基于真實(shí)情境的“顏色魔法師”微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

〔摘" "要〕" 本研究旨在通過(guò)微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)激發(fā)小學(xué)生的科學(xué)探究興趣和增進(jìn)其核心科學(xué)素養(yǎng)。本項(xiàng)目以花青素的顯色反應(yīng)為教學(xué)載體，基于真實(shí)世界的“漸變色飲料調(diào)配”情境，聚焦核心概念，結(jié)合數(shù)字化傳感器，引導(dǎo)學(xué)生從觀察現(xiàn)象到科學(xué)原理的探究，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物質(zhì)變化與化學(xué)反應(yīng)的深入理解。通過(guò)設(shè)計(jì)交互性評(píng)價(jià)體系，強(qiáng)化了學(xué)生的過(guò)程體驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。研究結(jié)果表明，真實(shí)情境下的微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是連接理論與實(shí)踐、校內(nèi)與校外教育的有效橋梁，為學(xué)生提供了一個(gè)全面而深入的科學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；真實(shí)情境；微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；校外科技教育

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0076-03

《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，提出探索利用人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段改進(jìn)和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)提出做好校內(nèi)校外銜接，打造中小學(xué)生“第二課堂”，形成與學(xué)校教育相銜接的課程體系。校外科技教育是校內(nèi)科學(xué)教育的重要補(bǔ)充。

微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是指某個(gè)主題下由若干種預(yù)設(shè)活動(dòng)組成的一個(gè)教學(xué)任務(wù)鏈，在課堂上為學(xué)生提供15～20分鐘長(zhǎng)時(shí)間段探索性項(xiàng)目任務(wù)，或者在課外用類似實(shí)踐性作業(yè)的形式對(duì)某個(gè)內(nèi)容或主題進(jìn)行小探索。微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)校外科學(xué)教育目標(biāo)的關(guān)鍵途徑，通過(guò)項(xiàng)目式的任務(wù)設(shè)計(jì)，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。本文以越秀區(qū)少年宮“顏色魔法師”花青素的顯色反應(yīng)為例，從主題活動(dòng)的視角出發(fā)，立足于核心素養(yǎng)培養(yǎng)，提煉驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的“漸變色飲料的調(diào)配”情境學(xué)習(xí)實(shí)踐，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究并設(shè)計(jì)交互性評(píng)價(jià)，闡述真實(shí)情境下的微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

一、全面設(shè)計(jì)：確立微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)鏈

在校外科技教學(xué)中實(shí)施微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，并非僅僅是將各種活動(dòng)內(nèi)容的簡(jiǎn)單堆砌，而是以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，全面深化設(shè)計(jì)活動(dòng)內(nèi)容。從教育的宏觀角度出發(fā)，明確微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的具體目標(biāo)，這些目標(biāo)不僅要與學(xué)生的知識(shí)技能發(fā)展相匹配，還要與對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)相結(jié)合。

（一）聚焦核心概念

構(gòu)建核心概念有助于學(xué)生深入理解與日常生活緊密相關(guān)的事件和現(xiàn)象。根據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》），本微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)旨在讓學(xué)生掌握的大概念包括物質(zhì)與能量、穩(wěn)定與變化?；谝陨戏治?，借助金字塔圖示梳理了學(xué)生從知識(shí)到大概念的進(jìn)階圖，幫助學(xué)生搭建走向大概念的階梯（如下圖）。在微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)探索和理解這些核心概念。

本課程內(nèi)容緊密圍繞《課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出的“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”這一核心概念，同時(shí)提到物質(zhì)的變化分為物理變化和化學(xué)變化，前者不產(chǎn)生新物質(zhì)，而后者則伴隨著新物質(zhì)的生成。本課程旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到花青素在不同溶液中顏色變化的奧秘，并推測(cè)其背后的化學(xué)變化，為后續(xù)學(xué)習(xí)淀粉遇碘變色以及維生素C引起的褪色現(xiàn)象打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）依托《課程標(biāo)準(zhǔn)》確立學(xué)習(xí)目標(biāo)

