在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

◇薛霞月 王琳惠（福建：福安市城陽(yáng)中心小學(xué)）

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)概念

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL：project based learning）是一種動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)，是一種基于真實(shí)情境的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)和研究活動(dòng)，項(xiàng)目要以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心。學(xué)生通過(guò)合作式參與問(wèn)題解決過(guò)程，動(dòng)手動(dòng)腦，深化對(duì)特定學(xué)科領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)深度思考，培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，是STEM教學(xué)模式下常見(jiàn)的方法，這幾年在國(guó)內(nèi)教學(xué)實(shí)踐中比較流行。國(guó)外發(fā)展比較早，大約在20世紀(jì)80年代初，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)已經(jīng)成為教育實(shí)踐的一部分。美國(guó)、英國(guó)在基礎(chǔ)教育和職業(yè)教育實(shí)踐中，廣泛應(yīng)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

根據(jù)新時(shí)代學(xué)生發(fā)展的需要，以及2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的要求，科學(xué)教學(xué)更應(yīng)該注重學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和責(zé)任態(tài)度等維度發(fā)展學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)。

二、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的價(jià)值

（一）創(chuàng)新教學(xué)方法

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)而言，弱化了單一的科學(xué)知識(shí)傳授，側(cè)重科學(xué)思維、探究實(shí)踐和責(zé)任態(tài)度維度的培養(yǎng)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更注重動(dòng)手實(shí)踐操作，解決實(shí)際問(wèn)題。因此，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的良好補(bǔ)充。

（二）促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

1.提高學(xué)生辨析能力

學(xué)生生活在信息時(shí)代，信息的獲取比較容易，但是對(duì)信息的真?zhèn)?，沒(méi)有足夠的辨別能力。因此在科學(xué)事實(shí)方面，需要發(fā)展學(xué)生良好的判斷能力，使其學(xué)會(huì)合理質(zhì)疑，從科學(xué)思維、科學(xué)思考的角度出發(fā)，尊重客觀事實(shí)，崇尚科學(xué)研究精神，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，注重科學(xué)觀察，總結(jié)客觀規(guī)律。

以教科版六年級(jí)上冊(cè)第二單元“地球的運(yùn)動(dòng)”第2課《晝夜交替現(xiàn)象》為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課前，已經(jīng)從日常生活、互聯(lián)網(wǎng)、書(shū)籍等渠道獲取了地球自轉(zhuǎn)和其圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的部分科學(xué)知識(shí)。這節(jié)課我們需要引導(dǎo)學(xué)生成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，模擬地球和太陽(yáng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)，思考在何種假設(shè)下，可能出現(xiàn)地球上產(chǎn)生晝夜交替的現(xiàn)象，并用更多的科學(xué)事實(shí)排除不符合客觀規(guī)律的假設(shè)，得到接近真理的結(jié)論。

2.促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展

在活動(dòng)中，學(xué)生需深度思考，保持思考的獨(dú)立性。還要求學(xué)生充分發(fā)揮動(dòng)手動(dòng)腦解決問(wèn)題的能力，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

3.促進(jìn)學(xué)生合作探究能力提升

以小組合作的形式，形成學(xué)生交流討論，互相啟發(fā)，合作探究，共同發(fā)展。

三、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

現(xiàn)基于“雙減”政策，探討在科學(xué)教學(xué)中，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為手段，以實(shí)驗(yàn)探究為抓手。在課前、課中、課后，依據(jù)探究需求，成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具的改進(jìn)優(yōu)化，達(dá)到提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

（一）在問(wèn)題情境中引導(dǎo)探究學(xué)習(xí)

在課前聚焦生活經(jīng)驗(yàn)。以生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具更加合理化。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以建構(gòu)資源理論為指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題情境中開(kāi)展探究學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)師生雙邊的共同參與。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種在完成真實(shí)項(xiàng)目的過(guò)程中，讓學(xué)生遇到需要學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)技能才能解決的問(wèn)題，產(chǎn)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新技能的需求，進(jìn)而學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)、掌握技能、解決問(wèn)題，以完成項(xiàng)目，并獲得新知、培養(yǎng)能力、發(fā)展必備品質(zhì)的學(xué)習(xí)方式。

