基于概念建構(gòu)的學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)策略

江蘇睢寧縣王集中心小學(xué)（221200） 李松葉

當(dāng)下，學(xué)校項(xiàng)目化學(xué)習(xí)逐漸從超學(xué)科拓展項(xiàng)目化、跨學(xué)科綜合項(xiàng)目化回歸基礎(chǔ)學(xué)科項(xiàng)目化。但是，不少教師認(rèn)為學(xué)科項(xiàng)目化是系統(tǒng)建構(gòu)學(xué)科大概念的學(xué)習(xí)，它適用于單元知識(shí)網(wǎng)的建構(gòu)。如果在單課時(shí)的教學(xué)中針對(duì)科學(xué)概念運(yùn)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且大材小用。然而，任何概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)，都應(yīng)該是本質(zhì)概念的再建構(gòu)過(guò)程，是訓(xùn)練學(xué)生思維在情境遷移中靈活轉(zhuǎn)換的過(guò)程。因此，在課堂教學(xué)中開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是必要的，也是可行的。

課堂項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)包括四個(gè)環(huán)節(jié)：確定核心概念—預(yù)設(shè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)成果—提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題—設(shè)計(jì)認(rèn)知程序。其中，認(rèn)知程序就是課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程，也包括四個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，認(rèn)識(shí)核心概念—結(jié)合生活情境驗(yàn)證核心概念—利用驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，探究核心概念—解決實(shí)際問(wèn)題，應(yīng)用核心概念。

下面，通過(guò)幾個(gè)教學(xué)案例，具體談?wù)勅绾卧谡n堂教學(xué)中針對(duì)核心概念知識(shí)開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。

一、確定核心概念

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)不是從項(xiàng)目或活動(dòng)開(kāi)始的，而是要尋找與這個(gè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)相關(guān)的概念及知識(shí)和技能（包括學(xué)科以外的知識(shí)與技能）。因此，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將概念及其子概念、具體的事實(shí)性知識(shí)、程序性知識(shí)建立聯(lián)系，這種聯(lián)系將直接決定項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

（一）單概念轉(zhuǎn)化

單概念轉(zhuǎn)化，指在基礎(chǔ)學(xué)科教材中針對(duì)每一課的單一概念進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。在尋找核心概念的過(guò)程中必須明確學(xué)科知識(shí)、技能目標(biāo)，結(jié)合科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的概念分級(jí)體系，確定核心概念。

下面，以教科版小學(xué)科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)第三單元《運(yùn)動(dòng)和力》的第2 課《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》的教學(xué)為例。依據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的概念體系和教材單元、課時(shí)目標(biāo)要求，確定課時(shí)探究的核心概念是反沖力；明確課時(shí)目標(biāo)是讓學(xué)生在情境中認(rèn)識(shí)反沖力的特征，驗(yàn)證反沖力的規(guī)律，利用反沖力的原理解決實(shí)際問(wèn)題，在思維訓(xùn)練過(guò)程中建構(gòu)反沖力的科學(xué)概念。

（二）雙概念優(yōu)化

雙概念優(yōu)化，指項(xiàng)目化學(xué)習(xí)可以利用自身整合的優(yōu)勢(shì)，將多個(gè)課時(shí)的信息內(nèi)容進(jìn)行整合，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)。

下面，以教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)第三單元《計(jì)量時(shí)間》的第4課《機(jī)械擺鐘》、第5課《擺的快慢》、第6 課《制作鐘擺》的教學(xué)為例，談?wù)勅绾螒?yīng)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，完成單課時(shí)的雙概念優(yōu)化設(shè)計(jì)。依據(jù)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的概念體系和教材單元目標(biāo)、課時(shí)目標(biāo)要求，上述三課的概念目標(biāo)有兩個(gè)：（1）單擺具有等時(shí)性；（2）擺的快慢與擺長(zhǎng)有關(guān)，擺越長(zhǎng)，擺動(dòng)越慢。在這兩個(gè)概念目標(biāo)中，前者是單元總目標(biāo)“物體有規(guī)律運(yùn)動(dòng)可以計(jì)時(shí)”的一部分，后者是探究擺的要點(diǎn)。因此，教師可利用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)整合的優(yōu)勢(shì)將這三課內(nèi)容合并探究，且探究的重點(diǎn)可落在影響擺動(dòng)快慢的因素上。

（三）多概念重組

多概念重組，指在基礎(chǔ)學(xué)科教材單元綜合訓(xùn)練課（一般為單元的最后一課）中，通過(guò)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)單元知識(shí)，進(jìn)行綜合拓展訓(xùn)練。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)一般采取發(fā)散式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成單元系列，由中心概念到子概念進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。在進(jìn)行單元知識(shí)概念復(fù)習(xí)或中心概念拓展應(yīng)用訓(xùn)練時(shí)，也可以采取集中式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)整合的優(yōu)勢(shì)，將單元知識(shí)概念進(jìn)行再建構(gòu)。

