項目實踐學習單的設計與應用

◇諸雅紅（浙江：杭州市錢塘區臨江小學）

一、緣起：“能量”單元教學中遇到的困難

小學科學“能量”單元是建立電和磁關系的開端，涉及有關電磁學的科學概念比較抽象，課本中的現象是日常生活中不易觀察到的。傳統的教學基本是教師按照科學課本全程帶領學生思考探究，學生被動性思考、機械性探究、形式化交流研討，不利于學生科學思維的鍛煉與發展。因此，筆者將此單元的幾課設計成微項目學習，用項目實踐學習單來引領學生經歷真實的實踐探索過程，呈現學生完整的科學實踐探索的經歷。學習單可以納入學生的成長檔案袋或作業系統，有助于學生有目的地記錄、交流、評估，體現學生的自主學習，有助于將課堂的時間還給學生。教師有效地把握教學節奏，退居幕后。

二、項目實踐學習單的定義

小學科學項目實踐學習單是一種基于真實情境的系統性的學習單，一份優秀的學習單能真實地反映學生的科學前概念，最大程度地展現學生的科學思維過程等。因此，項目實踐學習單的設計應基于課程標準、教材內容、學生經驗，考慮學生學習進階和認知發展水平。學習單的設計應貼近教材內容和生活實際，源于真實情境，能覆蓋學科核心概念，使學生感興趣、可操作、有生成。項目實踐學習單應主要包括情景聚焦、前置學習、項目任務、實踐材料、成功標準、活動步驟、拓展應用等內容。學生利用舊知識技能在解決問題的過程中，精準聚焦思維，生成新的科學概念，發展科學核心概念，實現深度學習。（如下圖）

三、基于設計原則，確定學習單的類型

小學科學中每一節課的類型都有所不同：有些課適合以閱讀材料為支架，建構知識性概念；有些課適合以微項目為載體，建構觀念性概念；有些課又適合以探究性學習為路徑，探索科學原理。那么，如何在小學科學課堂教學中設計合理的項目實踐學習單呢？筆者從思維類、實驗類、成果類三個角度入手，探索項目實踐學習單的設計思路。

（一）思維類：暴露前概念，讓思維顯性化

前概念是一個人過去的知識和經驗的總和，支配和影響著人們對某一事物做出的反應和認知。當學生帶著前概念進入課堂，這些前概念會對學生的學習產生深遠的影響。因此，在設計項目實踐學習單時，可設計與學生前概念發生思維沖突的環節，形成強烈的新舊概念的碰撞，使學生的思維顯性化，真正地建構新的科學觀念。

例如，本單元第三課《電和磁》的開始部分，從教材看，編寫者不打算將此部分單獨作為一個課時來教學，僅讓學生操作，使小磁針發生偏轉，而不探究小磁針發生偏轉背后的原因。筆者認為，單純地操作缺少思維含量，也不利于建構電和磁之間的關系。學生在接觸這節課時，對相關概念和知識都已經遺忘，對磁鐵的性質和特點也完全遺忘，根本不能形成嚴謹的邏輯思維。如果匆匆將這一部分一帶而過，會給后續電和磁的學習造成很大困擾，因此筆者將這一小部分內容單獨設計成一個探究性實踐小項目，以學習單為思維導向，探究小磁針發生偏轉的原因。用一節課的時間讓學生通過自己的推理、論證形成對驅動性問題的解釋。第一個現象旨在引發學生思考：小磁針從轉動到靜止，運動狀態發生了變化，必定是受到外力的作用，如果沒有受到外力，小磁針將永遠運動下去。這一現象指向核心概念：力是改變物體運動狀態的原因；指向知識性概念：地球也是一個大磁鐵的模型。同時指向磁鐵的性質：磁鐵會吸引鐵一類的物質；磁鐵和磁鐵之間會產生力的作用。第二個現象小磁針發生偏轉，運動狀態從靜止到運動，必定是受到外力的作用，提出驅動性問題：小磁針為什么會發生偏轉？本質問題就是在找這個外力是誰產生的，是鐵一類的物質還是通電導線周圍產生了磁性？要得出合理的解釋，學生需要運用已有概念和知識進行搜尋、組織、分類等低階認知策略。因此在項目實踐學習單中，筆者增加了一個環節：“你認為哪些物質可以被磁鐵吸引？”以暴露學生的前概念。此外，增加實物支撐，例如，給一把銅鑰匙，看看磁鐵能不能吸引銅，幫助學生先將本課可能涉及的科學概念喚醒，這樣學生就明確了磁鐵具有吸引鐵一類物質的性質（而不是吸引金屬），也知道了磁鐵具有南北極，磁鐵和磁鐵之間具有相互作用力。有了這些支架，學生對小磁針為何會發生偏轉的思維障礙就會少很多，思維過程也會更嚴密。在項目實踐學習單最后，筆者還設計了一個小的猜想驗證：到底是導線中的金屬吸引了小磁針，還是通電的導線產生了磁性導致小磁針發生偏轉？交由學生自己去探索，每一個小組都可以重新演繹自己組的實驗，完全展示自己的思維過程，生生之間也會產生思維碰撞。學生通過討論、交流，驗證通電導線周圍真的產生了磁性，從而建立起事物之間普遍聯系的跨學科概念，也為將來學習電磁場的理論打下了堅實的基礎。

