小學科學創(chuàng)新思維發(fā)展項目式學習設計策略

【摘 要】《義務教育科學課程標準（2022年版）》（簡稱“新課標”）作為指導小學科學教育的綱領性文件，不僅強化了科學課程在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面的重要性，還明確提出了要著力提升學生的科學精神和實踐創(chuàng)新能力。在這一背景下，指向創(chuàng)新思維發(fā)展的小學科學課程成為促進學生全面發(fā)展的重要途徑。項目式學習（Project-Based Learning， PBL）作為一種新型的教學模式，通過構建真實問題情境，引導學生在實踐中探索、解決問題，從而有效促進學生創(chuàng)新思維能力的提升。本文旨在探討如何在小學科學教學中，通過項目式學習的設計策略，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，并結合具體課例進行深入分析。

【關鍵詞】創(chuàng)新思維；項目式學習；新課標；小學科學；核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）011-088-02

隨著科技的飛速發(fā)展和國際競爭的日益激烈，創(chuàng)新已成為推動社會進步和國家發(fā)展的關鍵力量。小學作為基礎教育的重要階段，其科學課程在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力方面承擔著重要使命。新課標的出臺，為小學科學教育指明了方向，強調要通過科學課程的學習，幫助學生形成正確的價值觀、必備品格和關鍵能力。

項目式學習作為一種以建構主義理論為基礎的教學模式，以其獨特的“做中學”“學中思”理念，為小學科學教學提供了有效的實施路徑。項目式學習通過創(chuàng)設真實的問題情境，引導學生主動探究、合作學習，不僅促進了學生對科學知識的理解和應用，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和批判性思維。

結合小學科學課程的特點和新課標的要求，本文提出以下四個項目式學習設計策略，以促進學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

依托課程標準，篩選內容進行重組

在指向創(chuàng)新思維發(fā)展的小學科學項目式學習設計中，依托課程標準進行內容的篩選與重構是基礎且關鍵的一步。這要求我們不僅要深入理解新課標的核心理念與具體要求，還需結合學生的年齡特征、認知規(guī)律及興趣點，精選那些既符合課程目標又能有效激發(fā)學生創(chuàng)新思維的教學內容。

以四年級上冊“聲音”單元為例，通過深入研讀課程標準，我們發(fā)現(xiàn)該單元旨在讓學生理解聲音的產生、傳播及其特性等基本概念。

為了進一步提升學生的創(chuàng)新思維與實踐能力，我們可以圍繞“聲音”這一主題，設計一個綜合性強、開放度高的項目——創(chuàng)意聲音探索者。此項目不僅要求學生制作小樂器，更鼓勵學生探索聲音在不同介質中的傳播效果、設計聲音控制裝置或利用聲音原理創(chuàng)作藝術作品等。

為了實現(xiàn)這一目標，教師需進行以下幾方面的準備：一是系統(tǒng)梳理與聲音相關的知識點，包括聲音的產生機制、聲波的傳播原理、聲音的特性及其應用等；二是搜集和整理各類教學資源，如聲音傳播實驗材料、樂器制作材料、數字音頻處理軟件等；三是制定詳細的項目計劃，明確項目目標、任務分解、時間節(jié)點及評價標準，確保項目實施的有序性和有效性。如圖1所示。

在項目實施過程中，教師應扮演引導者和支持者的角色，鼓勵學生自主探究、合作交流，通過動手操作、實驗驗證、資料查閱等多種方式，深入探索聲音的奧秘，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。

創(chuàng)設問題情境，提出并分析問題

創(chuàng)設真實、有趣且富有挑戰(zhàn)性的問題情境，是激發(fā)學生好奇心、求知欲和深層思考的重要手段。在項目式學習中，教師應根據項目主題和學生實際情況，精心設計一系列環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的問題鏈，引導學生逐步深入探究，形成對問題的深刻理解和獨特見解。