確立微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)該具備具體、可衡量、可實(shí)現(xiàn)、相關(guān)性強(qiáng)，并具有明確的時(shí)限性的特點(diǎn)；目標(biāo)的設(shè)定要充分考慮學(xué)生的年齡特點(diǎn)、認(rèn)知水平和興趣點(diǎn)，確保每個(gè)學(xué)生都能在項(xiàng)目中找到自己的興趣和動(dòng)力。

“顏色魔法師”作為越秀區(qū)少年宮趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)班中級(jí)班的開(kāi)篇之作，專為五、六年級(jí)學(xué)生量身定制。經(jīng)過(guò)啟蒙班的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技巧。中級(jí)班課程以科學(xué)探究為核心，致力于提升學(xué)生的思考力和表達(dá)力。通過(guò)親手操作和細(xì)致觀察，學(xué)生不僅見(jiàn)證了實(shí)驗(yàn)中顏色變化的奇妙過(guò)程，更將科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為深刻的知識(shí)理解，從而增強(qiáng)了動(dòng)手能力和對(duì)科學(xué)探索的熱情與嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的四個(gè)維度，確立了本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體內(nèi)容（如下表）。四個(gè)維度共同構(gòu)成了科學(xué)課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。

“顏色魔法師”教學(xué)目標(biāo)

[目標(biāo)維度 具體內(nèi)容 科學(xué)觀念 知道花青素在不同溶液中會(huì)呈現(xiàn)不同顏色，能舉例說(shuō)明物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，有些產(chǎn)生了新物質(zhì)，有些則沒(méi)有 科學(xué)思維 從探究實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象中，尋找證據(jù)解釋和判斷花青素在不同溶液中的顏色變化過(guò)程中是否產(chǎn)生了新物質(zhì) 探究實(shí)踐 設(shè)計(jì)方案，經(jīng)歷花青素在不同溶液中的顏色變化探究過(guò)程，培養(yǎng)觀察記錄和表達(dá)交流的能力 態(tài)度責(zé)任 樂(lè)于探究實(shí)踐，養(yǎng)成細(xì)致觀察、及時(shí)記錄的習(xí)慣和態(tài)度，發(fā)展進(jìn)一步探究物質(zhì)變化現(xiàn)象的興趣和愿望 ]

（三）設(shè)計(jì)微項(xiàng)目式活動(dòng)內(nèi)容

“顏色魔法師”主題活動(dòng)，通過(guò)“引”——"導(dǎo)入課程、“探”——探究實(shí)驗(yàn)、“用”——"遷移應(yīng)用、“評(píng)”——"活動(dòng)育人四個(gè)環(huán)節(jié)的精心設(shè)計(jì)，確立了本項(xiàng)目的活動(dòng)內(nèi)容。旨在激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究能力與科學(xué)思維，點(diǎn)燃他們對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情，鼓勵(lì)他們將科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和運(yùn)用能力。

（四）依托問(wèn)題串推動(dòng)活動(dòng)進(jìn)程

“用什么問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)投入思考”，是微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。通過(guò)一系列驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題完成相互關(guān)聯(lián)、逐步深入的學(xué)習(xí)任務(wù)，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)，我們構(gòu)建了一系列驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：“為什么自沖和網(wǎng)紅蝶豆花飲料顏色不同？”“選擇材料，設(shè)計(jì)方案，探究實(shí)驗(yàn)”“為什么蝶豆花溶液會(huì)呈現(xiàn)不同顏色？”“網(wǎng)紅漸變色飲料在調(diào)配過(guò)程中加入了什么物質(zhì)？”

四個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題緊扣目標(biāo)，一線串珠，由表及里，直指重點(diǎn)難點(diǎn)在具體環(huán)節(jié)中的精準(zhǔn)落實(shí)，由現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)上升到原理探究，由知識(shí)學(xué)習(xí)再回歸生活實(shí)踐，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與應(yīng)用。且結(jié)合數(shù)字化設(shè)備揭秘科學(xué)原理，為拓展微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的深度提供保障，確保學(xué)生能夠在一個(gè)充滿探索和發(fā)現(xiàn)的環(huán)境中，深化對(duì)科學(xué)概念的理解和掌握。