如：教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第三單元“太陽(yáng)、地球和月球”第3課《影子的秘密》，學(xué)生由觀察陽(yáng)光下物體的影子變化，感受到太陽(yáng)位置移動(dòng)太慢，無(wú)法短時(shí)直接觀察、對(duì)比影子現(xiàn)象。思考觀察影子的變化，需要制作模擬太陽(yáng)。為此，成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組進(jìn)行探討研究。通過(guò)手電筒模擬、使用日晷，探索一天之中影子的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)手電筒位置容易改變，觀察的現(xiàn)象對(duì)比的準(zhǔn)確性不足。手電筒的移動(dòng)，不像太陽(yáng)那樣沿著一定的軌道，于是產(chǎn)生制造軌道的需求。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組成員發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在生活中找到如水桶提環(huán)之類(lèi)的半圓形物體作為太陽(yáng)運(yùn)行軌道，又想辦法將手電筒固定在軌道上。再在小組實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐中，逐步發(fā)現(xiàn)用橡皮筋固定的優(yōu)勢(shì)：可以改變光源與遮擋物之間的距離、方向、角度，達(dá)到全方位觀察影子的目的。而底座用風(fēng)扇的外殼，更容易顯示影子的角度、長(zhǎng)短等。這套教具是學(xué)生在“影子的秘密”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐不斷充實(shí)完善的。這套實(shí)驗(yàn)教具滿足了觀察物體影子的所有條件，即改變光源與遮擋物之間的角度、改變光源與遮擋物之間的方向、改變光源與遮擋物之間的距離等光源變化的條件，使遮擋物的影子的呈現(xiàn)，具有一定形象性、具體性，結(jié)果對(duì)比也更明顯了。對(duì)于改變遮擋物的位置、方向及與光源之間的距離等，因手電筒（光源）有一定的固定性，更好操作。影子的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教具的改進(jìn)過(guò)程中，輕而易舉掌握內(nèi)化了。還有很多學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)之中，靈活運(yùn)用知識(shí)，改進(jìn)教具，創(chuàng)造有趣的光影生活，培養(yǎng)了學(xué)生的合作能力、創(chuàng)新精神，提升了科學(xué)素養(yǎng)。真正到了教學(xué)時(shí)，課堂就成了學(xué)生展示研究成果、闡述發(fā)現(xiàn)、匯報(bào)思路、光影世界創(chuàng)新的盛會(huì)。

（二）促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具的改進(jìn)