以“創(chuàng)意聲音探索者”項目為例，教師可以創(chuàng)設以下問題情境：“在我們的日常生活中，聲音無處不在。你有沒有想過，如何利用聲音的特性來創(chuàng)造一些有趣的東西？比如，設計一個能夠隨著音樂節(jié)奏變換顏色的燈光裝置，或者制作一個能夠檢測周圍環(huán)境噪音并發(fā)出警報的智能小車。這些想法聽起來是不是很酷？那么，你該如何開始你的創(chuàng)意之旅呢？”通過這樣的問題引導，學生可以迅速進入角色，開始思考如何利用聲音知識來解決實際問題。

在問題探究過程中，教師應鼓勵學生大膽假設、小心求證，通過設計實驗、收集數據、分析結果等方式來驗證自己的猜想。

同時，教師還應提供必要的指導和支持，幫助學生克服探究過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)，引導他們從多個角度思考問題，培養(yǎng)批判性思維和解決問題的能力。

跨學科融合，促進知識綜合運用與創(chuàng)新

跨學科融合是促進學生創(chuàng)新思維發(fā)展的重要途徑之一。在小學科學項目式學習中，教師應打破學科壁壘，將數學、技術、藝術等多學科知識有機融合到項目中，使學生在解決實際問題的過程中實現(xiàn)知識的整合與創(chuàng)新應用。

以“綠色校園建設”項目為例，該項目不僅涉及生態(tài)環(huán)保的科學知識，還融合了數學規(guī)劃、工程技術、藝術審美等多個領域的知識。在項目實施過程中，學生需要運用數學知識進行校園綠化面積的規(guī)劃和計算、利用工程技術知識設計節(jié)水節(jié)電的環(huán)保設施，同時還需要考慮藝術審美因素來美化校園環(huán)境。這樣的跨學科項目不僅能夠拓寬學生的知識面和視野，還能夠培養(yǎng)他們的綜合能力和創(chuàng)新思維。

為了實現(xiàn)跨學科融合的目標，教師應具備跨學科教學的素養(yǎng)和能力，能夠熟練運用多學科的知識和方法來指導學生完成項目。同時，教師還應積極尋求與其他學科教師的合作與交流，共同構建跨學科的教學團隊和課程體系，為學生提供更加豐富多元的學習體驗和發(fā)展空間。

運用信息技術，增強學習體驗與效果

隨著信息技術的飛速發(fā)展，其在教育領域的應用日益廣泛且深入。在小學科學項目式學習中引入信息技術手段，不僅能夠為學生提供更加豐富直觀的學習資源和工具支持，還能夠優(yōu)化項目式學習的體驗與成效。

首先，教師可以利用數字化工具和虛擬實驗平臺來輔助項目實施。例如，在“植物生長的秘密”項目中，學生可以利用傳感器和數據分析軟件，實時監(jiān)測植物的生長環(huán)境參數（如光照強度、溫度、濕度等），并通過數據分析軟件對數據進行處理和分析。這種方式不僅能夠幫助學生更加直觀地了解植物生長的過程和規(guī)律，還能夠培養(yǎng)他們的數據收集、處理和分析能力。

其次，教師可以利用在線協(xié)作平臺，促進學生之間的交流和合作。在線協(xié)作平臺可以打破時間和空間的限制，讓學生隨時隨地都能夠進行項目討論和協(xié)作。同時，平臺還可以提供豐富的協(xié)作工具和資源支持（如文檔共享、在線編輯、實時通訊等），使得團隊協(xié)作更加高效便捷。

此外，教師還可以利用信息技術手段，拓展項目化學習的邊界和深度。例如，通過虛擬現(xiàn)實技術（VR）和增強現(xiàn)實技術（AR），模擬復雜的實驗場景和過程；通過網絡來搜集和整理項目相關的資料和信息；通過社交媒體平臺，展示和分享項目成果和經驗等。

注：本文系北京市教育學會“十四五”教育科研2023年度一般課題“指向創(chuàng)新思維發(fā)展的小學科學項目式學習實踐研究”（課題編號：SY2023-008）的研究成果