基于概念建構(gòu)的學科項目化學習策略

李松葉

[摘 要]在科學課堂中，對科學概念開展項目化學習，首先要遵循項目化學習規(guī)律“確定核心概念—預設(shè)項目化學習成果—提出驅(qū)動性問題—設(shè)計認知程序”進行教學設(shè)計，然后按照項目化教學程序組織課堂教學，即“創(chuàng)設(shè)問題情境，認識核心概念—結(jié)合生活情境，驗證核心概念—利用驅(qū)動性問題，探究核心概念—解決實際問題，應用核心概念”。在科學教學中引入項目化學習，既能滿足課程拓展的需求，又可以確保學生的主體地位。

[關(guān)鍵詞]小學科學;項目化學習;概念建構(gòu);驅(qū)動問題

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2022）12-0078-03

當下，學校項目化學習逐漸從超學科拓展項目化、跨學科綜合項目化回歸基礎(chǔ)學科項目化。但是，不少教師認為學科項目化是系統(tǒng)建構(gòu)學科大概念的學習，它適用于單元知識網(wǎng)的建構(gòu)。如果在單課時的教學中針對科學概念運用項目化學習，不僅浪費時間，而且大材小用。然而，任何概念性知識的學習，都應該是本質(zhì)概念的再建構(gòu)過程，是訓練學生思維在情境遷移中靈活轉(zhuǎn)換的過程。因此，在課堂教學中開展項目化學習是必要的，也是可行的。

課堂項目化學習的設(shè)計包括四個環(huán)節(jié)：確定核心概念—預設(shè)項目化學習成果—提出驅(qū)動性問題—設(shè)計認知程序。其中，認知程序就是課堂教學實施過程，也包括四個環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)問題情境，認識核心概念—結(jié)合生活情境驗證核心概念—利用驅(qū)動性問題，探究核心概念—解決實際問題，應用核心概念。

下面，通過幾個教學案例，具體談?wù)勅绾卧谡n堂教學中針對核心概念知識開展項目化學習。

一、確定核心概念

項目化學習的設(shè)計不是從項目或活動開始的，而是要尋找與這個項目化學習相關(guān)的概念及知識和技能（包括學科以外的知識與技能）。因此，教師應引導學生將概念及其子概念、具體的事實性知識、程序性知識建立聯(lián)系，這種聯(lián)系將直接決定項目化學習的質(zhì)量。

（一）單概念轉(zhuǎn)化

單概念轉(zhuǎn)化，指在基礎(chǔ)學科教材中針對每一課的單一概念進行項目化學習設(shè)計。在尋找核心概念的過程中必須明確學科知識、技能目標，結(jié)合科學課程標準中的概念分級體系，確定核心概念。

下面，以教科版小學科學教材四年級上冊第三單元《運動和力》的第2課《用氣球驅(qū)動小車》的教學為例。依據(jù)小學科學課程標準中的概念體系和教材單元、課時目標要求，確定課時探究的核心概念是反沖力;明確課時目標是讓學生在情境中認識反沖力的特征，驗證反沖力的規(guī)律，利用反沖力的原理解決實際問題，在思維訓練過程中建構(gòu)反沖力的科學概念。

（二）雙概念優(yōu)化

雙概念優(yōu)化，指項目化學習可以利用自身整合的優(yōu)勢，將多個課時的信息內(nèi)容進行整合，達到最優(yōu)化的教學設(shè)計。

下面，以教科版小學科學教材五年級上冊第三單元《計量時間》的第4課《機械擺鐘》、第5課《擺的快慢》、第6課《制作鐘擺》的教學為例，談?wù)勅绾螒庙椖炕瘜W習進行整合設(shè)計，完成單課時的雙概念優(yōu)化設(shè)計。依據(jù)科學課程標準中的概念體系和教材單元目標、課時目標要求，上述三課的概念目標有兩個：（1）單擺具有等時性;（2）擺的快慢與擺長有關(guān)，擺越長，擺動越慢。在這兩個概念目標中，前者是單元總目標“物體有規(guī)律運動可以計時”的一部分，后者是探究擺的要點。因此，教師可利用項目化學習整合的優(yōu)勢將這三課內(nèi)容合并探究，且探究的重點可落在影響擺動快慢的因素上。

