微項(xiàng)目“制作電池電量檢測(cè)儀”教學(xué)設(shè)計(jì)

周公望

〔摘? ? 要〕? ? 隨著“雙減”政策與新課標(biāo)的實(shí)施，越來越多的學(xué)校和教研組都在積極開展項(xiàng)目式教學(xué)。小學(xué)科學(xué)微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程是基于小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行的深度探索，將學(xué)科本質(zhì)與能力融入新課標(biāo)，以小學(xué)科學(xué)知識(shí)為主要載體，聚焦科學(xué)核心概念和關(guān)鍵能力，以項(xiàng)目化的形式在課堂中呈現(xiàn)。這既是一種課程改革的方式，也是國(guó)家課程校本化實(shí)施的有效路徑之一。本文以微項(xiàng)目“制作電池電量檢測(cè)儀”為例，分析了微項(xiàng)目在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用情況。

〔關(guān)鍵詞〕? ? 小學(xué)科學(xué)；微項(xiàng)目；電和磁；“電池電量檢測(cè)儀”

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? （2023）? 09-0052-03

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)，以科學(xué)核心概念為核心促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化和形成，旨在引領(lǐng)課程與課堂教學(xué)，聚焦幫助學(xué)生深入理解和有效應(yīng)用核心知識(shí)，也體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)科的綜合性特點(diǎn)。老師要緊扣2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的精神，以科學(xué)核心概念為重點(diǎn)，采用項(xiàng)目式教學(xué)法，充分發(fā)揮科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，深入探究，引導(dǎo)學(xué)生更加深入地理解主干知識(shí)，使學(xué)生全面掌握科學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維和洞察力。

微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種更加有效的培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形式，它以真實(shí)情境為學(xué)習(xí)載體，以驅(qū)動(dòng)性問題為學(xué)習(xí)導(dǎo)向，以科學(xué)知識(shí)為解決問題的基礎(chǔ)，以問題解決、探究性實(shí)踐等為認(rèn)知策略，從而使學(xué)生理解科學(xué)概念。此外，它也是一種比較實(shí)用的課堂形式，能使學(xué)生在做項(xiàng)目過程中，不僅能理解、應(yīng)用和建構(gòu)科學(xué)概念，還能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。筆者教學(xué)《電和磁》一課時(shí)，設(shè)計(jì)了“制作電池電量檢測(cè)儀”微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在做項(xiàng)目過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)概念的理解應(yīng)用和建構(gòu)，落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升。

一、教材內(nèi)容分析

《電和磁》一課是教科版小學(xué)科學(xué)中六年級(jí)上冊(cè)“能量”單元中較重要的一節(jié)課，具有承上啟下的作用。教材中主要安排了兩個(gè)活動(dòng)：第一，指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家奧斯特做過的實(shí)驗(yàn)——通電導(dǎo)體使指南針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)歷對(duì)新現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋的思維過程；第二，做通電線圈使指南針加大偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，用線圈代替直導(dǎo)線做電生磁實(shí)驗(yàn)，為后面理解電磁鐵原理打下基礎(chǔ)。教材還出示了讓學(xué)生用線圈和指南針檢測(cè)廢舊電池是否有電這一問題。課程內(nèi)容指向科學(xué)13個(gè)核心概念中“能的轉(zhuǎn)化與能量守恒”這一核心概念。本課的重點(diǎn)在于感知通電后的導(dǎo)線和線圈能使指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，建構(gòu)電可以轉(zhuǎn)換成磁的認(rèn)知；難點(diǎn)是能對(duì)通電導(dǎo)線和通電線圈使指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象做出解釋。在傳統(tǒng)教學(xué)中，大部分老師只是基于教材內(nèi)容先出示奧斯特實(shí)驗(yàn)圖片，再用通電導(dǎo)線靠近指南針，觀察導(dǎo)線是否會(huì)產(chǎn)生磁性，然后用通電線圈靠近指南針，重演奧斯特實(shí)驗(yàn)，最后研討這樣一個(gè)教學(xué)過程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式限制了學(xué)生思維的發(fā)展，也不能有效地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。更好的方法應(yīng)該是老師引入一個(gè)特定的問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主式、創(chuàng)新式學(xué)習(xí)，真正讓學(xué)生進(jìn)行重構(gòu)性學(xué)習(xí)、批判性思考，有效地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。筆者基于趙萍、陳峰老師的初中微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)范式（如圖1），對(duì)本節(jié)課進(jìn)行了重新梳理和構(gòu)建。

