“設(shè)計(jì)與工程”單元的“水火箭”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

〔摘" "要〕" 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，需要學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性自主探究與學(xué)習(xí)，從中獲取知識、解決問題?？茖W(xué)是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，具有實(shí)踐性的特征，實(shí)踐與理論學(xué)習(xí)通常相伴相隨，共同促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展。在教學(xué)中應(yīng)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，能夠更好地推進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行自我實(shí)踐研究，提升其問題解決能力、科學(xué)探究精神等綜合素質(zhì)。本文以青島版科學(xué)六年級上冊“設(shè)計(jì)與工程”單元為例，探討在教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生發(fā)展的重點(diǎn)，依據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)導(dǎo)向性的問題以指導(dǎo)學(xué)生深度探究，同時組織學(xué)生以合作形式團(tuán)結(jié)力量共同探究，以此提升其探究成效。最終以評價總結(jié)反思學(xué)生在整個項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，以汲取教訓(xùn)優(yōu)化教學(xué)，推進(jìn)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的持續(xù)優(yōu)化。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；“設(shè)計(jì)與工程”

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0067-03

科學(xué)學(xué)習(xí)具有實(shí)踐性，需要學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中有實(shí)踐探究與驗(yàn)證的過程。新課標(biāo)也倡導(dǎo)以探究和實(shí)踐為主的多樣化方式，讓學(xué)生主動參與、動手動腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過程。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，小學(xué)科學(xué)的開展形式與傳統(tǒng)課堂大不相同，教師不再是講臺上孜孜不倦講授內(nèi)容的角色，學(xué)生的參與才是整個課堂關(guān)注的焦點(diǎn)。需要讓學(xué)生在理論知識的引導(dǎo)下自主跟隨項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐，再回過來以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的實(shí)踐檢驗(yàn)所學(xué)理論知識，切實(shí)讓學(xué)生在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識，有效提高學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在科學(xué)教學(xué)中的價值

（一）有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

很多教師受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，并不重視學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的實(shí)踐探究，只是一味地講解知識，讓學(xué)生被動接收信息。這樣的課堂教學(xué)模式，對于喜好玩樂的小學(xué)生而言自然極為枯燥，他們學(xué)習(xí)時也更容易產(chǎn)生倦怠心理。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不再執(zhí)著于理論知識的灌輸，而是將科學(xué)知識融入具體情境中，使學(xué)生在動手實(shí)踐和解決問題的過程中主動探索和發(fā)現(xiàn)。這樣便打破了課堂的單調(diào)性，還賦予了學(xué)習(xí)以實(shí)際意義，讓學(xué)生感受到科學(xué)知識的應(yīng)用價值，有效激發(fā)其好奇心和求知欲。通過參與項(xiàng)目，學(xué)生能夠體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂趣，逐漸形成對科學(xué)學(xué)習(xí)的積極態(tài)度，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)的主動性和持續(xù)性。而且相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)更重視學(xué)生的主體地位，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再局限于單一化的知識探索，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的全方位提升。

（二）有助于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

新課標(biāo)指出，義務(wù)教育階段科學(xué)核心素養(yǎng)主要包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面內(nèi)容。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，小學(xué)科學(xué)主要是圍繞開放性主題展開持續(xù)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)實(shí)踐鏈條——從發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)方案到驗(yàn)證結(jié)論，逐步構(gòu)建起科學(xué)觀念與探究能力。在此過程中，知識不再孤立存在，而是轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的工具，教師能清晰觀察到學(xué)生的科學(xué)思維、理解能力及合作能力的同步發(fā)展。而且，學(xué)生在自主探索中形成的科學(xué)態(tài)度和實(shí)證精神通常比接受傳統(tǒng)講授更深刻持久，這也就是核心素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展過程。而在學(xué)生合作探究的過程中，為了實(shí)現(xiàn)相對應(yīng)的目的，通常需要經(jīng)歷互相協(xié)作的觀點(diǎn)碰撞、重復(fù)構(gòu)思和解決問題，以此逐步形成相對應(yīng)的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。這樣，學(xué)生的核心素養(yǎng)就得到了全面發(fā)展，其綜合素質(zhì)也受到影響，不斷成長。

二、“設(shè)計(jì)與工程”單元“水火箭”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

（一）依據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容，設(shè)置導(dǎo)向問題

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，問題是指引學(xué)生思考和探究的重要手段，在教師提出的問題指引下，學(xué)生有了自主探究的方向，也因此得以有效提升探究效率，避免方向偏移、“走進(jìn)死胡同”等情況發(fā)生。設(shè)計(jì)問題并不只是考慮學(xué)生探究的內(nèi)容，還需綜合考慮學(xué)生實(shí)際，應(yīng)以激發(fā)學(xué)生探究興趣、引導(dǎo)其深度思考和推動項(xiàng)目進(jìn)展為目標(biāo)。既要貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，與科學(xué)原理和工程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，使學(xué)生能夠從實(shí)際問題出發(fā)，逐步構(gòu)建知識體系，也要具有層次性和開放性，能夠?yàn)閷W(xué)生提供明確的探究方向，同時鼓勵學(xué)生提出多樣化的解決方案。而且問題的指引應(yīng)貫穿項(xiàng)目的全過程，從前期設(shè)計(jì)到中期制作再到后期完善，幫助學(xué)生不斷反思和改進(jìn)，以有效引導(dǎo)學(xué)生主動參與科學(xué)探究，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力和問題解決能力，同時促進(jìn)其對科學(xué)原理和工程設(shè)計(jì)方法的深入理解。