（三）多概念重組

多概念重組，指在基礎(chǔ)學科教材單元綜合訓練課（一般為單元的最后一課）中，通過項目化學習復習單元知識，進行綜合拓展訓練。項目化學習一般采取發(fā)散式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，設(shè)計成單元系列，由中心概念到子概念進行探究學習。在進行單元知識概念復習或中心概念拓展應用訓練時，也可以采取集中式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用項目化學習整合的優(yōu)勢，將單元知識概念進行再建構(gòu)。

下面，以教科版小學科學教材五年級上冊第三單元第7課《計量時間和我們的生活》的教學為例，先看看單元核心概念和每課的概念目標要求。如下表：

以上目標概念都指向一個核心概念：計時工具的等時性。因此，在《計量時間和我們的生活》項目化學習設(shè)計中，教師首先可以采取單元集中式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用項目化學習整合的優(yōu)勢，引導學生從多概念中歸納出共性，尋找核心概念的等時性（有規(guī)律運動的裝置可以用來計量時間），然后圍繞等時性，引導學生回到生活中進行應用探究，從而達到建構(gòu)知識、訓練思維的教學目標。

二、預設(shè)項目化學習成果

項目化學習一般以成果為目標激勵學生探究。也就是說，教師在上課之前要讓學生胸有成竹，課上引導學生把“胸中的竹子”完美展現(xiàn)出來。

上述《用氣球驅(qū)動小車》一課圍繞反沖力預設(shè)了所要達成的三項成果，如下表：

又如，教科版小學科學教材五年級下冊第三單元《時間的測量》的第6課《擺的探究》，預設(shè)的項目化學習成果有三個：一是小組制作一個單擺;二是小組設(shè)計探究影響擺的擺動快慢因素的方案;三是小組制作一個擺鐘，要求1分鐘擺動60次。

三、提出驅(qū)動性問題

項目化學習的突破口是設(shè)計驅(qū)動性問題，也叫挑戰(zhàn)性問題。首先，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境。真實的問題情境可以是生活中的現(xiàn)實，也可以是模擬的生活情境。在真實的問題情境中，學生所學的知識和技能是真實的，運用的思維方式是真實的，解決問題的思路是可以遷移的。其次，設(shè)計具體的驅(qū)動性問題。驅(qū)動性問題既指向本質(zhì)性問題，又指向?qū)W生的生活情境;既具有探索性，又具有趣味性、挑戰(zhàn)性。學生通過解決驅(qū)動性問題，實現(xiàn)對知識的建構(gòu)、素養(yǎng)的提升。

進行項目化學習，驅(qū)動性問題是教師、學生、教材聯(lián)系的中樞，是探究核心概念的切入口。問題因情境而生，情境依問題而存。因此，創(chuàng)設(shè)問題情境是提出問題的關(guān)鍵。上述《用氣球驅(qū)動小車》一課的核心概念是反沖力，教師以游戲和魔術(shù)創(chuàng)設(shè)情境。如小游戲“讓氣球入座”：將氣球吹大后瞄準座位放飛，氣球像孫大圣一樣，翻著跟斗飛走了。學生瞄準時就已經(jīng)在猜測氣球向什么方向噴氣，會怎樣運動。又如，小魔術(shù)“降伏孫大圣”：將氣球吹大后在掌心放飛，結(jié)果氣球怎么也飛不出手掌心。在這個過程中，學生能感受到氣球噴氣時對手掌的推力。然后教師提出第一個驅(qū)動性問題：“氣球沒有翅膀，怎么能飛起來呢？”學生根據(jù)自己的觀察和體驗，在思考這一問題的過程中，對反沖力有了初步的認識。

