《神奇的小電機》教學(xué)中的項目式學(xué)習(xí)

李小敏

〔摘? ? 要〕? 中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》，為我國教育事業(yè)的發(fā)展指明了方向，確立了教育改革的頂層設(shè)計。該文件強調(diào)的八大基本理念，特別是“更加注重因材施教”與“更加注重知行合一”，為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新的教育理念與教學(xué)策略。在此背景下，項目式學(xué)習(xí)作為一種創(chuàng)新的教學(xué)模式，其科學(xué)性和先進性為實現(xiàn)個性化教育和理論與實踐相結(jié)合的教育理念提供了可行途徑。本文就項目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略展開探討，旨在落實《中國教育現(xiàn)代化 2035》提出的教育理念，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；項目式學(xué)習(xí)；教學(xué)策略

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 11? ? 037-039

隨著教育領(lǐng)域改革的深入，新課程理念驅(qū)動著教學(xué)方法的創(chuàng)新。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）不僅重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更強調(diào)了跨學(xué)科學(xué)習(xí)與綜合性探究的重要性。項目式學(xué)習(xí)作為一種具有深厚潛力的教學(xué)模式，用真實且充滿趣味的問題或項目，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷分層次的學(xué)習(xí)體驗，實踐證明，這種新型的教學(xué)方式能有效促進學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。在此背景下，科學(xué)學(xué)科的教學(xué)實踐需要教師將課堂內(nèi)容轉(zhuǎn)換為深度學(xué)習(xí)的項目，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生對于科學(xué)知識的理解。

一、立項：開局定音，啟動項目

在設(shè)計小組學(xué)習(xí)項目時，教師的任務(wù)不僅是傳遞知識，更重要的是搭建一個能夠讓學(xué)生主動探索、實踐和創(chuàng)新的平臺?！渡衿娴男‰妱訖C》一課正提供了這樣的機會。通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對電機的構(gòu)造、原理以及應(yīng)用有一個全面的了解。教師可以此課程的教學(xué)知識為重點，模擬產(chǎn)品實際設(shè)計研發(fā)流程，組織學(xué)生分組進行項目式的學(xué)習(xí)實踐。

在實施“模擬產(chǎn)品研發(fā)”項目教學(xué)的過程中，“立項研究”環(huán)節(jié)作為整個項目的基石，不僅設(shè)定了項目的方向，更明確了學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)。教師可以通過借鑒實際商業(yè)項目的立項過程，引導(dǎo)學(xué)生從一個構(gòu)想走向具體的執(zhí)行計劃。項目式學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是提煉教學(xué)精華，明確電機的基本概念、工作原理、構(gòu)造、類型以及它在生活中的應(yīng)用場景。接著，教師必須“構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖譜”，梳理出電機與物理學(xué)中電磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，進而形成一個完整的知識體系。立項過程開始于“項目設(shè)定”，在這一階段，教師需要指導(dǎo)學(xué)生識別項目的目標(biāo)和范圍，將抽象的課程概念轉(zhuǎn)化為可操作的項目任務(wù)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過“SWOT（即優(yōu)勢、劣勢、機會、威脅）分析”來審視電機項目的可行性，鼓勵學(xué)生提出自己對電機改進的創(chuàng)意，形成初步的項目提案。

借助思維導(dǎo)圖這一工具，教師可以與學(xué)生共同構(gòu)建以電機為核心的知識網(wǎng)絡(luò)圖譜（如圖1），以幫助學(xué)生能夠可視化地理解知識之間的關(guān)系，并將其與項目任務(wù)直接關(guān)聯(lián)。最后，在資源規(guī)劃階段，項目組內(nèi)的學(xué)生需要確定項目的時間線、預(yù)算、團隊角色分配和資源分配。

在整個立項過程中，教師的角色是一個指導(dǎo)者和協(xié)調(diào)者，旨在確保學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)的過程上，不僅學(xué)會知識，更學(xué)會如何將知識應(yīng)用到實踐中，如何通過團隊協(xié)作解決問題，并且了解項目從立項到實施的全過程。這樣的經(jīng)歷，能夠大大增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力，為其將來進入社會和工作場所奠定基礎(chǔ)。

