通過項目式學習促進學生高階思維能力發(fā)展

〔摘" "要〕" 項目式學習是高階思維能力培養(yǎng)和落實學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效手段。結(jié)合理論學習和課堂實踐，構(gòu)建促進高階思維培養(yǎng)的項目式學習教學模式，有基于工程思維培養(yǎng)的STEM教學模式、人工智能課堂教學模式、基于國家課程的項目式學習模式。本文梳理總結(jié)小學跨學科項目式學習設(shè)計與實施策略：聚焦核心概念，創(chuàng)設(shè)驅(qū)動性問題；基于驅(qū)動性問題，設(shè)計學習任務；提供支架資源，創(chuàng)新學習成果；設(shè)計評價工具，優(yōu)化學習評價。結(jié)合學校具體案例闡述策略的實施方法及效果。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學科學；項目式學習；高階思維；跨學科

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2024）" 20" " 103-105

《義務教育課程方案（2022年版）》提出強化課程綜合性和實踐性，推動育人方式變革，著力發(fā)展學生核心素養(yǎng)，探索大單元教學，積極開展主題化、項目式學習等綜合性教學活動。中國學生核心素養(yǎng)要求學生具有理性思維、批判意識、勇于探究的科學精神，具有問題解決、技術(shù)應用的實踐創(chuàng)新能力。高階思維的發(fā)展與核心素養(yǎng)的要求具有高度一致性。項目式學習是落實學生核心素養(yǎng)與高階思維能力培養(yǎng)的有效手段。但縱觀小學一線教學情況，很多教師對如何開展項目式學習以促進高階思維培養(yǎng)，仍處于摸索階段，沒有充分發(fā)揮其作用。課題組通過開展促進高階思維培養(yǎng)的小學跨學科項目式學習實踐探索，積累了一定實踐經(jīng)驗，總結(jié)提煉了一些實踐成果。

一、核心概念

布盧姆等人將認知目標確定為記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造，后三者通常稱為高階思維。在能力視角下，鐘志賢提出高階思維是發(fā)生在較高認知水平上的心智活動或較高層次的認知能力，主要由元認知能力、問題解決能力、批判性思維能力和創(chuàng)造性思維能力構(gòu)成。

項目式學習是一種建構(gòu)主義理念下以學生為中心的教與學的方式，它主張學生通過一定時長的小組合作方式，解決一個真實世界中復雜的、具有挑戰(zhàn)性的問題，或完成一項源自真實世界經(jīng)驗且需要深度思考的任務。在解決問題或完成任務的過程中，精心設(shè)計項目作品、規(guī)劃和實施項目任務，進而逐步習得包括知識、可遷移技能、高階思維能力、關(guān)鍵品格等在內(nèi)的核心素養(yǎng)。

二、構(gòu)建課堂教學模式

（一）基于工程思維的STEM課堂教學模式

基于理論學習，結(jié)合STEM教育的教育理念和工程思維的內(nèi)涵，以工程思維的培養(yǎng)為目標，初步構(gòu)建基于工程思維培養(yǎng)的STEM課堂教學模式。課堂教學流程主要包括確定問題—研究問題—設(shè)計方案—建造原型—測試原型—成果展示，著力培養(yǎng)學生工程決策思維、工程設(shè)計思維、工程實施思維和工程評價思維。

（二）人工智能課堂教學模式

結(jié)合學校人工智能課程的實際開展情況，初步構(gòu)建項目式學習的教學模式。明確問題與需求—設(shè)計方案—制作模型—編程測試—成果展示—反思評價。針對 教學模式的各個環(huán)節(jié)，結(jié)合學生的年齡和認知特點，提出相應的策略和措施，在課堂教學中實踐和應用，效果良好。

（三）基于國家課程的項目式學習模式

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，以培養(yǎng)學生高階思維能力為目標，構(gòu)建基于國家課程的項目式學習五步教學流程“問—探—行—創(chuàng)—省”。問即創(chuàng)設(shè)情境，問題驅(qū)動。使用多媒體技術(shù)、互動性教學工具等手段將情境呈現(xiàn)出來，設(shè)計驅(qū)動性問題，引導學生思考和探索。探即師生合作，探索方案。利用在線教學平臺推送電子資料和學習資源，便于學生深入學習和研究設(shè)計方案。行即實踐操作，解決問題。為學生提供相關(guān)支架性資源，教師布置基礎(chǔ)實踐任務或作品。創(chuàng)即拓展延伸，遷移創(chuàng)新。教師布置進階任務或提出新情境問題，學生形成新成果。省即多元評價，反思問題。利用在線平臺的互動、投票、點評功能，讓學生對作品進行自評、互評。