（二）實驗類：注重實踐操作，實現知識遷移

項目式學習注重在真實情境中產生驅動性問題，并在解決問題的過程中，建構一定的科學概念。在類似具體情境中進行知識遷移，有助于學生形成邏輯嚴密的概念結構，培養其綜合解決問題的能力。因此在以探究性實驗為主的微項目課程中，項目實踐學習單的設計，要說明實驗步驟，引導學生按照實驗步驟進行操作并記錄。記錄力求簡單明了，讓學生從簡單的記錄中發現規律，總結規律，并實現知識遷移。

例如，在“如何使小磁針偏轉角度更大”這個環節中，學生通過常規探究方法，習得的是一個個具體而瑣碎的知識：通電導線和小磁針平行的時候，偏轉角度最大；通電線圈靠近小磁針可以增大偏轉角度等。只知道發生偏轉的現象，而不知道導致小磁針偏轉角度發生變化的原因是什么，而通過項目實踐學習單這個支架，學生內化的是知識背后的科學思維方法。學生只是將“電產生磁”這個概念作為思維的工具，通過“增大電流的方法”“產生更大的磁性”“產生更大的磁力”“增大偏轉角度”一系列思考過程，發現產生更大的磁力可以用增大單根導線的電流和將導線做成線圈形成磁場疊加的方法。這兩種方法并列進行，形成對電和磁關系更深的理解。在設計項目實踐學習單時，筆者不僅設計了讓小磁針的偏轉角度逐漸變大的過程，還設計了引導學生用不同的方法增大偏轉角度。教學中發現，大部分學生想到的方法都是用增大電流的方法來增強磁性，只有小部分學生想到用磁性疊加的方式來增強磁性。筆者認為，對于學優生來說，磁場疊加可以作為一個思維的生長點，另外，還可以探究方向和大小對物體運動產生的影響。這是常規教學所不具備的。

（三）成果類：以任務為導向，解決真實問題

項目式學習具有獨特的“項目”特色，既包括學生完成項目式作業后獲得的項目產品、項目方案，也包括學生在活動中習得的知識技能、掌握的學習策略和方法以及學習興趣和習慣等過程性的成長收獲。因此在成果類的項目式學習中，項目實踐學習單中除了常規內容外，還應設計與之對應的評價標準，進行自我評價和生生評價，為深度交流研討提供豐富的素材，以實現“教—學—評”的一致性。

例如，制作電磁鐵并探究電磁鐵南北極影響因素時，本身制作電磁鐵就是一個項目，再加上對南北極的探究，傳統教學的模式存在以下問題：實踐內容過多，從制作電磁鐵到測試電磁鐵再到探究電磁鐵的南北極，學生一節課的時間往往不夠；實驗材料不能滿足實驗需要。通電時，鐵釘能吸引大頭針，斷電后，鐵釘還能吸引大頭針；判斷電磁鐵南北極時，兩端靠近指南針N級或S級時，都是可以吸引的，導致無法判斷電磁鐵的南北極，影響實驗結論；制作電磁鐵時，通電后鐵釘能吸引大頭針，但是能吸起的大頭針比較少。因此筆者在教學過程中，從兩方面入手輔助學生解決這些難題：一是提供優化實驗材料；二是設計合理的項目成功標準。學生有目標地進行實踐，做到心中有數。

優化的實驗材料有：鐵芯由教材中的鐵釘改成螺母，因為鐵釘中含有較多其他物質，通電后鐵釘容易被磁化，斷電后鐵釘還有剩磁，導致還能吸引大頭針，與理論事實不符，在此課中又不適合增加關于剩磁的概念。因此筆者經過多次試驗，發現市面上有一種螺絲釘是軟鐵（含雜質較少），不容易被磁化，且表面有螺紋，方便繞線（可以嵌入纏繞）。用略粗的漆包銅線替代教學用的導線，這樣纏繞過程中既不容易滑開，也解決了吸引大頭針數量較少的問題。設計項目實踐學習單時，一方面縮短制作電磁鐵的操作過程，細節部分，比如，導線打結時打滑、導線漆包線刮得不干凈等問題，改為課堂細化指導，以節省制作時間。另一方面突出實踐探究，重點突破對電磁鐵南北極的探究，注重電磁鐵南北極實驗記錄的設計。在課堂上，學生利用學習單充分研討了電磁鐵南北極的影響因素，有的學生還發現了可能跟鐵芯上導線的電流方向有關，直指現象本質。

總之，小學科學中適合項目式實踐學習的內容還有很多。要真正提升學生的科學素養，啟迪學生的科學思維，教師需從教材結構、課程標準、材料選擇、學生知識儲備等各方面，精心設計項目實踐學習單，引領學生自主探究，發展探究能力和思維深度。

當然，在“能量”單元中還有很多重難點需要突破，本文的研究只是其中的一小部分，需要后續深入研究。