數字化轉型背景下的項目式學習

〔摘" "要〕" 現代教育的數字化轉型為小學科學教育開辟了全新路徑，尤其在培養(yǎng)學生科學探究能力和學習興趣方面具有重要作用。本文以小學科學“摩擦力”教學為例，探討數字化教學與項目式學習的深度融合，詳細分析了數字化轉型背景下的小學科學項目式學習，及其在科學概念引導、實驗探究設計以及評價反饋環(huán)節(jié)的具體應用效果，展示了如何以數字技術優(yōu)化教學過程。同時，本文進一步探討了在項目式學習框架下，如何科學規(guī)劃教學活動并提升實施效果，以期為小學科學教育提供創(chuàng)新性的教學策略與實踐路徑。

〔關鍵詞〕" 小學科學；數字化轉型；項目式學習

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 040-003

小學科學課程強調培養(yǎng)學生對自然現象的好奇心和科學探究能力。在數字化背景下，教學可以更廣泛地利用技術工具，提高學生的學習效率和參與感。以“摩擦力”這一單元為例，實施項目式學習的方法，學生能夠在實踐中掌握科學概念，運用技術工具完成數據分析，并通過合作學習體驗科學探究的完整過程。

一、數字化轉型在教育中的重要性

數字化轉型是當代教育變革的核心驅動力，尤其在小學科學教學中其重要性不容忽視。小學科學教學的核心目標在于激發(fā)學生探究自然的興趣，培養(yǎng)其科學思維能力。傳統(tǒng)教學模式受到時間、空間以及資源的限制，難以全面滿足學生的學習需求。而數字化轉型不僅是教育技術的升級，更是一場教學模式和學習方式的深刻變革。在數字化背景下，學生能夠通過虛擬實驗室開展模擬實驗，使用數據可視化工具分析復雜的科學現象，并利用在線協(xié)作平臺進行團隊項目研究。這種新興技術手段極大地豐富了學習資源，拓展了學習維度，使學生能夠更加深入地理解科學概念。另外，數字化轉型突破了傳統(tǒng)課堂教學的局限，為項目式學習提供了強有力的支持。例如，學生可通過在線資源庫獲取多樣化的實驗案例，利用交互式學習平臺參與跨區(qū)域合作，甚至在虛擬現實技術的幫助下“親歷”科學現象。這種技術驅動的學習模式，不僅能激發(fā)學生的學習興趣，還能培養(yǎng)其探究精神和團隊協(xié)作能力以及解決實際問題的能力。因此，推動小學科學教學的數字化轉型，是提升教學質量實現教育現代化的重要途徑。

二、數字化項目式學習的教學設計策略

（一）問題驅動策略

設計與學生生活相關的問題情境。例如，在“摩擦力在生活中的應用”的教學中，設計貼近學生生活的情境是激發(fā)學習興趣和引導深度探究的重要手段。課堂引入階段，通過“手掌推桌面”這一簡單體驗活動，學生直接感受到摩擦力的存在與作用。通過互動活動，學生能直觀感知手掌在不同力作用下推桌面時的摩擦感受，并提出問題：“摩擦力的大小受哪些因素影響？”借此契機，教師進一步引導學生聯(lián)系生活實際，如鞋底花紋如何增強防滑性能，或賽車輪胎表面的設計對摩擦力的優(yōu)化作用。這樣的場景設計能瞬間激發(fā)學生的學習興趣，同時引導他們進入自主探究狀態(tài)。

利用數字化資源進行問題導入。數字化資源在問題導入中的應用進一步增強了學習的趣味性與直觀性。在課堂上，教師可以展示兩種鞋底在濕滑地面上行走的對比視頻，生動形象地呈現摩擦力對生活的影響。同時利用模擬動畫展示不同材質表面接觸的滑動過程，幫助學生初步形成摩擦力產生與作用的理論框架。教師還可以利用數字化平臺布置問題任務，學生通過在線資源查閱并結合已有知識，討論摩擦力大小的影響因素并提出假設。此類結合問題情境與數字化資源的策略，為后續(xù)實驗探究奠定了良好的基礎，幫助學生在現實與理論的結合中深刻理解摩擦力的概念。