二、確定微項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)

根據(jù)泰勒的目標(biāo)模式與科學(xué)教學(xué)原理，學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定是課程的核心，確立清晰明確、可操作性的學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)至關(guān)重要。如果沒有一個(gè)明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生將會(huì)面臨盲目無指向的學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致效率低下，無法實(shí)現(xiàn)期望的學(xué)習(xí)效果。基于此，筆者指向科學(xué)課程核心素養(yǎng)的“制作電池電量檢測(cè)儀”微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的目標(biāo)設(shè)定。

三、創(chuàng)設(shè)基于生活實(shí)際的真實(shí)情境

在進(jìn)行微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，利用情境的功能性是微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。這將有助于學(xué)生更深入地理解知識(shí)和技能的用途，幫助他們將學(xué)科知識(shí)和技能運(yùn)用到實(shí)際情境中，從而在實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí)、解決實(shí)際問題，而不僅僅是紙上談兵。

《電和磁》一課可以選擇如下情境：小明為參加學(xué)校的科技節(jié)，制作了一輛電動(dòng)遙控小車，可是他裝上電池后，小車并沒有動(dòng)起來。在檢查了所有電路都沒有問題后，小明換上了兩節(jié)新電池，小車動(dòng)了起來。如果是你，會(huì)用什么方法來判斷換下的電池是否有電？ 你能用能量轉(zhuǎn)換原理來解釋你的方法嗎？如果電池的電量比較少呢？

設(shè)計(jì)意圖：隨著電子產(chǎn)品的普及，檢查電池是否有電這個(gè)情境來源于學(xué)生的實(shí)際生活，是很多人需要解決的問題，設(shè)計(jì)制作一個(gè)“電池電量檢測(cè)儀”需要運(yùn)用的科學(xué)原理屬于科學(xué)概念，因此提出這樣的問題對(duì)學(xué)生有重要意義。此外，從學(xué)生的視角出發(fā)，創(chuàng)建實(shí)際的情境能夠讓學(xué)生把生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的工程思維，促進(jìn)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高。

四、創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)性問題

驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的核心要素，也是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中非常重要的一步，是教師將課程標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目主體相結(jié)合，凝結(jié)成一個(gè)或者幾個(gè)有意義、符合學(xué)生認(rèn)知水平、能激發(fā)學(xué)生興趣而且真實(shí)的具有挑戰(zhàn)性的開放性問題，也就是驅(qū)動(dòng)性問題。驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)要基于學(xué)生的思維特點(diǎn)，并能保護(hù)培養(yǎng)他們的好奇心和求知欲，同時(shí)根據(jù)最新的發(fā)展理論來激發(fā)他們參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的興趣，以使他們?cè)谡n堂上主動(dòng)探究，在學(xué)習(xí)過程中時(shí)刻保持高昂的學(xué)習(xí)熱情，持續(xù)進(jìn)行探究。

《電和磁》一課的微項(xiàng)目大驅(qū)動(dòng)性問題是：如何設(shè)計(jì)并制作“電池電量檢測(cè)儀”。循序漸進(jìn)的問題鏈設(shè)計(jì)如下：

——怎么檢驗(yàn)換下來的電池是否有電？結(jié)合能量的轉(zhuǎn)換來解釋你的方法。

——如果電池的電量非常少，不能使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或小燈泡發(fā)光，結(jié)合奧斯特的閱讀資料，你還有什么方法來檢驗(yàn)？需要利用什么器材？

——根據(jù)以前所學(xué)內(nèi)容或生活經(jīng)驗(yàn)，指南針在生活中有什么作用？靜止時(shí)它會(huì)指向什么方向？你有什么辦法讓它動(dòng)起來嗎？在這一過程中能量是怎么轉(zhuǎn)換的？

——你覺得奧斯特在用導(dǎo)線靠近指針的過程中發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？能不能用實(shí)驗(yàn)來證明一下？利用器材重演奧斯特實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小組內(nèi)相互交流嘗試解釋實(shí)驗(yàn)。