二、設(shè)計：小小設(shè)計師，設(shè)計草圖

在項目式學(xué)習(xí)中，教師扮演著啟發(fā)者和引導(dǎo)者的角色，尤其是在“設(shè)計電機草圖”的環(huán)節(jié)中作用尤為關(guān)鍵。為了確保學(xué)生能夠在設(shè)計自己的電機草圖時具備必要的知識基礎(chǔ)，教師需要通過一系列精心設(shè)計的活動，逐步深化學(xué)生的理解，激活學(xué)生的創(chuàng)造力。首先，教師要通過前測了解學(xué)生對于電機基本概念，例如電流、磁場、力矩和轉(zhuǎn)速等核心知識點的掌握程度。前測可以采用簡答題、選擇題或圖形配對等形式，不僅涵蓋理論知識，也包括對這些概念在實際電機運作中應(yīng)用的理解。

了解學(xué)生的認知基礎(chǔ)后，教師可以布置草圖設(shè)計作業(yè)，旨在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作想象。作業(yè)要求學(xué)生設(shè)計出具有創(chuàng)新性的電機原型，這不僅需要他們應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識，還要鼓勵他們進行創(chuàng)新。具體設(shè)計要求如下。

1.設(shè)計要合理：每個小組需要根據(jù)課堂學(xué)到的知識，設(shè)計一個電機草圖，展示自己對電機如何工作的理解。

2.功能性與實用性并重：電機外殼和形狀的設(shè)計不僅要美觀，還要實際可行，能夠解釋如何滿足特定的需要或解決特定的問題。

3.詳細標(biāo)注：草圖上應(yīng)清晰標(biāo)注各個部分名稱及其功能，比如定子、轉(zhuǎn)子、通電線圈等。

4.考慮材料與成本：需要思考在設(shè)計時會使用哪些材料，這些材料的成本和可獲取性如何。

完成草圖設(shè)計后，教師還可以組織一次真情實境的體驗活動，帶領(lǐng)學(xué)生走進商場電器區(qū)。在這里，學(xué)生可以親眼見到各種電機的實際應(yīng)用，比如在吹風(fēng)機、咖啡機、洗衣機中的電機。此環(huán)節(jié)中，教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`活動的組織者和現(xiàn)場的知識引導(dǎo)者。帶領(lǐng)學(xué)生進入商場的電器區(qū)，教師要設(shè)計一系列的觀察和思考活動，使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與現(xiàn)實生活中的應(yīng)用聯(lián)系起來。

在電器區(qū)，學(xué)生將面對各種包含電機的家用電器。教師可以鼓勵學(xué)生進行以下活動。

1.觀察和記錄：學(xué)生需要細致觀察各種電器中電機的使用方式，包括電機的位置、大小、形狀以及與其他部件的連接方式。

2.提問和討論：鼓勵學(xué)生提出問題，如“這個電機為什么采用這種特定的設(shè)計？”或“電機的這種布局對其效率有何影響？”引發(fā)學(xué)生的思考和討論。

3.實踐體驗：條件允許的話，學(xué)生可以實際操作一些電器，感受電機工作時的震動、聲音等物理特性，并思考這些特性背后的物理原理。

通過這些活動，學(xué)生不僅能夠?qū)﹄姍C的實際應(yīng)用有一個直觀的認識，而且能夠?qū)⒗碚撝R與現(xiàn)實生活中的技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合，進一步激發(fā)其對科技和工程學(xué)科的興趣。

在這個過程中，教師應(yīng)該充當(dāng)一個促進者的角色，為學(xué)生提供必要的背景信息，解答其提出的疑問，并指導(dǎo)各個小組如何將觀察到的現(xiàn)象與電機的工作原理相聯(lián)系。同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何將他們的觀察和體會應(yīng)用到自己的電機設(shè)計草圖中。

三、研發(fā)：小小手工匠，玩轉(zhuǎn)零件

為了驅(qū)動學(xué)生的好奇心和求知欲，引領(lǐng)學(xué)生進入電機的微觀世界，教師可以提出一系列啟發(fā)性的問題，如“電機中的哪個部分是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的關(guān)鍵？”或“電流和磁場是如何互相作用讓電機轉(zhuǎn)動起來的？”旨在引導(dǎo)學(xué)生深入探究電機的工作原理。在搭建學(xué)習(xí)支架方面，教師需要巧妙分解電機設(shè)計項目，確保每個學(xué)習(xí)任務(wù)都旨在促進學(xué)生對電機工作原理的深刻理解。例如，將電機的組成部分分解為學(xué)習(xí)單元——定子、轉(zhuǎn)子、通電線圈、軸承等，并為每個單元設(shè)計具體的探究活動。通過對各零件功能的解析，學(xué)生不僅能學(xué)到電機的構(gòu)造，還能理解每個部件在電機運行中的作用。

為了引導(dǎo)學(xué)生鉆研電機零件，教師可以為學(xué)生下達新的“項目任務(wù)”，即“為電機零件設(shè)計說明書”。要求每個小組選擇一個電機零件進行研究，并為其編寫一份技術(shù)說明書（如圖2）。