在“水火箭”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師可以圍繞“如何設(shè)計(jì)并制作一個能夠飛得更高更穩(wěn)的水火箭”的核心問題，設(shè)計(jì)一系列導(dǎo)向問題，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成項(xiàng)目。在項(xiàng)目初期，提出“水火箭飛行的原理是什么？”“哪些因素會影響水火箭的飛行高度和穩(wěn)定性？”等問題，幫助學(xué)生理解氣壓、反作用力等科學(xué)原理，激發(fā)學(xué)生對設(shè)計(jì)要素的思考；在設(shè)計(jì)與制作階段，進(jìn)一步提出“如何優(yōu)化水火箭的結(jié)構(gòu)以提高其性能？”“如何選擇合適的材料和工具？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動手實(shí)踐；而在后期，則要縱觀整個探究過程，有針對性地提出“如何通過測試數(shù)據(jù)改進(jìn)水火箭的設(shè)計(jì)？”“如何解決飛行過程中出現(xiàn)的問題？”等，讓學(xué)生再一次深入分析數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在問題的指引下，學(xué)生需要通過實(shí)驗(yàn)探究氣壓與反作用力的關(guān)系，理解水火箭飛行的基本原理，以分組討論的形式，集思廣益，齊心協(xié)力設(shè)計(jì)水火箭的結(jié)構(gòu)，考慮火箭頭、箭身、尾翼等部件的形狀和材料，嘗試不同的設(shè)計(jì)方案。在制作過程中，利用塑料瓶、膠帶、硬紙板等材料，按照設(shè)計(jì)圖紙動手制作水火箭。完成制作后，學(xué)生進(jìn)行多次測試，記錄飛行高度、飛行軌跡等數(shù)據(jù)，并通過分析數(shù)據(jù)找出影響性能的關(guān)鍵因素。根據(jù)測試結(jié)果對水火箭進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過調(diào)整尾翼的角度、優(yōu)化火箭頭的形狀等一系列調(diào)整，最終制成一個性能優(yōu)異的水火箭。

（二）劃分學(xué)習(xí)小組，開展項(xiàng)目探究

團(tuán)結(jié)就是力量，這在科學(xué)實(shí)踐探究中也是同樣的。小學(xué)生個人的探究能力或許不強(qiáng)，但集合起來卻能夠形成一股不小的力量，共同推進(jìn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開展、進(jìn)行、結(jié)束。因此，把學(xué)生劃分為學(xué)習(xí)小組開展項(xiàng)目探究，既是在提升學(xué)生的探究效率，也是在充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展和核心素養(yǎng)的鍛煉。在開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師有必要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和工程實(shí)踐規(guī)律進(jìn)行科學(xué)分組，根據(jù)學(xué)生知識儲備、動手能力、性格特征等要素進(jìn)行異質(zhì)分組，以保證每個小組都有不同特質(zhì)的成員。同時，為了便于監(jiān)管，確保每個學(xué)生都能積極參與，教師可在其中設(shè)置明確的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，建立個人的責(zé)任清單，充分調(diào)動學(xué)生在小組中的參與積極性，以提高整個項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

在“水火箭”項(xiàng)目啟動時，教師可首先通過問卷調(diào)查了解學(xué)生的興趣特長：有的擅長繪畫設(shè)計(jì)，有的動手能力突出，有的邏輯思維較強(qiáng)，根據(jù)異質(zhì)分組原則，將不同特質(zhì)的學(xué)生組合。比如，將愛畫畫的學(xué)生、喜歡動手實(shí)踐的學(xué)生、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)的學(xué)生等分為一組，共同完成一個項(xiàng)目。基于此，發(fā)放“水火箭設(shè)計(jì)任務(wù)單”，要求小組在三天內(nèi)完成：第一，繪制三套設(shè)計(jì)方案圖，清晰展現(xiàn)各個部分以及所使用的材料；第二，列出所需材料清單，以及對所設(shè)計(jì)的草圖進(jìn)行較為詳細(xì)的說明；第三，預(yù)估所制作的水火箭的飛行高度，便于后續(xù)數(shù)據(jù)對比。基于此，組員通過家庭作業(yè)收集飲料瓶、膠帶等材料，課上根據(jù)“水火箭設(shè)計(jì)任務(wù)單”中的表格列舉其制作方案，并在對比和教師的指引下，從三種設(shè)計(jì)方案中選取一種可行的方式。