二、全景建構(gòu)：“四真”促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展

校外科技教學(xué)不僅要重視“技能”，更重要的是提升“理論”，借助微項(xiàng)目式任務(wù)情境，可以促進(jìn)技能走向理論，提高學(xué)生自主探究實(shí)踐的能力，引導(dǎo)學(xué)生邁向更深層次理論的學(xué)習(xí)。

（一）真情境啟發(fā)學(xué)生思考真問(wèn)題

在本節(jié)課中，學(xué)生已經(jīng)積累了一定的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。他們對(duì)科學(xué)課程充滿熱情，擁有強(qiáng)烈的好奇心，并對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)表現(xiàn)出濃厚的興趣。大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)能夠進(jìn)行有效觀察，并且在學(xué)習(xí)小組內(nèi)具備了基本的合作與交流能力。但是也存在觀察不細(xì)致、實(shí)驗(yàn)無(wú)序操作、動(dòng)手操作能力較差的現(xiàn)象。學(xué)生在校內(nèi)科學(xué)課程中已經(jīng)接觸過(guò)物質(zhì)變化的實(shí)例，了解到在某些情況下，物體可能只是形狀或體積發(fā)生變化，例如切割或擠壓，而物體本身的物質(zhì)并未改變。然而在其他情況下，如燃燒或生銹，物體發(fā)生了化學(xué)變化，其組成物質(zhì)也隨之發(fā)生了變化。且在校內(nèi)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已學(xué)習(xí)淀粉遇碘變色產(chǎn)生新物質(zhì)是化學(xué)變化，對(duì)于顏色改變的過(guò)程可能產(chǎn)生新的物質(zhì)具有一定的了解。

本節(jié)課基于“網(wǎng)紅飲料”的真實(shí)情境，對(duì)比網(wǎng)紅蝶豆花飲料和自沖蝶豆花飲料顏色不同，創(chuàng)設(shè)“調(diào)配漸變色飲料”的真實(shí)情境微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考顏色不同的原因，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究興趣，并利用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

（二）真問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生落實(shí)真任務(wù)

這一環(huán)節(jié)借助情境搭建思維支架，為學(xué)生自主探究提供合適的學(xué)習(xí)資源，將學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)進(jìn)程融入微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的情境，建立情境與學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，推動(dòng)學(xué)生自主求解，深化學(xué)生的認(rèn)知體驗(yàn)。

這一任務(wù)過(guò)程分三步走：一是觀察飲料，做出假設(shè)。學(xué)生分組討論兩杯飲料顏色不同的原因，并經(jīng)歷做出假設(shè)的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。二是設(shè)計(jì)方案，探究實(shí)驗(yàn)。學(xué)生小組經(jīng)歷三個(gè)關(guān)鍵步驟：挑選實(shí)驗(yàn)材料、討論實(shí)驗(yàn)方案以及開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生選擇不同的廚房材料，設(shè)計(jì)探究方案，經(jīng)歷探究過(guò)程后，學(xué)生直觀感知了蝶豆花在不同溶液中呈現(xiàn)不同顏色，體驗(yàn)到了物質(zhì)變化過(guò)程中顏色變化的多樣性，有利于學(xué)生養(yǎng)成細(xì)致觀察、及時(shí)記錄的習(xí)慣。小組成員的合理分工、有效合作提高了實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，也有助于培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于交流合作的態(tài)度。三是分析討論，分享交流。學(xué)生經(jīng)歷組內(nèi)交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、組間交流匯報(bào)數(shù)據(jù)、師生小結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論、揭秘材料特性四個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)分析對(duì)比，加入不同物質(zhì)后蝶豆花溶液顏色發(fā)生變化，推理該過(guò)程產(chǎn)生新物質(zhì)。為什么蝶豆花溶液呈現(xiàn)不同顏色？播放提前使用Dream"Face"App制作的波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑的視頻，揭秘蝶豆花變色的原因是含有花青素。學(xué)生小組利用pH試紙來(lái)測(cè)定實(shí)驗(yàn)溶液的酸堿度，認(rèn)識(shí)到pH試紙僅能通過(guò)顏色變化來(lái)識(shí)別溶液的酸堿性質(zhì)。每一位學(xué)生對(duì)顏色的敏感程度不同，如何才能準(zhǔn)確判斷？進(jìn)而教師提出借助數(shù)字化設(shè)備，學(xué)生檢測(cè)不同的廚房材料溶液的酸堿度，直觀讀數(shù)pH值，結(jié)合不同pH值的酸堿度，揭秘花青素在不同的酸堿環(huán)境中呈現(xiàn)不同顏色的科學(xué)原理，發(fā)展學(xué)生進(jìn)一步探究物質(zhì)變化現(xiàn)象的興趣。