下面，以教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)第三單元第7 課《計(jì)量時(shí)間和我們的生活》的教學(xué)為例，先看看單元核心概念和每課的概念目標(biāo)要求。如下表：

單元核心概念一些能規(guī)律運(yùn)動(dòng)的裝置可以用來(lái)計(jì)量時(shí)間分課時(shí)時(shí)間在流逝用水計(jì)量時(shí)間我們的水鐘機(jī)械擺鐘擺的快慢制作鐘擺計(jì)量時(shí)間和我們的生活概念目標(biāo)要求（1）陽(yáng)光下物體影子有規(guī)律變化，可以計(jì)時(shí)（2）香、蠟燭的燃燒速度有規(guī)律，可以計(jì)時(shí)水能以穩(wěn)定的速度往下流，可以制作水鐘同上單擺具有等時(shí)性（1）單擺具有等時(shí)性（2）擺長(zhǎng)影響擺的擺動(dòng)快慢同上（1）說(shuō)說(shuō)計(jì)時(shí)工具設(shè)計(jì)運(yùn)用了物體運(yùn)動(dòng)的什么規(guī)律（2）說(shuō)說(shuō)計(jì)時(shí)的工具

以上目標(biāo)概念都指向一個(gè)核心概念：計(jì)時(shí)工具的等時(shí)性。因此，在《計(jì)量時(shí)間和我們的生活》項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，教師首先可以采取單元集中式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)整合的優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生從多概念中歸納出共性，尋找核心概念的等時(shí)性（有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的裝置可以用來(lái)計(jì)量時(shí)間），然后圍繞等時(shí)性，引導(dǎo)學(xué)生回到生活中進(jìn)行應(yīng)用探究，從而達(dá)到建構(gòu)知識(shí)、訓(xùn)練思維的教學(xué)目標(biāo)。

二、預(yù)設(shè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)成果

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)一般以成果為目標(biāo)激勵(lì)學(xué)生探究。也就是說(shuō)，教師在上課之前要讓學(xué)生胸有成竹，課上引導(dǎo)學(xué)生把“胸中的竹子”完美展現(xiàn)出來(lái)。

上述《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》一課圍繞反沖力預(yù)設(shè)了所要達(dá)成的三項(xiàng)成果，如下表：

成果形式完善的實(shí)驗(yàn)方案完美的氣球小車可行的問(wèn)題策略評(píng)價(jià)要求能小組合作設(shè)計(jì)“探究影響氣球小車運(yùn)動(dòng)距離因素”的方案能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論改裝氣球小車，并能在比賽中取得好成績(jī)能根據(jù)所學(xué)知識(shí)提出策略，解決“讓氣球乖乖地飛到指定位置”的問(wèn)題備注交流方案測(cè)距比賽圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

又如，教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)下冊(cè)第三單元《時(shí)間的測(cè)量》的第6 課《擺的探究》，預(yù)設(shè)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)成果有三個(gè)：一是小組制作一個(gè)單擺；二是小組設(shè)計(jì)探究影響擺的擺動(dòng)快慢因素的方案；三是小組制作一個(gè)擺鐘，要求1分鐘擺動(dòng)60次。

三、提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的突破口是設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，也叫挑戰(zhàn)性問(wèn)題。首先，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境。真實(shí)的問(wèn)題情境可以是生活中的現(xiàn)實(shí)，也可以是模擬的生活情境。在真實(shí)的問(wèn)題情境中，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)和技能是真實(shí)的，運(yùn)用的思維方式是真實(shí)的，解決問(wèn)題的思路是可以遷移的。其次，設(shè)計(jì)具體的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題既指向本質(zhì)性問(wèn)題，又指向?qū)W生的生活情境；既具有探索性，又具有趣味性、挑戰(zhàn)性。學(xué)生通過(guò)解決驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的建構(gòu)、素養(yǎng)的提升。

進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題是教師、學(xué)生、教材聯(lián)系的中樞，是探究核心概念的切入口。問(wèn)題因情境而生，情境依問(wèn)題而存。因此，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境是提出問(wèn)題的關(guān)鍵。上述《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》一課的核心概念是反沖力，教師以游戲和魔術(shù)創(chuàng)設(shè)情境。如小游戲“讓氣球入座”：將氣球吹大后瞄準(zhǔn)座位放飛，氣球像孫大圣一樣，翻著跟斗飛走了。學(xué)生瞄準(zhǔn)時(shí)就已經(jīng)在猜測(cè)氣球向什么方向噴氣，會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)。又如，小魔術(shù)“降伏孫大圣”：將氣球吹大后在掌心放飛，結(jié)果氣球怎么也飛不出手掌心。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生能感受到氣球噴氣時(shí)對(duì)手掌的推力。然后教師提出第一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：“氣球沒(méi)有翅膀，怎么能飛起來(lái)呢？”學(xué)生根據(jù)自己的觀察和體驗(yàn)，在思考這一問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)反沖力有了初步的認(rèn)識(shí)。

