混合式項目學(xué)習(xí)在科技創(chuàng)新中的實踐

趙茜

項目圍繞北京缺水這一驅(qū)動性問題，以小水滴游京城為主線，以STSE理念為指導(dǎo)，將線上微課和線下水資源探究相結(jié)合，采用OMO項目式學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決現(xiàn)實問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生從認(rèn)識自然水出發(fā)，跟蹤水足跡，探尋水與人類生活的關(guān)系。首先通過自主選學(xué)微課，引導(dǎo)學(xué)生對身邊的水資源進(jìn)行探究，然后普及水足跡的概念和實際意義，最后展示小水滴游京城的學(xué)習(xí)成果。

項目規(guī)劃

水與學(xué)生的日常生活密不可分，學(xué)生認(rèn)識了水的三態(tài)變化、水的溶解性、水循環(huán)過程，初步認(rèn)識到人與自然相互影響、相互依存的關(guān)系。項目通過對學(xué)生身邊水環(huán)境資源的探究，理解水足跡概念，找到降低水足跡的方法。節(jié)水、護(hù)水意識和習(xí)慣的養(yǎng)成不可量化，引入探究活動和水足跡計算比較，將抽象變?yōu)榫呦?，突破難點。

項目導(dǎo)引

通過教師講解和觀看視頻，學(xué)生了解人類活動對水循環(huán)的影響及需要完成的任務(wù)。將水放置于科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之中，引導(dǎo)學(xué)生從生態(tài)系統(tǒng)多樣性角度關(guān)注水域生態(tài)，體會水環(huán)境的重要意義，鼓勵學(xué)生關(guān)注全球性和我國地方性水環(huán)境問題，關(guān)注水污染防治、水環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，參與決策，樹立生態(tài)文明意識。

項目開展

任務(wù)1

問題驅(qū)動，明確核心問題：如何解決北京缺水問題。學(xué)生完成任務(wù)前測，通過問卷了解學(xué)生對水資源及水足跡的認(rèn)識現(xiàn)狀，了解學(xué)生科學(xué)探究的態(tài)度及對水環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知水平。

任務(wù)2

通過菜單式自主選學(xué)微課，為學(xué)生呈現(xiàn)生活中的水、大運河的水、南水北調(diào)的水和什剎海的水，學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過微課和學(xué)習(xí)單，翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生自主了解身邊的水資源現(xiàn)狀并完成探究實驗和任務(wù)。以繪制思維導(dǎo)圖、設(shè)計節(jié)水海報、完成水資源調(diào)查報告、設(shè)計制作簡易凈水裝置、設(shè)計制作船閘模型等形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。

任務(wù)3

通過認(rèn)識水足跡，記錄、計算、比較水足跡，學(xué)習(xí)水足跡的概念和現(xiàn)實意義，找出減少水足跡的方法。通過完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生小組協(xié)作、自主學(xué)習(xí)、展示交流的能力。

通過考察探究、觀測記錄、數(shù)據(jù)計算等實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生迭代優(yōu)化、信息收集評價、圖形數(shù)據(jù)表達(dá)的大數(shù)據(jù)思維和設(shè)計思維。

成果交流

利用智慧教育手段展示分享學(xué)習(xí)成果，突破時間空間限制，讓不同地域?qū)W習(xí)不同水主題的學(xué)生能互動交流。結(jié)合學(xué)習(xí)成果，提出水資源保護(hù)建議和措施。呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)成果有“一日水足跡”的計算，有各種探究任務(wù)的完成情況，如家庭節(jié)水思維導(dǎo)圖、凈水裝置、調(diào)查方案、水質(zhì)監(jiān)測、逆流而上水閘裝置等。

后測及評價

對項目作品進(jìn)行反思并根據(jù)組間、組內(nèi)意見對作品進(jìn)行迭代，不斷優(yōu)化作品。完成后測及訪談，檢測學(xué)生收獲及感受，包括科學(xué)態(tài)度的變化，節(jié)水、護(hù)水意識的提升情況，確保目標(biāo)達(dá)成。

項目特色

跨學(xué)科學(xué)習(xí)，培養(yǎng)現(xiàn)實問題解決能力

水環(huán)境科學(xué)是一門綜合類交叉學(xué)科，各學(xué)科課標(biāo)對水的內(nèi)容側(cè)重有所不同：科學(xué)課上學(xué)生了解到水是人類生存最重要的物質(zhì)之一，保護(hù)水資源、防止水土流失具有極為重要的社會意義；地理學(xué)科學(xué)習(xí)水的循環(huán)與分布；生物學(xué)科側(cè)重于講解水與生命的關(guān)系；化學(xué)強(qiáng)調(diào)水的溶解度與懸濁液；物理學(xué)科關(guān)注水的壓強(qiáng)與浮力[1]。而解決北京缺水問題則是一個跨學(xué)科的綜合性課題，是學(xué)科融合的項目式研究性學(xué)習(xí)與探究，包含了科學(xué)、藝術(shù)、設(shè)計、工程、歷史、地理等學(xué)科知識，體現(xiàn)了對學(xué)生綜合實踐、科學(xué)素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)、工程思維及項目管理能力的培養(yǎng)和發(fā)展。

采用OMO模式開展STSE教育

項目從學(xué)生日常生活中最為常見的水入手，密切聯(lián)系學(xué)生個體生活、社會生活和大自然，讓學(xué)生對探究主題產(chǎn)生親切感，從缺水問題生發(fā)出研究任務(wù)和活動，極具現(xiàn)實意義。采用線上線下融合的方式，以線下參觀調(diào)查探究、線上設(shè)計交流等多元化形式開展混合式項目學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境相結(jié)合，了解自然中水的過程、社會中水的過程[2]。

面向未來，迭代優(yōu)化培養(yǎng)工程設(shè)計思維

工程設(shè)計思維的培養(yǎng)是以學(xué)生發(fā)展為本的教育教學(xué)變革，傳遞著一種無論遇到多大困難都可以找到解決方案的堅定信念，符合未來教育發(fā)展的方向[3]。同時，工程設(shè)計思維鼓勵學(xué)習(xí)者接受失敗，從失敗中學(xué)習(xí)，通過不斷的改進(jìn)、迭代，體會工程的嚴(yán)謹(jǐn)性，最終完成任務(wù)、實現(xiàn)目標(biāo)。以設(shè)計制作為任務(wù)驅(qū)動，將復(fù)雜問題逐步分解，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。

使用建議

本項目主要針對具有科學(xué)探究基礎(chǔ)和對水有初步了解的小學(xué)高年級和初中學(xué)生設(shè)計開發(fā)。在使用過程中，可以針對不同學(xué)生設(shè)定不同的項目目標(biāo)。項目強(qiáng)調(diào)通過線下探究活動、線上資源平臺及知識圖譜評價相結(jié)合，幫助學(xué)生在科技創(chuàng)新體驗和實踐中提高問題解決能力。