基于深度學習理論的小學科學單元項目式教學設計

【摘 要】深度學習理論背景下，單元教學的設計與實施需要教師在明確深度學習的特點、內涵與意義的基礎上，歸納、確定單元項目式教學設計的要素，采用項目式學習方式進行單元整體教學設計，對教學內容進行結構化思考和一致性處理，并付諸實踐。本文以教科版小學科學五年級下冊“船的研究”單元為例，基于深度學習理論，嘗試闡述核心素養(yǎng)導向下的小學科學單元項目式教學設計的實踐路徑，期望通過有質量的單元教學設計，體現(xiàn)知識間的內在邏輯，搭建結構化的內容體系，凸顯蘊含其中的科學思想和方法，以此提升學生能力，促進核心素養(yǎng)真正落地。

【關鍵詞】深度學習；單元整體設計；項目式學習；工程設計與物化

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《科學課標》）中明確了科學課程要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)，包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任等。核心素養(yǎng)的提出為學科指明了教學方向，同時也給教師帶來了新的挑戰(zhàn)。如何讓核心素養(yǎng)在課堂教學中真實生成？深度學習、單元整體教學、項目式學習等課改熱詞有什么特征？它們能解決現(xiàn)階段教學中存在的什么問題？如何運用原有教材內容達到優(yōu)化實踐的目的？這是教師需要深入思考的。本文以教科版小學科學五年級下冊“船的研究”單元為例，結合個人教學實踐，闡述基于深度學習理論的單元教學理解，以及采用項目式學習方式開展活動落實核心素養(yǎng)的思考。

一、深度學習的定義與特點

所謂深度學習，是指在教師的引領下，學生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。［1］李松林等認為深度學習是借助具有整合作用的實際問題激活深層動機，展開切身體驗和高階思維，促進深度理解和實踐創(chuàng)新，進而對學習者產生深遠影響的學習樣態(tài)。深度學習的特點是要讓學生達到“四個學會”：學會知識構建，學會問題解決，學會身份構建，學會高階思維。［2］從以上核心要點來看，深度學習更重視教師主導下的學生主動參與、積極構建，強調學生的教育性發(fā)展，因此深度學習較心理學的一般學習理論，立意更高、站位更遠，是立足于推動學生全面發(fā)展和回應未來時代需求來談學習的。因此倡導深度學習，讓學科知識從淺層化走向深層次理解，讓學生思維從表層走向高階，是學科教學落實核心素養(yǎng)的一條重要路徑。

二、基于深度學習理論，探索單元項目式教學

（一）單元教學設計的內涵與意義

華東師范大學崔允漷教授提出，“單元”是依據(jù)統(tǒng)攝中心，按學習的邏輯組織起來的結構化的學習單位，是實現(xiàn)素養(yǎng)目標的一種微型課程計劃。在以核心素養(yǎng)為導向的課堂教學改革中，諸多研究者和實踐者都有共同的觀點，認為知識結構化、情境化以及凸顯學科大概念更利于發(fā)展核心素養(yǎng)，即開展單元教學是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效途徑。在“核心素養(yǎng)—課程標準—單元設計—學習評價”這一環(huán)環(huán)相扣的教學活動基本鏈中，單元設計處于關鍵的地位。［3］

（二）單元項目式教學設計的要素

單元教學該如何設計？可根據(jù)深度學習的實踐模型，利用項目式學習整合單元教學。開展單元項目式教學設計要關注幾個核心要素：單元教學主題或任務、單元教學目標、單元學習任務、持續(xù)性評價、開放性學習環(huán)境（見圖1）。

其一，單元教學主題的確立主要依據(jù)課程標準、教材內容、核心素養(yǎng)的進階發(fā)展及學生的實際情況，旨在針對單元教學內容創(chuàng)設具有內在邏輯的情境。項目式學習的特征之一是“以產品為導向”，可以是一個工程、一件實物等能體現(xiàn)學生學習成果的產品，因此單元項目主題的確定是為了最終形成公開、有質量的學習成果或物化作品。其二，單元教學目標，是教師教學實踐過程中的指南針，可以幫助教師做到心中有學科全局。因此要綜合考慮課程標準的要求、單元教學主題與核心內容、學生學習基礎和發(fā)展需求來合理地制訂教學目標，明確教學重點和難點。其三，單元學習任務，是實施課堂教學的重要環(huán)節(jié)，能充分體現(xiàn)深度學習的特征。教師要利用項目式學習設計有挑戰(zhàn)的、真實的任務，讓學生圍繞驅動性任務展開問題解決式的實踐活動。其四，持續(xù)性評價要依據(jù)單元教學目標，圍繞本項目單元的核心素養(yǎng)目標和課時目標，通過持續(xù)性的信息反饋，指導改進學生學習的方式和教師的教學?？芍朴喎从硨W生學習過程、學習結果的評價標準，也可結合學生的學習態(tài)度和學習行為等進行表現(xiàn)性評價。其五，小學科學是一門體現(xiàn)科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性。項目式學習強調綜合性、實踐性，因此開放性強的學習環(huán)境更利于發(fā)展學生綜合運用各學科相關知識、技能和方法來解決實際問題的能力。