——在重演奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的小組現(xiàn)象不是很明顯，來看看他們的操作，你有什么建議？通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們能得出什么結(jié)論？為了讓指針偏轉(zhuǎn)更明顯，你有什么猜想或建議？為什么？

——根據(jù)猜想重新實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證猜想。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如何讓我們的指針偏轉(zhuǎn)更大，基于這個(gè)原理初步設(shè)計(jì)你們的“電池電量檢測(cè)儀”。

——根據(jù)評(píng)價(jià)量表，來評(píng)價(jià)其他小組的“電池電量檢測(cè)儀”，并說明評(píng)價(jià)的理由。

——對(duì)我們的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改，并根據(jù)器材進(jìn)行制作。

設(shè)計(jì)意圖：驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的高階思維，以及實(shí)現(xiàn)課堂的實(shí)際教學(xué)目標(biāo)。以“制作電池電量檢測(cè)儀”的問題鏈設(shè)計(jì)為例，基于小學(xué)生的思維特點(diǎn)向深入遞進(jìn)，將復(fù)雜問題拆分成多個(gè)小問題，強(qiáng)調(diào)學(xué)生利用已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和思維，給他們架設(shè)良好的“腳手架”，使學(xué)生能順利解決實(shí)際問題，獲得更大的成就感。此外，還能促使學(xué)生形成基本的科學(xué)觀念，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用基本思維方法解決實(shí)際生活問題的能力。

五、微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的認(rèn)知策略和學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)

為了讓學(xué)生經(jīng)歷高質(zhì)量的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，我們需要設(shè)計(jì)一系列指向概念性知識(shí)理解和基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知加工的高階認(rèn)知策略，引導(dǎo)學(xué)生有意義地經(jīng)歷科學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)踐，而不僅僅是簡(jiǎn)單根據(jù)現(xiàn)有的生活環(huán)境開展幾個(gè)活動(dòng)或制作相關(guān)作品?！爸谱麟姵仉娏繖z測(cè)儀”微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的認(rèn)知策略及學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)分析如表1所示。

設(shè)計(jì)意圖：通過表一可以知道，通過本微項(xiàng)目，我們重視學(xué)生多元智力發(fā)展，滿足學(xué)生多元化的需求，并根據(jù)學(xué)生在日常生活中積累的電池和指南針的知識(shí)，在課堂實(shí)驗(yàn)中利用比較、分析、推理、抽象等思維方式，幫助學(xué)生理解電生磁的概念，并借此促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用相關(guān)認(rèn)知策略，進(jìn)行“電池電量檢測(cè)儀”的創(chuàng)新制作，有效提升學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面的能力。

微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，旨在鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)雜情境下正確轉(zhuǎn)換心智的能力，將知識(shí)、行為和態(tài)度結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生用“學(xué)習(xí)實(shí)踐”，而不是僅憑固定探究規(guī)則完成對(duì)問題的探究。因此，它既有“做”，也有“學(xué)”，是以深入理解知識(shí)為基礎(chǔ)的實(shí)踐，通過實(shí)踐活動(dòng)，也可以探究怎樣形成和提煉出有用的知識(shí)。學(xué)生在“制作電池電量檢測(cè)儀”項(xiàng)目實(shí)施過程中，會(huì)遇到各種不同的挑戰(zhàn)。他們會(huì)發(fā)現(xiàn)問題之間的相互關(guān)聯(lián)，不斷質(zhì)疑、探索，體會(huì)科學(xué)的本質(zhì)，也真正體會(huì)到科學(xué)理論和實(shí)踐操作之間的差異，從而清楚地認(rèn)識(shí)到“生活中處處有科學(xué)，科學(xué)源于生活，用于生活”。

參考文獻(xiàn)

[1]趙萍，陳鋒.指向?qū)W科核心素養(yǎng)的初中科學(xué)微項(xiàng)目化學(xué)習(xí)范式研究[J].物理教學(xué)探討，2022（4）：4-7，10.

[2]李惠瑩，宋楚杰.項(xiàng)目化教學(xué)中驅(qū)動(dòng)問題的合理性研究與分析[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2013（11）：18-19.

[3]張麗娟.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在初中語(yǔ)文教學(xué)中的實(shí)施路徑[J].甘肅教育，2022（7）：54-58.