在完成制作后，要對制作出來的水火箭進(jìn)行測試和優(yōu)化。因此，需要將學(xué)生重新分組為“觀測組”和“放飛組”，分別負(fù)責(zé)火箭放飛操作和飛行數(shù)據(jù)采集。教師此時需著重引領(lǐng)學(xué)生不斷調(diào)整30°，45°，60°的角度，看一看在不同角度下水火箭放飛的情況。最終，根據(jù)測試數(shù)據(jù)，再一次對其制作的水火箭進(jìn)行分析優(yōu)化。

（三）設(shè)置項(xiàng)目評價，反思學(xué)習(xí)效果

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有一個重要的環(huán)節(jié)，即展示環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)一方面是為了給予學(xué)生展示自我、表現(xiàn)自我的機(jī)會，讓學(xué)生能夠從中汲取動力，促使他們在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中不斷探索、學(xué)習(xí)，收獲更好的學(xué)習(xí)成效；另一方面，則是為了能夠?qū)ζ溥M(jìn)行評價，總結(jié)其中的不足與亮點(diǎn)，便于學(xué)生從中汲取經(jīng)驗(yàn)，找準(zhǔn)自我提升的方向，促使學(xué)生不斷成長與發(fā)展。根據(jù)新課標(biāo)中對評價所提到的“構(gòu)建素養(yǎng)導(dǎo)向的綜合評價體系”，教師在評價中需注重將其貫穿于項(xiàng)目開始、進(jìn)行和展示的整個過程，以確保學(xué)生在每個環(huán)節(jié)都能得到及時的反饋和指導(dǎo)。評價標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)多元化，既要最終成果，還要重視學(xué)生的參與度、合作能力、創(chuàng)新思維和問題解決能力。通過自評、互評和師評相結(jié)合的方式，學(xué)生能夠從不同角度審視自己的學(xué)習(xí)過程，發(fā)現(xiàn)不足并加以改進(jìn)。在反思環(huán)節(jié)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，思考如何將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際生活中，進(jìn)一步深化對科學(xué)概念和工程原理的理解。

根據(jù)“水火箭”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施情況，教師可簡要將評價分為兩個階段，即項(xiàng)目進(jìn)行中和項(xiàng)目結(jié)束后。在項(xiàng)目進(jìn)行中，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生設(shè)計(jì)和制作階段的表現(xiàn)，通過設(shè)置階段性評價任務(wù)，要求學(xué)生提交設(shè)計(jì)草圖并解釋其設(shè)計(jì)理念，或者記錄制作過程中的關(guān)鍵步驟和遇到的問題，以對學(xué)生進(jìn)行綜合性檢測。同時，通過小組討論和教師點(diǎn)評，學(xué)生能夠及時調(diào)整設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化制作流程。比如在設(shè)計(jì)水火箭時，學(xué)生最初忽略了空氣阻力的影響，導(dǎo)致火箭飛行距離不理想，通過教師的引導(dǎo)和同伴的建議，其重新設(shè)計(jì)火箭的頭部形狀，進(jìn)一步優(yōu)化了水火箭的設(shè)計(jì)。這樣，既能夠讓學(xué)生在其中充分鍛煉綜合素質(zhì)，發(fā)展核心素養(yǎng)，還能夠再次優(yōu)化學(xué)習(xí)成果，給足其探究展示的動力。

而在項(xiàng)目結(jié)束后的測試和優(yōu)化階段，則要組織學(xué)生進(jìn)行成果展示和反思總結(jié)。每個小組需要展示他們的水火箭，并詳細(xì)說明設(shè)計(jì)思路、制作過程、測試結(jié)果和改進(jìn)措施。通過自評和互評，學(xué)生能夠從不同角度審視自己的作品，發(fā)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)和不足。最后再對自己的水火箭進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)的科學(xué)知識，并培養(yǎng)其自我反思和持續(xù)改進(jìn)的能力。

三、結(jié)語

綜上所述，小學(xué)科學(xué)因其性質(zhì)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相結(jié)合有許多先天的優(yōu)勢，能夠更好地引領(lǐng)學(xué)生在科學(xué)探究中發(fā)展核心素養(yǎng)。并且，在以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)模式上，學(xué)生顯然也會更具活力，學(xué)習(xí)時自然也會積極參與，進(jìn)一步提高其學(xué)習(xí)質(zhì)量。教師需把握其特質(zhì)與優(yōu)勢，根據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)計(jì)導(dǎo)向性的問題以引導(dǎo)學(xué)生探究，同時，學(xué)生團(tuán)隊(duì)的力量可有效提高學(xué)習(xí)效率，經(jīng)過評價與總結(jié)，推進(jìn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在小學(xué)科學(xué)中的有效應(yīng)用。

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