（三）真任務(wù)促進(jìn)學(xué)生思維真發(fā)展

回應(yīng)“網(wǎng)紅飲料”這一情境，用新學(xué)的科學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題，推測(cè)在調(diào)配漸變色飲料過(guò)程中加入了哪些物質(zhì)，做到首尾呼應(yīng)。將學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活實(shí)踐相結(jié)合，將科學(xué)原理應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系生活。根據(jù)不同情境布置作業(yè)：情境相同——為家人表演“顏色魔法師”實(shí)驗(yàn)；情境相似——尋找常見(jiàn)的富含花青素的水果蔬菜；情境不同——為家人制作一個(gè)色彩豐富的包菜菜肴。三個(gè)不同的情境，聯(lián)系真實(shí)生活，難度逐層增加，同時(shí)巧借作業(yè)，聯(lián)動(dòng)家校，增進(jìn)親子溝通。

本課程通過(guò)“四真”教學(xué)法，基于生活情境，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很多天馬行空的想法，主動(dòng)將科學(xué)知識(shí)延伸到課外生活中，實(shí)現(xiàn)微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的目標(biāo)。這不僅增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，還激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生的全面發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、全面反饋：交互性評(píng)價(jià)反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況

在微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生結(jié)合評(píng)價(jià)量規(guī)表自我反思和審視自身在該學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得的各項(xiàng)能力，有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身的成長(zhǎng)，更是塑造正確科學(xué)價(jià)值觀的關(guān)鍵步驟。強(qiáng)化過(guò)程評(píng)價(jià)的重要性，構(gòu)建自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)的多維交互評(píng)價(jià)模式，關(guān)注學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中的真實(shí)表現(xiàn)，洞察學(xué)生的思維過(guò)程和創(chuàng)新能力。這不僅為學(xué)生提供了一個(gè)展示自我和相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)，也為教師提供了寶貴的信息，用以不斷優(yōu)化教學(xué)策略，提升教學(xué)質(zhì)量。

真實(shí)情境微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不僅服務(wù)于科學(xué)活動(dòng)的核心素養(yǎng)，更是提升校外科技教育課程質(zhì)量、涵養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的可行之路。采用真實(shí)情境微項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中真實(shí)體驗(yàn)，在體驗(yàn)中促進(jìn)科學(xué)學(xué)習(xí)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證體驗(yàn)。在這一過(guò)程中，學(xué)生不斷推進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐并進(jìn)行檢驗(yàn)，從而有效提升了學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性。這種學(xué)習(xí)模式通過(guò)將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，為學(xué)生提供了一個(gè)沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)和實(shí)際操作中深化了對(duì)科學(xué)概念的理解。同時(shí)，這種教學(xué)策略也為校外科技教育與校內(nèi)科學(xué)教育之間的合理銜接搭建了橋梁，為科學(xué)教育的整合提供了創(chuàng)新的思路，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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