定時、定點交流的問題也基本能避免，成員間的合作變得更為順利。

3.活動探究

科學(xué)領(lǐng)域的知識是伴隨科學(xué)家的觀察和探究而來的，教師教學(xué)時應(yīng)關(guān)注對知識的解釋和傳播，在項目學(xué)習(xí)活動的設(shè)計時著重關(guān)注活動探究部分，將有助于促進學(xué)生對知識的理解和運用。這個環(huán)節(jié)中信息技術(shù)可以幫助學(xué)生獲取信息并進行加工和處理，尤其是在遇到問題時，學(xué)生可以在主動收集和處理資料的過程中，積極建構(gòu)知識并鍛煉各方面能力。此外，信息技術(shù)可以支持多種學(xué)習(xí)方式，提供認知工具，如游戲、思維導(dǎo)圖、3D建模等，不僅可以豐富教學(xué)活動，幫助學(xué)生接受并理解抽象的知識，還可以實現(xiàn)師生間的自由互動，增加了學(xué)習(xí)的趣味，促進了深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

4.制作作品和成果展示

科學(xué)世界是絢爛的、廣闊的、深邃的。依托內(nèi)容，師生可以設(shè)計和開發(fā)出不計其數(shù)的作品。依據(jù)項目的主題，科學(xué)學(xué)科的作品也能做一歸類，并用不同的形式體現(xiàn)，比如小報、海報、模型、視頻、調(diào)查報告等，且不同的展示形式還可以設(shè)置不同獎勵。技術(shù)支持下，學(xué)生的作品形式將更加豐富，可以依托展板、液晶電視、網(wǎng)絡(luò)社交平臺等工具，向家長和班里同學(xué)甚至于其他班、校學(xué)生展示，解決以往只能做出單一形式作品、只能向部分觀眾展示的問題。

5.活動評價

科學(xué)學(xué)科項目學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，主要選取過程性評價的評價方式，一般采用學(xué)生自評、小組內(nèi)互評和組間評價。因為我國學(xué)校的特點是除教師和學(xué)生外，其他人員進校難，然而技術(shù)的支持卻能夠豐富評價形式，如利用視頻、網(wǎng)絡(luò)平臺等媒介的幫助，獲取外界人士評價，通過觀點碰撞，拓展和豐富評價內(nèi)容。

6.反思交流

教師抓“學(xué)習(xí)反思”，能夠給項目學(xué)習(xí)的設(shè)計提供有效的反饋信息。以探究實驗為例，教師要反思個人是如何進行概念、原理、過程的引導(dǎo)和傳遞，是否給了學(xué)生足夠的時間和空間去設(shè)計實驗和改進實驗等重要教學(xué)細節(jié)方面的引導(dǎo)。利用信息技術(shù)不僅可以打破反思交流時間和地點的局限，還可以幫助教師將反思活動進行得更加細致、更有針對性，比如利用錄音、視頻、電子庫存等進行的課堂實錄，逐一調(diào)取知識細節(jié)，這就有效規(guī)避了以往反思交流只能依靠記憶和少量記錄進行，導(dǎo)致教學(xué)產(chǎn)生一些忽略某些環(huán)節(jié)和程序步驟的問題。

三、案例分析

基于上述教學(xué)流程，本文選擇了教育科學(xué)出版社六年級上冊第二單元“形狀與結(jié)構(gòu)”和教育科學(xué)出版社三年級上冊第一單元“植物”兩部分教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)實踐中設(shè)計的“橋梁大師養(yǎng)成記”和“制作植物圖冊”兩個項目案例做一分享，具體過程如下：

1.選擇項目，設(shè)計驅(qū)動問題和導(dǎo)入情境

信息技術(shù)可以在這個環(huán)節(jié)通過圖片、音頻、視頻共現(xiàn)的立體動態(tài)教學(xué)的形式，給學(xué)生直觀的感受，幫助學(xué)生獲取更好的學(xué)習(xí)體驗。在“橋梁大師養(yǎng)成記”項目中，教師采用視頻和圖片的形式呈現(xiàn)橋梁事故發(fā)生時的情景，給學(xué)生營造巨大的視覺沖擊和深刻的情感體驗，讓學(xué)生從內(nèi)心深處產(chǎn)生設(shè)計橋梁時要增加其承重能力的想法。使用信息技術(shù)呈現(xiàn)問題情境所產(chǎn)生的效果比教師用語言和文字有效很多，能達到事半功倍的效果?！爸谱髦参飯D冊”項目時，教師播放了兩段視頻，一段是“植物生命脈動”——記錄植物由種子至開花的全過程，另一段是“葉之律”——用葉子做的動畫。兩個視頻一個生動形象，一個有趣別致，學(xué)生觀看時都興致滿滿，神采飛揚，教師公布項目主題后學(xué)生們都摩拳擦掌，躍躍欲試。這充分說明利用多媒體技術(shù)在吸引學(xué)生的注意力和提高學(xué)生探究興趣方面有很好的效果。

2.分組，制訂計劃和小組分工

“橋梁大師養(yǎng)成記”項目時，團隊利用思維導(dǎo)圖記錄小組計劃和人員分工，利用印象筆記進行隨時隨地的信息記錄和梳理，利用微信、郵件、論壇來進行實時的交流，以及利用科研在線團隊合作文檔庫平臺分享團隊的文檔來了解團隊計劃的最新動態(tài)?！爸谱髦参飯D冊”項目時，同樣采用這幾種工具協(xié)助進行項目學(xué)習(xí)。

