大概念下“制作簡易水鐘”項目式學(xué)習(xí)探索

〔摘" "要〕" 2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》強調(diào)大概念在教學(xué)中的重要性，以及項目式學(xué)習(xí)對學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的積極意義。本文以“制作簡易水鐘”項目為例，深入探討大概念下項目式課程的設(shè)計與實踐。詳細闡述從大概念的確立、知識體系搭建、項目問題設(shè)定、任務(wù)規(guī)劃與教學(xué)方式選擇，到學(xué)習(xí)成果驗收的全流程操作，同時介紹利用AI工具提升教學(xué)效果。本研究旨在為小學(xué)科學(xué)教師提供一套可操作、可借鑒的教學(xué)模式，助力提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生綜合素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；大概念；項目式學(xué)習(xí)；AI輔助教學(xué)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）18" " 0052-03

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》中明確要求教師從大概念出發(fā)，對概念體系進行系統(tǒng)性梳理和研究，以此建立學(xué)生進階學(xué)習(xí)發(fā)展的框架。同時要求教師在教學(xué)中，應(yīng)聚焦學(xué)科核心概念，遵循“少而精”的教學(xué)理念進行跨學(xué)科教育和項目式學(xué)習(xí)。

項目化驅(qū)動課程利于提高學(xué)生參與度，但在各種技術(shù)的學(xué)習(xí)中，容易使知識變得碎片化，師生陷入“為做而做”實踐傾向。因此，以大概念為核心，建構(gòu)項目式課程更有利于學(xué)生搭建系統(tǒng)知識框架，讓學(xué)科核心素養(yǎng)得以真正落地。

一、大概念下項目式學(xué)習(xí)設(shè)計理念

大概念下項目式學(xué)習(xí)設(shè)計理念應(yīng)強調(diào)以下幾個方面內(nèi)容。

（一）明確大概念的統(tǒng)整作用

大概念是學(xué)科知識的上位概念，具有高度的抽象性和概括性。它猶如一個知識地圖的核心節(jié)點，將眾多分散的學(xué)科知識緊密相連，為學(xué)生提供了一個系統(tǒng)性的認知框架。例如，在小學(xué)科學(xué)中，“工程與技術(shù)”這一大概念涵蓋了眾多與技術(shù)應(yīng)用和工程設(shè)計相關(guān)的知識內(nèi)容。以教科版科學(xué)五年級上冊“制作簡易水鐘”為例，通過“工程與技術(shù)”大概念的統(tǒng)整，學(xué)生能夠理解制作計時器所涉及的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能實現(xiàn)等知識并非孤立存在，而是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的整體。

這種統(tǒng)整作用還能使他們在面對新的工程技術(shù)問題時，迅速調(diào)動已有的知識經(jīng)驗，進行遷移應(yīng)用。例如，當學(xué)生掌握了水流速度與計時準確性的關(guān)系后，在后續(xù)學(xué)習(xí)其他計時工具或工程設(shè)計時，就能更好地理解類似的原理，如機械鐘表中齒輪傳動與時間顯示的關(guān)系等。

（二）真實性、開放性、合作性和實踐性原則

作為項目式學(xué)習(xí)的基本原則，真實的問題情境能夠喚醒學(xué)生的經(jīng)驗，促進對核心知識的理解與遷移；開放性問題為學(xué)生提供了廣闊的思維空間；合作性原則強調(diào)學(xué)生在項目中的互動與協(xié)作；實踐性原則通過動手操作和實際應(yīng)用，增強學(xué)生的實踐能力。

（三）跨學(xué)科整合與系統(tǒng)性設(shè)計

大概念統(tǒng)整下的項目式學(xué)習(xí)突破了單一學(xué)科的界限，實現(xiàn)了多學(xué)科知識的融合。在“制作簡易水鐘”項目中，涉及科學(xué)（如水流速度、時間測量等物理知識）、技術(shù)（利用注射器、塑料瓶等材料制作工具）、工程（設(shè)計計時器結(jié)構(gòu)和功能）以及數(shù)學(xué)（刻度標注、時間計算）等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識和技能。使他們能夠在復(fù)雜的現(xiàn)實情境中運用多學(xué)科知識解決問題，適應(yīng)未來社會對復(fù)合型人才的需求。

（四）教師角色的轉(zhuǎn)變與專業(yè)發(fā)展

在大概念統(tǒng)整的項目式學(xué)習(xí)中，教師的角色發(fā)生了深刻轉(zhuǎn)變。教師需要深入理解項目式學(xué)習(xí)的理念和方法，掌握學(xué)科大概念的內(nèi)涵和外延，能夠根據(jù)教學(xué)目標和學(xué)生實際情況設(shè)計合理的項目任務(wù)。同時，教師還要不斷提升教學(xué)設(shè)計能力、課堂組織能力和評價能力，通過持續(xù)的專業(yè)發(fā)展，適應(yīng)新時代小學(xué)科學(xué)教學(xué)的要求。