三、項目式學習設(shè)計與實施策略

（一）聚焦核心概念，創(chuàng)設(shè)驅(qū)動性問題

學科概念是貫穿整個學科的最重要的事實內(nèi)容的抽象提煉，指向?qū)W科的本質(zhì)思想方法和獨特性，反映了一種提綱挈領(lǐng)式的學科認識觀。學科概念之間是有結(jié)構(gòu)、層次和系統(tǒng)性的，學科概念和具體的事實知識之間也是有密切聯(lián)系的。把握學科概念會為與這個學科相關(guān)的問題提供基本的解決思路。對核心概念的理解與深化是項目式學習的基石，是重要的教學目標，也是落實學生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。設(shè)計指向核心概念理解的驅(qū)動性問題，往往具有情境性、挑戰(zhàn)性、開放性，才能有效驅(qū)動學生主動思考，持續(xù)探究。

（二）基于驅(qū)動性問題，設(shè)計學習任務

項目式學習強調(diào)讓學生圍繞真實而有意義的驅(qū)動性問題展開一系列探究活動。學生通過完成一系列任務，完成方案、建模、演講或展示等，展示出不同的學習成果。對學習任務要建立明確清晰的成功標準和評價機制，使學生的學習成果可觀、可測。圍繞驅(qū)動性問題的解決，設(shè)計學習任務鏈，學習任務之間邏輯關(guān)系要清晰。

（三）提供支架資源，創(chuàng)新學習成果

項目式學習支架體現(xiàn)在項目式學習設(shè)計和項目式學習過程支持兩個維度。項目式學習設(shè)計支架主要以靜態(tài)支架的形式被嵌入學習環(huán)境中，包括問題設(shè)計、內(nèi)容設(shè)計、學習環(huán)節(jié)設(shè)計、認知空間設(shè)計以及學習過程管理。項目式學習過程支持支架主要是對學習者認知和元認知的診斷與干預。教師可以根據(jù)不同項目類型為學生提供策略型學習支架、資源型學習支架、交流型學習支架和評價型學習支架。

（四）設(shè)計評價工具，優(yōu)化學習評價

項目式學習評價以教學目標為指引，體現(xiàn)教學評一致性。具有以終為始、逆向設(shè)計的特點，并貫穿項目始終。項目式學習評價主要包括過程性評價和結(jié)果性評價。常用的項目式學習評價工具是設(shè)計評價量規(guī)。量規(guī)根據(jù)目標列出評價維度及評價尺度，主要包括學生實踐過程評價和學習成果評價。好的量規(guī)可以有效指導學生基于驅(qū)動性問題開展實踐活動，并有針對性地對學習成果進行評價，促進學生創(chuàng)造性思維和評價思維的培養(yǎng)。

四、項目式學習實踐案例

（一）STEM特色校本課程《超級彈力球》

《超級彈力球》是基于小學中年段科學物質(zhì)變化、彈力等相關(guān)概念以及數(shù)學、藝術(shù)設(shè)計的一次項目式課程。本案例以制作彈力球為載體，旨在讓學生像工程師一樣經(jīng)歷體驗完整探究過程，綜合成本、質(zhì)量、產(chǎn)出等完善彈力球的“生產(chǎn)”，實現(xiàn)工程思維的發(fā)展與綜合能力的提升。

創(chuàng)設(shè)真實的具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題：為學校游園活動設(shè)計、制作一款物美價廉的彈力球。基于問題解決線索設(shè)計任務鏈，讓學生了解制作工序、彈性優(yōu)化方式、測試方式等相關(guān)的知識，動手設(shè)計制作彈力球，并進行測試與完善、展示與評價。

本課例為學生提供《工程師項目報告書》，作為學生項目式學習的支架。教師精心設(shè)計報告書內(nèi)容，學生完成報告書的過程，就是經(jīng)歷創(chuàng)造性解決問題的過程，有助于學生科學有效地開展項目，培養(yǎng)學生的高階思維能力。在確定問題環(huán)節(jié)，讓學生發(fā)散思維、頭腦風暴，通過畫思維導圖，明確設(shè)計制作方案。

設(shè)計項目式學習量表，評價方式多元，有自評、互評、師評。從作品情況（彈力、成本、外觀、生產(chǎn)總額）、團隊合作、展示交流三個大維度進行評價。評價標準前置，有利于學生明確任務要求，對學生行為起正向促進作用。交流展示階段學生的互評，有利于培養(yǎng)學生的評價思維。鼓勵學生設(shè)計多種方案有利于培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維。

（二）人工智能教育案例《智能輪椅大改造》

《智能輪椅大改造》是在人工智能課程《AI智慧生活》軟硬件基礎(chǔ)上自主設(shè)計的一個拓展課程。本項目的核心概念為理解車輪在行駛與轉(zhuǎn)彎過程中的方向變化，并會根據(jù)實際情況編寫調(diào)試車輪轉(zhuǎn)向程序。利用視頻圖片創(chuàng)設(shè)殘障人士出行問題，讓學生幫忙設(shè)計改造輪椅，旨在培養(yǎng)學生編程思維能力和問題解決能力。