（三）單元項目式教學設計路徑

1.創(chuàng)設生活情境，制訂驅動性單元教學主題

教科版小學科學五年級下冊第二單元“船的研究”正是通過認識船作為日常生活中常見的重要交通運輸工具，體現(xiàn)人們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，這其中蘊含豐富的科學教學資源。［4］

如果想要造一艘船，首先要做的是收集木材，還是分配工作或是發(fā)布命令？其實，激發(fā)人們對大海的無限向往更為重要。近幾年，南寧市建設“百里秀美邕江”景觀帶項目，打造水暢、水清、岸綠、景美的現(xiàn)代親水城市。為更好地欣賞“青山碧水暖江灣，紫意飛花傳古韻”的兩岸美景，其中一個旅游項目就是坐船游邕江。于是，可以結合“船的研究”單元學習內容，制訂為邕江打造一艘游船的“超級造船師”單元教學主題。為學生創(chuàng)設生活化的真實情境，可以激發(fā)學生為家鄉(xiāng)建設出謀劃策的興趣和內驅力，從而樹立家國情懷。同時，基于生活情境創(chuàng)設問題，符合五年級學生的興趣和能力水平，處于學生的最近發(fā)展區(qū)。此外，本單元內容涉及的實驗資源豐富，材料易得易用，適合學生親手操作，便于教師組織學生開展活動。

2.聚焦核心概念，確定整體性單元教學目標

《科學課標》提煉出13個學科核心概念［5］，并強調用學科核心概念貫穿學生九年義務教育階段的科學學習，也就意味著教學要圍繞學科核心概念進行進階式設計，利用核心問題鏈幫助學生由淺入深、循序漸進地理解學科核心概念。因此，在單元整體設計時，教師應注意梳理單元核心概念，熟悉對應的課標學習內容，縱橫聯(lián)系不同年級學生的學習要求，確立學習目標，以此改變碎片化、割裂式的教學傾向，加強教學內容的內在邏輯關聯(lián)，促進知識結構化。例如“船的研究”單元可以確立表1所示單元教學目標。

3.依據(jù)項目流程，設計挑戰(zhàn)性單元學習任務

在項目式學習中，各項目一般按照圖2所示工程設計流程推進，包含多類活動，如設計、制作、評價等，借助學習支架用綜合化的任務豐富學習體驗，實現(xiàn)深入探究并完成產品開發(fā)。

本單元以船的發(fā)展史為邏輯線索，利用大項目構建、小項目推進，展示一個產品從產生到發(fā)展的完整過程。在進行本單元學習時，學生對造船材料、內外部構造、動力裝置等分項進行實踐性探究，教師把技術與工程的思想和方法滲透在每個項目的實施中，結合學生的學習基礎、學習發(fā)展點、學習興趣設計出一系列具有深度學習特點的挑戰(zhàn)性任務（圖3）。

學生經(jīng)歷“產生問題—設計作品—完成項目”的基本活動過程，在“做中學”“做中悟”，體驗“做”的成功和樂趣，體會科學技術對個人生活和社會發(fā)展的影響。

4.開發(fā)量規(guī)工具，開展持續(xù)性單元學習評價

持續(xù)性評價是深度學習中教師教學、學生學習不可或缺的環(huán)節(jié)。評價應對核心素養(yǎng)是否得到發(fā)展，學生的學習效果如何，以及學生在學習活動中的參與度、積極性、創(chuàng)新能力等方面給予關注。因此，在項目開啟之初，教師就要公開評價標準，便于學生隨時參照標準進行自我評價?！俺壴齑瑤煛表椖渴菍⒅R、能力、態(tài)度三個層次的學習目標進行細化，并賦予學生、團隊等不同評價者以評價權，對學習成果進行多維度的量化評價。表2是在制作和測試中，學生對自己工作進行評價的評價表。