（二）實驗探究策略

數字化實驗工具的引入?！澳Σ亮Α眴卧暮诵脑谟谕ㄟ^實驗探究摩擦力的影響因素。在教學設計中，教師引入DIS數字測力設備通過精準的力學測量和數據采集，讓學生對實驗結果有更深刻的體會。實驗前，教師指導學生根據提出的假設設計實驗方案，并明確實驗變量的控制方式。例如，為探究接觸面粗糙程度的影響，學生可選擇相同材質但粗糙程度不同的板塊，依次測量摩擦力大小，并保持其他變量不變。DIS設備的引入大幅提高了數據采集的精度，為學生提供了清晰的實驗曲線圖。

實驗數據的可視化分析工具。實驗數據的分析是實驗探究的重要環(huán)節(jié)，通過將數據導入Excel，學生能夠利用數字化工具生成曲線圖，直觀展示摩擦力大小與不同因素之間的關系。例如，通過對比不同接觸面粗糙度下的摩擦力曲線，學生可以觀察到摩擦力隨粗糙度增加而增大的趨勢。在此基礎上，教師引導學生通過圖表分析歸納實驗結論：接觸面越粗糙或受壓力越大，摩擦力越大。小組間的實驗數據匯總后，通過電子平臺展示實驗結果并討論分析。教師利用數字化評價工具提供即時反饋，針對數據記錄、分析方法和結論提出改進建議。這種結合數字化工具的實驗探究策略，提升了學生的數據分析能力和科學探究能力，同時讓他們對控制變量法的應用有了更深入的理解。

（三）合作學習策略

以小組為單位，設計跨學科項目任務。小組合作是項目式學習的重要組成部分。在“摩擦力”單元中，每組學生負責設計并驗證不同假設，如摩擦力與接觸面積、壓力大小或材質類型的關系。通過數字化協(xié)作工具，如共享白板或在線學習平臺，學生可實時分享實驗方案和數據分析結果。在小組討論中，每位成員都需要明確分工，如數據采集實驗操作和結果分析等，通過協(xié)作完成復雜任務。共享白板功能讓每位組員都能清晰了解小組實驗進展，并對實驗方案提出建議。

借助在線協(xié)作工具（如白板、電子學習平臺）實現異步合作。異步合作是通過數字化工具實現的另一種高效學習方式，學生可利用課后時間，通過電子學習平臺繼續(xù)完善實驗數據的分析。各小組最終通過數字化工具展示實驗成果，如PPT、數據圖表或視頻短片，并在任務匯報環(huán)節(jié)與其他小組分享結論。其他組員通過平臺評論功能提供反饋，進一步優(yōu)化成果展示。這種開放的學習模式能提升學生的團隊協(xié)作能力，還通過跨組互動增強了他們對科學問題的多視角理解。教師通過平臺實時監(jiān)控每組實驗進展，適時提供指導，保證每位學生都能在合作中獲得成長。

（四）評價與反饋策略

基于數字平臺的多元評價（任務完成情況、實驗記錄）。數字化評價系統(tǒng)在項目式學習中發(fā)揮著至關重要的作用。在“摩擦力”單元教學中，評價內容涵蓋任務完成情況、實驗設計合理性、數據分析質量以及成果展示的創(chuàng)新性與邏輯性。教師通過數字平臺對實驗記錄進行多維評估。例如，平臺可以記錄每組學生的實驗數據提交時間和精度，并生成動態(tài)學習報告，幫助教師全面掌握學生的學習狀況。

AI"輔助個性化反饋（智能化作業(yè)批改）。AI輔助的個性化反饋進一步提升了評價的有效性。智能批改工具可以根據學生提交的實驗報告自動識別常見問題，如數據遺漏或分析不夠深入，并生成有針對性的改進建議。例如，當學生未能正確控制變量導致數據偏差時，平臺會提示并提供相關知識點的復習資料。教師還可以根據AI生成的報告，為學生制定更具針對性的后續(xù)學習計劃。在課堂評價環(huán)節(jié)，學生之間的互評功能也通過平臺得以實現。各組成員對實驗數據的完整性分析的準確性和成果展示的清晰度進行評分，形成多元化的評價體系，從而實現深度學習目標。例如，北京市某小學科學教師借助“虛擬實驗室”平臺，開展了一次關于摩擦力影響因素的探究實驗。學生通過平臺中的模擬實驗模塊，選擇不同材質的表面（如玻璃、砂紙、橡膠）和不同壓力條件，在線調整實驗參數并觀察摩擦力變化的結果。平臺提供了詳細的數據輸出，包括力的變化曲線和實驗記錄。這種直觀的數字化工具讓學生可以在短時間內完成多組對比實驗，突破了傳統(tǒng)課堂中實驗器材受限的問題。實驗結束后，學生使用Excel制作數據圖表，分析摩擦力與材質和壓力之間的關系，并通過電子協(xié)作平臺提交實驗報告。研究表明，這種方式不僅有效提升了學生的科學探究能力，還增強了他們對抽象科學概念的理解能力。