在驗證氣球可以驅(qū)動小車向不同的方向運動這一環(huán)節(jié)，教師先給學生設(shè)置小氣球、小噴氣口、車身重量等條件。學生發(fā)現(xiàn)小車運動的速度慢，距離短。此時，教師順勢提出第二個驅(qū)動性問題：“怎樣才能讓小車運動的距離更長些呢？”學生根據(jù)實驗迫不及待地提出解決的辦法，然后分組選取一個因素進行實驗。于是，學生順利突破難點，完成課程探究任務(wù)。接下來，教師組織學生開展小車改裝比賽，并提出第三個驅(qū)動性問題：“‘學科學，用科學。’那么，怎樣才能讓氣球乖乖地回到座位上呢？”學生又回到游戲情境中，利用反沖力的原理解決實際問題。

在上述《擺的探究》一課的教學中，教師主要通過創(chuàng)設(shè)故事情境，提出驅(qū)動性問題。

1.故事導入，提出驅(qū)動性問題

師：在17歲那年，意大利科學家伽利略在教堂看到懸在天花板上的吊燈隨風晃動，就好奇地數(shù)著吊燈擺動的次數(shù)，發(fā)現(xiàn)它很有規(guī)律。于是，伽利略深入思索：“吊燈在一定時間里擺動的次數(shù)是固定的嗎？其他懸掛的物體在同一時間擺動的次數(shù)都和吊燈一樣嗎？為什么呢？”

2.制作單擺，發(fā)現(xiàn)問題

（學生分組根據(jù)提供的材料模擬吊燈，制作單擺，驗證驅(qū)動性問題）

（1）每個單擺測試三次，看擺動的次數(shù)是否相同

（2）小組交流，看各小組單擺的擺動次數(shù)是否一致

（驗證結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題：每個單擺的擺動次數(shù)是固定的，但不同的單擺的擺動次數(shù)不同）

3.提出問題，設(shè)計方案

師：各小組的單擺的擺動次數(shù)為什么不同呢？影響單擺擺動快慢的因素是什么呢？

（教師引導學生從擺的長短、擺錘的重量、擺的幅度三個因素中，選擇一個設(shè)計實驗方案）

4.再入故事，制作擺鐘

（1）故事驅(qū)動，布置任務(wù)

師：伽利略被譽為“近代物理學之父”和“鐘表之父”，他發(fā)現(xiàn)單擺等時性的規(guī)律是制作擺鐘的基礎(chǔ)，但遺憾的是在擺鐘發(fā)明之前，伽利略逝世了。今天，咱們要完成偉人未竟的事業(yè)，制作出1分鐘擺動60次的擺鐘，你們有信心嗎？

（2）概念應用，制作擺鐘

（3）競賽測試，檢測效果

四、設(shè)計認知程序

依據(jù)學生認知規(guī)律和項目化學習的特點，可將《用氣球驅(qū)動小車》一課的教學分為四個程序。如下：

1.情境導入，感知核心概念

（1）小游戲：讓氣球就座

（2）小魔術(shù)：降伏孫大圣

（3）小視頻：觀看“鉆天雷”“水上噴射器”“火箭發(fā)射”的視頻（感受物體噴火、噴水、噴氣飛行的場面）

2.觀察實踐，驗證核心概念

驅(qū)動小車向不同方向運動：驗證反沖力的方向與氣球噴氣方向相反的原理。

3.設(shè)計實驗，探究核心概念

探究影響小車運動距離的因素。

4.解決問題，應用核心概念

（1）小車改裝驅(qū)動比賽（重點解決車身輕重、噴氣量多少、噴氣口大小三個問題）

（2）解決游戲中的問題（重點解決固定氣球噴氣方向的問題）

學生在游戲或故事情境中發(fā)現(xiàn)問題，認識概念，再回到游戲或故事的情境中驗證概念、解決問題，有效地進行能力遷移，使核心素養(yǎng)在潛移默化中得到提升。

總之，在科學教學中引入項目化學習，既能滿足課程拓展的需求，又可以確保學生的主體地位，努力改變學生的學習方式，提高學生的學科素養(yǎng)。

（責編 杜 華）