在課堂實(shí)驗(yàn)探究中產(chǎn)生需要。成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具的改進(jìn)優(yōu)化。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是為了解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)環(huán)境中存在的真實(shí)問(wèn)題，這就要求在真實(shí)或接近真實(shí)的現(xiàn)實(shí)情境中展開(kāi)學(xué)習(xí)。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、完成任務(wù)實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，提升科學(xué)素養(yǎng)。這不僅僅表現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，還表現(xiàn)在探索設(shè)計(jì)方案、解決問(wèn)題的過(guò)程，更體現(xiàn)在任務(wù)完成過(guò)程中的組織管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、學(xué)習(xí)資源的規(guī)劃使用等方面。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的社會(huì)問(wèn)題、現(xiàn)實(shí)問(wèn)題往往涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域。如：教科版科學(xué)六年級(jí)下冊(cè)第二單元“物質(zhì)的變化”第4課《小蘇打和白醋的變化》，在課堂上，讓學(xué)生觀察一只玻璃杯，思考：倒入三匙醋再倒入一匙小蘇打，能看到什么現(xiàn)象？蓋上一塊玻璃片，用手觸摸玻璃杯外壁，有什么感覺(jué)？小蘇打和白醋混合后，產(chǎn)生了大量氣體，是什么氣體？將燃燒的細(xì)木條伸進(jìn)玻璃杯中，能觀察到什么現(xiàn)象？這和把燃燒的細(xì)木條伸進(jìn)一個(gè)空玻璃杯里的情況一樣嗎？像倒水一樣，把玻璃杯中的氣體倒在蠟燭的火焰上，會(huì)有什么現(xiàn)象呢？這一共有4個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是相關(guān)聯(lián)的，但又是分開(kāi)的。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡、發(fā)出吱吱聲是一瞬間的；實(shí)驗(yàn)反應(yīng)吸收的熱量是微弱的，手摸玻璃杯一瞬間就沒(méi)有感覺(jué)了；細(xì)木條在兩個(gè)杯子里的情況比較度也不明顯，特別是加入小蘇打后立即蓋上玻璃片，直接影響新產(chǎn)生氣體的收集，還無(wú)法將過(guò)程直觀顯現(xiàn)。為此，學(xué)生成立改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，討論以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何更好地呈現(xiàn)。還可以觀看微視頻，這套實(shí)驗(yàn)器材在《小蘇打和白醋的變化》中的展示，特別是數(shù)顯溫度計(jì)在溫度變化量化呈現(xiàn)以及輸液管開(kāi)關(guān)對(duì)于新產(chǎn)生氣體的控制。但學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參與度與參與性不夠強(qiáng)，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性、主觀能動(dòng)性不夠，加入的小蘇打量變化控制也體現(xiàn)不出。通過(guò)成立“小蘇打和白醋的變化實(shí)驗(yàn)教具優(yōu)化”項(xiàng)目小組，討論、實(shí)驗(yàn)，對(duì)比氣球、橡膠手套，發(fā)現(xiàn)橡膠手套更好用，可以更好地控制小蘇打的量，玻璃杯的口也好封住，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體通過(guò)一個(gè)個(gè)手指套的立起，發(fā)現(xiàn)有新氣體的產(chǎn)生。溫度的變化可以通過(guò)溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)后溫度的對(duì)比，做到讓科學(xué)數(shù)據(jù)說(shuō)話。新產(chǎn)生的氣體不支持燃燒，比較重等，可通過(guò)將新產(chǎn)生的氣體打開(kāi)封口，讓其緩緩流入盒內(nèi)，從高低不同燃燒蠟燭變化的情況知道新氣體不支持燃燒，比較重。還可用泡泡機(jī)打出泡泡，觀察其落下位置，感受新產(chǎn)生氣體比較重的性質(zhì)。關(guān)鍵這些實(shí)驗(yàn)器材在日常生活中都可以看到、拿到，能更好地將實(shí)驗(yàn)生活化，將生活物品結(jié)合到實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)落地生根。

（三）提高學(xué)生實(shí)踐能力

在課后拓展時(shí)，以興趣延伸，成立項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，提高學(xué)生實(shí)踐能力。

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在教學(xué)建議的“學(xué)科關(guān)聯(lián)建議”中，明確提出“倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，指出以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，問(wèn)題解決為導(dǎo)向的課程組織方式”，即STEM式教學(xué)模式，以利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新課標(biāo)的這一建議，為科學(xué)教師教育觀念注入新的源泉，指明了科學(xué)課堂發(fā)展的新方向。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是為了解決實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。這就要求學(xué)生在有問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)中，去觀察、發(fā)現(xiàn)、探索，設(shè)計(jì)方案，解決問(wèn)題，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，更促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)中，組織管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、資源的規(guī)模使用能力的提升?？傊?，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域，能促進(jìn)學(xué)生個(gè)體多方面提升。如：教科版六年級(jí)上冊(cè)第三單元“能量”第3課《電和磁》，學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)，通電的導(dǎo)線具有磁性，磁極間又有同性相斥、異性相吸的原理。能否利用這個(gè)原理，設(shè)計(jì)有趣的實(shí)驗(yàn)教具呢？學(xué)生成立了“電和磁神奇現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組，通過(guò)百度視頻觀看電與磁的魔力實(shí)驗(yàn)，思考魔力現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，動(dòng)手實(shí)踐，調(diào)整操作，體會(huì)成功的樂(lè)趣。

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性體現(xiàn)在，它是完善科學(xué)認(rèn)知的重要手段。課程標(biāo)準(zhǔn)指出，“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式”，要“使學(xué)生像科學(xué)家那樣在進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)的樂(lè)趣，領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)”?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)的主要內(nèi)容之一。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生主體與物質(zhì)世界客體合為一體。實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，意味著興趣、欲望、期盼、期待，同時(shí)也意味著滿足、思考、發(fā)現(xiàn)、發(fā)展。立足項(xiàng)目研究，以實(shí)驗(yàn)教具為抓手，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升，是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)、有意義的課題。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)結(jié)合科學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)踐，以問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)特定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，啟發(fā)學(xué)生深入思考，手腦并用，合作學(xué)習(xí)，交流合作，從而深化對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，提升科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力，發(fā)展學(xué)生高階思維。