其中對作品的評價歸類到團隊評價中，以小組上臺展示、交流的形式開展，評價的內容不僅僅是作品本身，還包括設計圖紙、成本控制、方案調整及組內合作等。表3為團隊評價表。

在學習過程中，教師也需要對學生的表現(xiàn)進行評價，表4為教師評價表。

最后，用項目總評表（表5）對學生各課時的學習得分進行統(tǒng)計，生成個人學習檔案，并據(jù)此進行最終的評價獎勵。同時，根據(jù)學生探究過程和最終成品的情況，采用過程性和表現(xiàn)性等多樣化評價方式，頒發(fā)“最佳創(chuàng)意設計”“最佳施工團隊”“最佳演說展示”等獎項。

在單元項目式學習環(huán)節(jié)中，從選擇單元教學主題，確定單元教學目標，到設計單元學習任務，再到開展持續(xù)性評價，整個過程環(huán)環(huán)相扣，使得目標、活動和評價緊密結合在一起，體現(xiàn)了“教—學—評”的一致性，落實深度學習。

5.營造活動氛圍，創(chuàng)建開放性單元學習環(huán)境

促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的教學，要為學生深度學習和應用知識解決問題創(chuàng)造適宜的學習環(huán)境。在科學課堂中，教師要盡可能創(chuàng)設實現(xiàn)學生深度學習的真實情境與開放性的學習環(huán)境，讓學生在有趣的活動中不斷提升科學思維、創(chuàng)造能力、實踐能力。例如，充分理解和尊重學生的興趣，借助校園科技節(jié)的契機，設計“船的研究”大單元學習任務，營造年級競賽的活動氛圍，帶領學生用單元項目化的方式學習制作船模型，借助物理力學知識完善模型，鼓勵學生動腦、動手，在摸索、試錯、搭建、實踐中逐漸培養(yǎng)科學思維。“用白膠粘連縫隙”“用保鮮膜包裹防水”“底面加斜桿”“底部加塑料球”等，制作過程中學生的點子一個又一個，創(chuàng)造性思維在動手實踐中迸發(fā)火花。學生在驅動性問題、設計、制作、測試、優(yōu)化改進等項目實踐活動中，學會交流，激活思維，開啟智慧，從制作框架到進階模型，不斷深入思考與實踐，拓寬了科學視野，增強了動手能力及團隊協(xié)作能力。

在匯報展示時，教師采用“畫廊式”的交流方式，學生可以去到其他小組觀摩學習，提出自己的建議，交流遇到的問題及解決的方法。在科技節(jié)營造的輕松愉悅的學習氛圍中，在“小船博覽會”展示交流環(huán)節(jié)中，學生大方地展示自己的創(chuàng)意設計和制作說明，分享造船項目化學習帶來的特別體驗和別樣收獲。整個過程師生、生生關系融洽，小組學習共同體營造了開放性的學習環(huán)境。

三、結語

社會高速發(fā)展，技術迭代進步，深度學習在聯(lián)想與結構、活動與體驗、遷移與應用、價值與評價的實踐中，創(chuàng)設面向未來的學校教育。在深度學習理論的指引下，學生在基于大單元整體設計的項目式學習中是積極的探索者，不僅接受了教師講授的知識，而且主動、積極地利用這些知識去解決問題、物化成果、完成項目。學生可以像科學家一樣做研究，像工程師一樣設計與施工，像思想家一樣思考與辯論，通過創(chuàng)造性學習達到高階學習目標，提升科學素養(yǎng)。

參考文獻：

［1］劉月霞，郭華. 深度學習：走向核心素養(yǎng)：理論普及讀本［M］. 北京：教育科學出版社，2018：32.

［2］李松林，賀慧，張燕. 深度學習究竟是什么樣的學習［J］. 教育科學研究，2018（10）：54-58.

［3］鐘啟泉. 基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展：挑戰(zhàn)與課題［J］. 全球教育展望，2016（1）：3-25.

［4］郁波. 科學教師教學用書：五年級 下冊［M］. 北京：教育科學出版社，2020.

［5］中華人民共和國教育部. 義務教育科學課程標準（2022年版）［M］. 北京：北京師范大學出版社，2022：17-19.

（責任編輯：潘安）

【作者簡介】李薇，一級教師，南寧市天桃實驗學校教務處副主任，南寧市教學骨干，南寧市小學科學中心組成員。曾榮獲廣西壯族自治區(qū)中小學教師技能比賽一等獎，南寧市小學科學教師技能比賽一等獎。