探究應融入項目化學習的各個環節

沈東明

摘要在項目化學習的各個環節中，教師要以驅動性問題為導向，將動手與動腦相結合，把科學探究作為學生學習的實踐手段去解決項目活動中的實際問題。本文以“三學三萌”科學微課程中《我是小小造船師》為例進行闡述。

關鍵詞 驅動型問題 科學探究 項目化學習

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.05.006

Inquiry Should be Integrated into All Aspects of Project-based Learning

——Take“I am a little shipbuilder”for example

SHEN Dongming

（Tongxiang Mao Dun Experimental Primary School， Tongxiang， Zhejiang 314500）

Abstract： In each link of project-based learning， teachers should be guided by driving problems， combine hands-on with brain， and take scientific inquiry as a practical means of students’ learning to solve practical problems in project activities. This paper takes "I am a little shipbuilder" in the "three learning and three sprouting" science micro course as an example.

Keywords： driven problem； scientific inquiry； project-based learning

在項目化學習的各個環節中，教師要以驅動性問題為導向，將動手與動腦相結合，把科學探究作為學生學習的實踐手段去解決項目活動中的實際問題。下面以“三學三萌”科學微課程中《我是小小造船師》為例進行闡述。

明確項目要求，提出驅動性問題

《我是小小造船師》項目是讓學生造一艘可以承載一定重量的橡皮泥小船。在活動的準備和問題澄清階段，學生先觀看各種各樣的船，再分析船的形狀和結構，討論小船為什么可以浮在水面上，怎么樣才能讓小船浮在水面上，怎么樣才能讓小船裝載更多重物，怎么樣才能使小船裝載重物時不容易沉、不容易翻等問題，為接下來的圖紙設計、小船制作做好知識層面、技能層面的準備。

通過造船來驗證影響船載重量的因素是這個項目的科學價值所在。用橡皮泥做一艘小船并能承載一定數量的玻璃球對學生來說是有一定難度的。而本課的驅動性問題是：什么樣結構的小船承載的重物多？要解決這個問題，學生首先要知道怎么樣讓下沉的橡皮泥先浮起來，然后再思考有哪些辦法可以增加小船的排水量，最后實現增大載重量的目標。先梳理科學知識，再思考：在材料一定的情況下是造得大一點好，還是造得高一點好，要不要做船艙等一系列工程技術問題。在分析造船任務的過程中，既有對已有知識的梳理、提煉和篩選，又有對造船因素的交流、討論、質疑并形成統一認識。在項目化學習的第一環節中，學生在驅動性問題的引領下，從已有認知入手，梳理歸納造船的關鍵因素和突破方向，為后續的圖紙設計和制造小船作好鋪墊。

呈現設計思維，論證問題解決的方法

圖紙設計環節中，根據造船要求小組合作設計造船圖紙，圖紙設計完成后開展組內和組間論證來解決造船的重點難點。教師應引導學生具有先設計后制作和按圖施工的意識，重視圖紙論證修改過程。對橡皮泥小船圖紙的論證和修改，既可以讓學生看到其他小組設計方案的可取之處，又能夠通過論證發現自己小組設計的不足之處，解決前面討論階段沒有考慮到的困難和要點，并在圖紙上體現出來。

項目化學習的重要環節之一就是設計，設計其實是思維的可視化。通過圖紙設計把活動的想法、制作方法、材料選擇等活動要素體現在圖紙上，讓同伴能理解，得到支持或改進。在橡皮泥小船的圖紙設計環節中，每一位小組成員對小船的長度、寬度、高度、形狀、船體結構提出自己的設計建議，每一條建議的背后是學生對浮力大小、載重量多少、材料的合理分配、物體的平衡方式等科學知識的具體應用，是對造船知識和工程思維的實際體現。在小組和小組間討論質疑并修正形成圖紙的過程中，不斷比較不同的方案是否具有更好的可行性。需要解決設計中的兩難問題：做船艙可能會減少排水量，不做船艙放玻璃球會滾動，影響穩定性；船太薄易漏水，厚了又不行；船底是平的好，還是尖的好？……這個環節需充分研討交流，為后續的造船活動明確重點、解決難點。

學生對于造船圖紙設計和方案論證一開始想法往往是單一和片面的，總是認為把橡皮泥捏成小船的形狀就可以了，就一定會浮在水面上。通過小組間根據造船尺寸、載物要求的分析論證，學生會發現設計要求中橡皮泥小船尺寸高、長、寬不少于多少厘米是有一定道理的。討論橡皮泥小船捏得長一點好，寬一點好，還是高一點好？學生從這些方面展開論證能分析到讓橡皮泥小船浮起來要增加橡皮泥小船的容積，也就是它排開的水量，也就是增大小船的浮力。在論證過程中學生也會想到捏的時候是先把橡皮泥捏大好還是先把橡皮泥捏長好？是先確保小船浮起來再裝重物，還是把重物裝里面了再慢慢改進讓小船浮起來？是把橡皮泥全部用完，還是留一點用著修修補補？在這樣的論證過程中，學生從原理層面把思維從單一的、片面可以浮起來到整體的怎么樣才能浮起來，浮起來還能載物我們要考慮那幾個方面的因素來綜合考慮。在制作層面，為什么要分階段制作、小組間人員分工等方面開展全面系統的分析論證。

論證的價值在于讓學生理解完成一項任務需要綜合應用科學、工程、技術、材料等多方面的知識，讓學生的系統思維從片面到全面、從單一到整體地發展和提升。

制作評價展示，反思問題解決的成效

對照圖紙制造橡皮泥小船，首先把橡皮泥捏成圖紙設計的形狀和尺寸并能讓它浮在水面上，然后在橡皮泥小船中放玻璃球進行載重。學生在按照圖紙制作環節中會碰到很多想不到的困難，有來自設計環節的美好構想和材料不足之間的矛盾，也有學生實際制作能力欠缺的因素。學生通過對圖紙修改再次制作和反復制造提升動手操作技能來解決制作過程中的問題。當小船制作完成后各個小組進行展示評比（如圖），通過組內學生自評、其他小組互評和教師點評，對制造小船活動各個環節進行評價，對活動中的得失進行分析。

制作環節的價值是驗證設計可行性。有了優化后的設計圖紙，制作過程并不一定順利，學生在按圖制作的過程中仍舊會碰到很多的困難。針對這些困難，教師應該給足學生制作的時間，其中也包含了學生反復嘗試和不斷修改完善的時間。在此前提下，學生會不斷嘗試根據圖紙讓橡皮泥小船浮在水面上，不斷反思失敗的原因，從失敗中尋找改進的方向，直至成功。造船的過程讓學生感悟到許多知識是做出來的，不是紙上談兵可以獲得的，更加理解設計中相互矛盾的地方是可以協調的，體驗到技術對于任務完成的重要性，理解實踐對設計驗證和改進的重要性。

微課程的項目化學習在各個環節都要引導學生開展深入思考。激活學生思維的方法是問題引導、問題細化和對解決問題的反思。在項目化學習中要關注學生在不同階段的困惑，引導學生充分利用已有的知識進行任務分析、方案論證和實踐驗證，把科學探究融入項目化學習的各個環節，在發現問題和解決問題的過程中不斷增長學生的真才實學。