驅(qū)動性問題：對輪椅進行大改造，解決避開障礙物及上下坡問題。圍繞驅(qū)動性問題，聚焦輪椅設(shè)計改造，設(shè)置分層的學習任務?；A(chǔ)任務：選擇一種方法，通過預編程，完成輪椅的初步拐彎。進階任務：調(diào)試舵機轉(zhuǎn)速和方向以及紅外傳感器的距離，讓輪椅在模擬路面圖上能順利拐彎，并記錄數(shù)據(jù)。挑戰(zhàn)任務：完成上坡后能順利拐彎。通過分層任務讓不同水平的學生都有所發(fā)展。

為學生搭建成果展示交流的支架，明確交流的內(nèi)容和要求。成果展示：邊展示邊介紹小組設(shè)計的輪椅功能及其特點，分享小組在項目中設(shè)計、編程、調(diào)試、合作的感受。課堂上應用“贊美—建設(shè)性批評—鼓勵”的三明治評價法，給學生搭建一個良好的溝通方式和平臺，進而提高他們的分析能力。

評價量表的設(shè)計緊緊圍繞教學目標，學習成果評價從任務完成情況和作品質(zhì)量兩個維度展開，過程性評價關(guān)注分工合作。任務評價分為基礎(chǔ)任務、進階任務、挑戰(zhàn)任務，賦予不同的分值，完成任務即可得分。產(chǎn)品質(zhì)量評價分為輪椅實用性、牢固性、美觀性。細化評分標準方便學生自評互評。

（三）基于國家課程的案例《制作投石器》

《制作投石機》巧借人工智能器材，融合科學、技術(shù)、數(shù)學與工程實踐的核心知識，踐行STEM理念和項目式學習原則，以五年級下冊《撬重物的竅門》中杠桿的應用——投石機為拓展，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學生在課上經(jīng)歷探究實踐過程，進而培養(yǎng)學生問題解決能力。

本項目的驅(qū)動性問題：利用人工智能材料盒，制作一臺能準確投擲小球的投石機?；隍?qū)動性問題，構(gòu)建解決問題的學習任務鏈，討論投石機需要具備的特性，設(shè)計投石機模型，搭建投石機模型，研究影響發(fā)射準確性的因素，投石機成果展示和評價。

搭建策略型支架，通過思維導圖方式梳理討論結(jié)果。如小組成員間發(fā)散思維，討論出本組想要制作的投石機特性。學生在綜合投石機自身的結(jié)構(gòu)、功能以及所需材料的基礎(chǔ)上對本組投石機進行外觀設(shè)計。在探究實踐環(huán)節(jié)，給學生提供探究的開放性表格，學生發(fā)散思維，嘗試通過調(diào)整力臂長度、鉤碼數(shù)量等因素探究影響投石機投擲的因素，實現(xiàn)能力的提升和科學思維的發(fā)展。

量表的開發(fā)，將制作投石機評價量表分成了結(jié)構(gòu)性、實用性、美觀性、完整性、變通性、表達性六個評價維度，學生能從自評、互評、生評三種方式中，反思作品存在的不足。引導學生關(guān)注過程，不僅要聚焦于作品本身，還要意識到團隊協(xié)作的重要性，促進日后作品的改進和完善，提升自身多元發(fā)展。

五、實踐效果

成就了學生發(fā)展：通過項目式學習促進學生高階思維能力發(fā)展，學生問題解決能力和創(chuàng)新思維得到很大提高，學生參加各大模型競賽、中小學創(chuàng)客大賽、信息素養(yǎng)提升競賽、人工智能競賽等賽事，獲獎數(shù)量逐年增加。成就了教師發(fā)展：提升了教師項目式學習的設(shè)計和實施能力，其教科研能力不斷提高，教師獲獎以及論文發(fā)表數(shù)量不斷增加。提升了學校品牌：“開放式”“多元化”的辦學理念，讓家長和社會對學校的教育教學質(zhì)量充滿期待。學校獲評教育部“基于教學改革、融合信息技術(shù)的新型教與學”思明試驗區(qū)領(lǐng)航學校、2023全國優(yōu)秀STEM種子校、廈門市思明區(qū)“特色項目建設(shè)?！薄?/p>

【本文系福建省教育科學“十四五”規(guī)劃2022年度專項課題“促進高階思維能力培養(yǎng)的小學項目式學習設(shè)計與實施”和廈門市思明區(qū)教育科學規(guī)劃 2022年度課題“促進高階思維能力培養(yǎng)的小學跨學科項目式學習設(shè)計與實施”研究成果，省級項目編號Fjxczx22-401，區(qū)級項目編號Z2022X0292】

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.義務教育課程方案和課程標準[S].北京：教材（2022）2號，2022：4，8.

［2］馬寧，郭佳惠，溫紫荊，等．大數(shù)據(jù)背景下證據(jù)導向的項目式學習模式與系統(tǒng)[J].中國電化教育，2022（2）：75-82．

［3］鐘志賢.促進學習者高階思維發(fā)展的教學設(shè)計假設(shè)[J].電化教育研究，2004（12）：21-28.

[4]李梅.在線環(huán)境下項目式學習支架探究[J].現(xiàn)代遠距離教育，2019（1）：3-9.