（五）評價與反思

全面而有效的評價是項目式學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。評價不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更要重視學(xué)習(xí)過程。同時，評價要關(guān)注學(xué)生的個體差異，尊重每個學(xué)生的起點和發(fā)展速度。通過多樣化的評價方式，如自評、互評、師評等，讓學(xué)生從不同角度了解自己的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)點和不足，促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自我反思。教師根據(jù)評價結(jié)果及時反思教學(xué)過程中存在的問題，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

二、大概念下項目式學(xué)習(xí)基本流程

為保證在項目式教學(xué)中能夠有效應(yīng)用大概念，在開展項目式教學(xué)時應(yīng)遵循以下基本流程。

（一）確立項目大概念

大概念作為項目式學(xué)習(xí)目標設(shè)計的核心，使項目式學(xué)習(xí)目標更加聚集和有引導(dǎo)性?！拔镔|(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、工程與技術(shù)、地球與宇宙科學(xué)”作為小學(xué)科學(xué)的四個大概念，“制作簡易水鐘”作為本次項目的核心任務(wù)，其主要目的是讓學(xué)生了解技術(shù)與工程對于人類生產(chǎn)生活的巨大影響，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。所以本次項目式學(xué)習(xí)設(shè)定的大概念為“工程與技術(shù)”。

（二）搭建項目知識體系

以德雷克提出的KDB模式為基礎(chǔ)，將大概念從“知識、行為、態(tài)度”三方面進行表達，建構(gòu)以大概念為頂點、跨學(xué)科概念和核心概念為中層、具體事實概念為底層的知識金字塔模型。在項目中，大概念為“工程與技術(shù)”，跨學(xué)科概念包括“結(jié)構(gòu)與功能”“系統(tǒng)與模型”等，核心概念涉及“技術(shù)、工程與社會”“工程設(shè)計與物化”等。

（三）確立項目問題

依據(jù)知識金字塔，確立項目結(jié)構(gòu)問題和具體問題。以確保整個項目是真的指向大概念。然后根據(jù)上述知識體系和問題，建立本次項目課程金字塔。

（四）規(guī)劃項目任務(wù)，靈活教學(xué)方式

1.規(guī)劃項目任務(wù)

項目任務(wù)應(yīng)包含核心任務(wù)和支持性任務(wù)兩個方面，通過核心任務(wù)驅(qū)動學(xué)生開展持久和深入的探究，并以支持性任務(wù)引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成核心任務(wù)。本次項目核心任務(wù)為制作簡易水鐘，支持性任務(wù)則依照工程迭代的基本流程（具體項目任務(wù)分解表如表1所示），目的是讓學(xué)生經(jīng)歷完整的工程設(shè)計流程。

2.教學(xué)方式選擇

根據(jù)項目任務(wù)的特點和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，靈活選擇多種教學(xué)方式。在頭腦風暴環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生自由思考、大膽發(fā)言，激發(fā)創(chuàng)新靈感；小組討論促進學(xué)生之間的思想交流和合作學(xué)習(xí)；角色扮演讓學(xué)生更好地融入項目情境，增強學(xué)習(xí)的趣味性和代入感；方案設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)劃能力和邏輯思維。通過多樣化教學(xué)方式的綜合運用，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)習(xí)效果。

（五）驗收學(xué)習(xí)成果

1.評價量表設(shè)計與應(yīng)用

建立科學(xué)合理的表現(xiàn)性評價量表是驗收學(xué)習(xí)成果的重要手段。在“制作簡易水鐘”項目中，評價量表從作品完整度、團隊合作、交流表達、科學(xué)知識四個維度進行設(shè)計。

2.成果展示與反饋

組織學(xué)生進行成果展示，各小組展示制作的簡易計時器，并分享制作過程中的經(jīng)驗和體會。在展示過程中，其他小組和教師可以提出問題和建議，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和共同提高。同時，教師根據(jù)學(xué)生的展示和評價結(jié)果，及時給予反饋，肯定學(xué)生的優(yōu)點和進步，指出存在的問題和不足，鼓勵學(xué)生進一步改進和完善作品，加深對知識的理解和掌握。

三、反思與總結(jié)

AI工具在“制作簡易水鐘”項目中發(fā)揮了重要作用。通過剪映等軟件創(chuàng)設(shè)救援情境，激發(fā)學(xué)生興趣與主動性；豆包等創(chuàng)建的AI智能體為學(xué)生提供信息，引導(dǎo)改進設(shè)計，拓展思維，提升作品質(zhì)量，還幫助明確評價標準；問卷詞云功能輔助教師分析學(xué)生情況，優(yōu)化教學(xué)。實踐研究體現(xiàn)了大概念下小學(xué)科學(xué)項目化課程的價值，其整合知識、創(chuàng)設(shè)情境、遵循流程等原則，培養(yǎng)學(xué)生多種能力，轉(zhuǎn)變教師角色，但仍面臨教學(xué)時間、教師能力提升、AI與教學(xué)融合等挑戰(zhàn)，未來將繼續(xù)探索優(yōu)化。

參考文獻

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