在此過程中，教師應(yīng)不斷提供反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生加深對電機及其零件的理解，并將這些知識應(yīng)用于實際設(shè)計中。這種項目式學(xué)習(xí)不僅能讓學(xué)生動手實踐，還能鍛煉他們的分析問題和解決問題的能力，是STEM教育的典范實踐。通過這項活動，學(xué)生能夠體驗科學(xué)的魅力，并在項目探究中感受知識的力量。

四、制作：大家齊動手，知識應(yīng)用于實踐

在小電機的制作環(huán)節(jié)，教師可以將電機制作過程的每個階段轉(zhuǎn)化為一系列精心設(shè)計的任務(wù)，旨在讓學(xué)生通過動手實踐深化對電機工作原理的理解。項目式學(xué)習(xí)不僅僅關(guān)注理論知識，更注重將知識應(yīng)用于實踐，教師的角色是激發(fā)學(xué)生的興趣，提供問題情境，建立任務(wù)框架，并輔以必要的指導(dǎo)。

首先，教師可以提出一系列驅(qū)動性問題來啟動制作任務(wù)，如“電機組裝過程中哪個步驟是確保效率的關(guān)鍵？”“如何通過組裝過程優(yōu)化電機的性能？”這些問題直接關(guān)聯(lián)之前學(xué)習(xí)的知識點，如電機零件的功能和裝配順序等。接著，教師要引導(dǎo)學(xué)生用已經(jīng)創(chuàng)建的“電機知識網(wǎng)絡(luò)圖”以及“電機設(shè)計草圖”來建立連貫的任務(wù)序列。學(xué)生需要根據(jù)草圖和網(wǎng)絡(luò)圖中的信息，規(guī)劃出電機組裝的步驟，從而形成一個生產(chǎn)線模擬過程?；咀尤蝿?wù)如下。

1.零件準(zhǔn)備：根據(jù)“電機零件技術(shù)說明書”，識別并準(zhǔn)備所需零件。

2.裝配實踐：遵循草圖，將各部件按照功能和結(jié)構(gòu)正確拼裝。

3.電路連接：按照電路設(shè)計知識，完成電機的電路連接。

4.質(zhì)量檢驗：測試電機運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，檢查是否有結(jié)構(gòu)缺陷。

在組裝過程中，學(xué)生很可能會遇到一些實際問題，比如零件不匹配、電機運轉(zhuǎn)不平衡等。此時，教師要引導(dǎo)學(xué)生開展小組成員間的合作，共同探討解決方案。例如，如果電機振動過大，可能需要回顧“商場觀察體驗”中對市售電機設(shè)計的觀察印象，重新考慮零件設(shè)計的穩(wěn)定性和精度。在解決問題的過程中，學(xué)生可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電機設(shè)計草圖，或者根據(jù)“電機知識網(wǎng)絡(luò)圖”中的信息對電機組件進行優(yōu)化。團隊協(xié)作是這一環(huán)節(jié)的重要部分，學(xué)生要通過有效溝通來分配任務(wù)，共同檢查并確保每個環(huán)節(jié)都達到預(yù)期效果。小組的每個成員都要參與質(zhì)量檢驗的環(huán)節(jié)，確保電機的性能達到設(shè)計要求。這個過程，將教室轉(zhuǎn)化為一個小型的實驗室和生產(chǎn)線，學(xué)生在其中既是學(xué)習(xí)者，也是實踐者。

緊緊圍繞《課程標(biāo)準(zhǔn)》對學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究能力的要求，本文提出的項目式教學(xué)策略，從研究立項的精準(zhǔn)定位到設(shè)計創(chuàng)意的競相綻放，從研發(fā)試水的匠心獨運到制作熱潮的協(xié)作共進，每個環(huán)節(jié)的設(shè)計均指向?qū)W(xué)生思維發(fā)展和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，以彰顯對傳統(tǒng)教育模式的深度轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)創(chuàng)新與應(yīng)用知識相結(jié)合的教育革新。

項目式學(xué)習(xí)不僅是教學(xué)的一種方法，它更承載著深遠的教育哲學(xué)——將學(xué)生的成長置于教育的核心位置。此種教學(xué)策略為構(gòu)建理論與實踐、知識與能力應(yīng)用之間的橋梁提供了方法論，使教育回到了培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)與實踐能力的根本目標(biāo)上。在教育的未來發(fā)展道路上，愿廣大教育工作者秉持這一理念，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實際操作能力的學(xué)生。

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