三、未來改進方向

（一）深化跨學科整合，探索更多數字化手段的應用

未來，小學科學教學中的項目式學習需要進一步深化跨學科整合，以充分發(fā)揮數字化資源的潛力。在“摩擦力”單元的教學實踐中，將科學與數學、信息技術等學科融合，可極大提升學生的綜合學習能力。例如，通過結合數學課程中的數據分析模塊，教師可指導學生利用表格、圖表等工具，更精準地整理和分析實驗數據，從而得出科學結論。幫助學生更好地理解摩擦力的相關知識。而且信息技術課程可以引導學生使用模擬軟件，開展虛擬實驗，以解決實際教學中資源和時間的限制。為實現這一目標，教師可探索更多數字化教學手段，如在線實驗平臺、虛擬現實技術等，使科學學習過程更加生動。同時跨學科整合需要教師具備更廣泛的學科背景和數字化技能。因此，學校應通過培訓支持，幫助教師全面提升跨學科教學能力和技術應用水平，以進一步滿足學生日益增長的學習需求。

（二）建立小學科學項目式學習的數字資源庫

數字資源庫的建立是推動小學科學項目式教學深入發(fā)展的關鍵一步。通過持續(xù)優(yōu)化數字化工具的應用，教師為學生提供更多高質量的學習資源，幫助他們更高效地進行科學探究。在“摩擦力”單元的教學中，數字資源庫可以包含實驗視頻、課件、虛擬實驗工具以及學生實驗報告的范例等。這為課堂教學提供了支持，而資源庫的內容可以涵蓋不同難度的項目，滿足不同層次學生的學習需求。更重要的是，資源庫的建立并不限于“摩擦力”單元，還為其他科學概念的教學提供借鑒。例如，教師可以將重力、電磁現象等其他科學主題的項目式學習內容納入其中，從而實現資源的共享與循環(huán)使用。隨著資源庫的不斷擴展，項目式學習的實施效率和教學質量將大幅提升，有助于學生科學素養(yǎng)的全面發(fā)展。同時資源庫的建設需要教師的積極參與，尤其是在資源的整理更新和實踐中的反饋環(huán)節(jié)，從而保證其內容的高效性。

數字化轉型背景下的小學科學項目式學習，是現代教育理念與技術融合的生動體現。通過數字化工具的深度應用，教師能夠為學生創(chuàng)造更加豐富、多樣和高效的學習環(huán)境，充分激發(fā)學生對科學探究的興趣和熱情。在“摩擦力”單元的教學實踐中，結合數字化資源與項目式學習的教學策略，有效提升了學生的科學思維能力和實踐技能。虛擬實驗室、數據可視化工具以及在線協(xié)作平臺等數字化手段，不僅豐富了教學內容，更幫助學生在跨學科實踐中實現了深度學習。然而，數字化教學的推廣仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括數字資源的有效整合、教師數字化教學能力的培養(yǎng)，以及跨學科協(xié)作的全面實現。因此，未來需要從更深層次推進數字化教育改革，構建全面的教學資源庫，探索更多適合小學科學教學的數字化工具，同時注重提升教師的專業(yè)技能和技術素養(yǎng)。通過這一系列努力，小學科學教育將在數字化轉型的浪潮中煥發(fā)新的生機。在未來的教學實踐中，我們需始終以學生為中心，注重培養(yǎng)其科學探究精神、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作意識，讓數字化技術真正為學生成長服務。只有在技術與教育的深度融合中，才能不斷推進小學科學教育的現代化發(fā)展，為學生未來的學習與成長奠定堅實基礎。

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