在驗(yàn)證氣球可以驅(qū)動(dòng)小車向不同的方向運(yùn)動(dòng)這一環(huán)節(jié)，教師先給學(xué)生設(shè)置小氣球、小噴氣口、車身重量等條件。學(xué)生發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)的速度慢，距離短。此時(shí)，教師順勢(shì)提出第二個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：“怎樣才能讓小車運(yùn)動(dòng)的距離更長(zhǎng)些呢？”學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)迫不及待地提出解決的辦法，然后分組選取一個(gè)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。于是，學(xué)生順利突破難點(diǎn)，完成課程探究任務(wù)。接下來(lái)，教師組織學(xué)生開(kāi)展小車改裝比賽，并提出第三個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：“‘學(xué)科學(xué)，用科學(xué)?！敲矗鯓硬拍茏寶馇蚬怨缘鼗氐阶簧夏?？”學(xué)生又回到游戲情境中，利用反沖力的原理解決實(shí)際問(wèn)題。

在上述《擺的探究》一課的教學(xué)中，教師主要通過(guò)創(chuàng)設(shè)故事情境，提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。

1.故事導(dǎo)入，提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題

師：在17 歲那年，意大利科學(xué)家伽利略在教堂看到懸在天花板上的吊燈隨風(fēng)晃動(dòng)，就好奇地?cái)?shù)著吊燈擺動(dòng)的次數(shù)，發(fā)現(xiàn)它很有規(guī)律。于是，伽利略深入思索：“吊燈在一定時(shí)間里擺動(dòng)的次數(shù)是固定的嗎？其他懸掛的物體在同一時(shí)間擺動(dòng)的次數(shù)都和吊燈一樣嗎？為什么呢？”

2.制作單擺，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

（學(xué)生分組根據(jù)提供的材料模擬吊燈，制作單擺，驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題）

（1）每個(gè)單擺測(cè)試三次，看擺動(dòng)的次數(shù)是否相同

（2）小組交流，看各小組單擺的擺動(dòng)次數(shù)是否一致

（驗(yàn)證結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：每個(gè)單擺的擺動(dòng)次數(shù)是固定的，但不同的單擺的擺動(dòng)次數(shù)不同）

3.提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案

師：各小組的單擺的擺動(dòng)次數(shù)為什么不同呢？影響單擺擺動(dòng)快慢的因素是什么呢？

（教師引導(dǎo)學(xué)生從擺的長(zhǎng)短、擺錘的重量、擺的幅度三個(gè)因素中，選擇一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案）

4.再入故事，制作擺鐘

（1）故事驅(qū)動(dòng)，布置任務(wù)

師：伽利略被譽(yù)為“近代物理學(xué)之父”和“鐘表之父”，他發(fā)現(xiàn)單擺等時(shí)性的規(guī)律是制作擺鐘的基礎(chǔ)，但遺憾的是在擺鐘發(fā)明之前，伽利略逝世了。今天，咱們要完成偉人未竟的事業(yè)，制作出1 分鐘擺動(dòng)60次的擺鐘，你們有信心嗎？

（2）概念應(yīng)用，制作擺鐘

（3）競(jìng)賽測(cè)試，檢測(cè)效果

四、設(shè)計(jì)認(rèn)知程序

依據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，可將《用氣球驅(qū)動(dòng)小車》一課的教學(xué)分為四個(gè)程序。如下：

1.情境導(dǎo)入，感知核心概念

（1）小游戲：讓氣球就座

（2）小魔術(shù)：降伏孫大圣

（3）小視頻：觀看“鉆天雷”“水上噴射器”“火箭發(fā)射”的視頻（感受物體噴火、噴水、噴氣飛行的場(chǎng)面）

2.觀察實(shí)踐，驗(yàn)證核心概念

驅(qū)動(dòng)小車向不同方向運(yùn)動(dòng)：驗(yàn)證反沖力的方向與氣球噴氣方向相反的原理。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究核心概念

探究影響小車運(yùn)動(dòng)距離的因素。

4.解決問(wèn)題，應(yīng)用核心概念

（1）小車改裝驅(qū)動(dòng)比賽（重點(diǎn)解決車身輕重、噴氣量多少、噴氣口大小三個(gè)問(wèn)題）

（2）解決游戲中的問(wèn)題（重點(diǎn)解決固定氣球噴氣方向的問(wèn)題）

學(xué)生在游戲或故事情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，認(rèn)識(shí)概念，再回到游戲或故事的情境中驗(yàn)證概念、解決問(wèn)題，有效地進(jìn)行能力遷移，使核心素養(yǎng)在潛移默化中得到提升。

總之，在科學(xué)教學(xué)中引入項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，既能滿足課程拓展的需求，又可以確保學(xué)生的主體地位，努力改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。