3.活動探究

利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索橋梁的資料，了解了趙州橋、南京長江大橋及美國的舊金山金門大橋等橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及其優(yōu)勢，利用思維導(dǎo)圖梳理知識點并做好記錄。在學(xué)習(xí)橋梁的四種結(jié)構(gòu)時，利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式進行，學(xué)生課后先觀看微視頻，在論壇和在線合作文檔庫平臺上做出學(xué)習(xí)反饋，利用課堂的時間在教師指導(dǎo)下進行更深層次知識的內(nèi)化和實驗的設(shè)計與操作。教師還分享了一個橋梁搭建的游戲——Bridge Constructor（橋梁建設(shè)者），利用基于游戲的學(xué)習(xí)方式讓學(xué)生親身體會橋梁的搭建以及搭建過程中注意的結(jié)構(gòu)、用料等事項。在進行“制作植物圖冊”項目時，要求每位學(xué)生在平臺上總結(jié)每日項目的進展和個人收獲，在這個過程中每個人的輸出可見，可以有效避免小組合作中部分成員搭便車的現(xiàn)象。

4.制作作品和成果展示

信息技術(shù)的應(yīng)用可以讓學(xué)生作品種類多樣化，不只是傳統(tǒng)的手工作品，還可以是研究報告、海報、視頻、圖片、表格、PPT等形式，幫助學(xué)生展示學(xué)習(xí)內(nèi)容。在“橋梁大師養(yǎng)成記”項目中，學(xué)生最終的作品是制作簡易橋梁，并通過PPT來給其他同學(xué)和家長介紹橋梁的材料、結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢。在“制作植物圖冊”項目時我們要求學(xué)生根據(jù)自己分析的葉子制作一本電子植物圖冊，要求用電子書制作軟件（如sigil）進行制作，技術(shù)豐富了作品形式及其展示形式。

圖1 學(xué)生作品：橋梁介紹PPT和植物圖冊

5.活動評價

在“橋梁大師養(yǎng)成記”和“制作植物圖冊”兩個項目中，均可采用概念圖作為評價工具，既能讓教師監(jiān)督學(xué)生的進度，又能幫助教師了解學(xué)生的思維過程，從而對學(xué)生的知識理解進行有效評價。如在進行“橋梁大師養(yǎng)成記”教學(xué)內(nèi)容時，學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)的了解是有前概念的，但并不能夠準確區(qū)分它有哪些結(jié)構(gòu)以及各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢、特點和原理，依據(jù)教學(xué)目標，該部分內(nèi)容要求學(xué)生認識各種橋梁結(jié)構(gòu)并針對其特點進行加深理解，鑒于此，教師在進行教學(xué)實踐時采用了概念圖作為評價工具，高效地評價了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的概念變化情況。

圖2 橋梁結(jié)構(gòu)概念圖

6.反思交流

在進行“橋梁大師養(yǎng)成記”和“制作植物圖冊”兩個項目時師生均采用了微信群的交流形式，對教學(xué)過程中學(xué)生遇到的困難、收獲、教師的教學(xué)設(shè)計等進行了熱烈的討論，如學(xué)生向教師反映他們的組員課后不積極完成項目任務(wù)拖延小組進度，教師了解該問題后對這些組員進行了及時回訪并快速調(diào)整策略，之后對全班的課后任務(wù)進行更頻繁的監(jiān)督。

四、結(jié)語

總而言之，不論是過去還是現(xiàn)在，無論學(xué)習(xí)形式和方法如何改變，學(xué)校教育的終極目的都是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。在項目學(xué)習(xí)中，每段進程我們都采用了信息技術(shù)（如印象筆記、有道云協(xié)作、Photoshop、概念圖等多種信息技術(shù)工具和軟件平臺）支持教師和學(xué)生的選擇，最終取得了良好的效果。尋找工具幫助教師和學(xué)生更好地進行PBL學(xué)習(xí)，并非是想用信息技術(shù)來替代教師。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，項目化學(xué)習(xí)也將乘著高速前進的列車向前發(fā)展，我們希望可以利用PBL培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣，讓世界聽到他們的聲音，也希望利用PBL來促進全社會創(chuàng)新。當(dāng)然這也對教師提出了更高的要求，不僅僅要求掌握學(xué)科教學(xué)法知識，更要學(xué)習(xí)并掌握新興技術(shù)，全面提升TPACK的應(yīng)用能力。

[1][3]黃明燕,趙建華.項目學(xué)習(xí)研究綜述——基于與學(xué)科教學(xué)融合的視角[J].遠程教育雜志,2014，(2)：90-98.

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（責(zé)任編輯 孫志莉）

Application of

Information Technology Supported Project-Based Learning in Elementary School Science Teaching

WU Xinxin1,DONG Yan2
（1.Yuxiang Primary School, West District of Beijing,Beijing,China 100088;
2.Faculty of Education,Beijing Normal University,Haidian,Beijing,China 100875）

This study first introduces the general overview of project-based learning (PBL).Then from a theoretical perspective it discusses the supportive impact of information technology on PBL.In addition,it explains how to implement PBL in the technology supported primary school science teaching.Two projects,"Becoming a Bridge Master" and "Making a Plants Photo Album",were used as examples to analyze the specific implementation process of the information technology supported PBL learning. By doing so students’learning interest, habit and ability will be cultivated,and ultimately primary school students’scientific literacy will be enhanced.

project-based learning;information technology;science teaching;elementary school

G4

A

2096-0069（2017）01-0050-05

2016-11-26

全國教育技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃2014年度重點課題“教師TPACK知識：內(nèi)涵、影響因素及提升策略研究”（146222206）

武欣欣（1992— ），女，河北邯鄲人，北京市西城區(qū)育翔小學(xué)科學(xué)教師，研究方向為小學(xué)科學(xué)教育；董艷（1973— ），女，河南溫縣人，北京師范大學(xué)教育學(xué)部教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用、TPACK&21世紀學(xué)習(xí)、項目教學(xué)法。