以學生為主體的初中科學項目化教學實踐探究

作者簡介：陶林（1978～），男，漢族，浙江杭州人，杭州師范大學東城中學，研究方向：初中科學教學。

摘 要：新課標指導下，要求教師能夠時刻做到以學生為主體培養其核心素養，同時將學科素養與真實情境結合，采取任務驅動方式來協助學生解決各種學習問題，實現深度學習。想要實現該目標，初中科學教師通過引入項目化教學呈現科學知識可讓初中生群體在團隊協作下進一步調動自身學習主動性和提高問題解決能力、形成良好科學素養。項目化教學在初中科學中加以應用主要是引導學生參與學科原理與概念相關的探究活動，思考和解決各種復雜問題的教學模式，應用該模式對教學質量提升和學生培養都十分有利。基于此，文章主要對項目化教學概述、初中科學課程應用項目化教學的重要價值、基本原則和具體實踐策略加以分析。

關鍵詞：學生為主體；初中科學；項目化教學；實踐策略

中圖分類號：G633

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8918（2023）32-0001-06

在各種科學技術影響下，21世紀已然成為“知識社會”，并且知識資源早已成為社會發展的主要依托。為保證人才培養質量，學校應當對科學教學加以重視，同時也要選擇最佳的教學方案來引導學生群體建立良好的科學素養與探究觀念。但是通過將國內外初中生能力和素養進行對比可以發現，中國教育模式下，常有部分學生會呈現出“高分低能”現象，值得眾多教育學家和教師進行反思。為改善此教育現象，并使初中生群體全面發展，學校應提倡教師積極采用各種帶有啟發性、探究性特征的教學模式與方法，以此確保在全新的教育引領下學生主觀能動性可被充分調動。將項目化教學在初中科學教學中合理應用，可使初中生群體直觀和生動地觀察科學知識。另外，在該教育模式導向下，教師也能真正做到立足初中生認知規律、年齡特征和學習興趣點來設計科學項目和培養其科學素養。

一、項目化教學概述

（一）項目化教學含義

項目化教學應用指向的是實踐教學中應以問題為導向，該模式下學生是教學中心，通過將該模式引入初中科學教學中，可讓初中生群體在教師指導下有方向性地思考和實施與科學知識相關的項目活動。借助這一方式學生能深層次地探究科學知識原理和本質，并且在思考與解決問題過程中進一步深化對所學知識的理解，而這也是其知識應用能力提升的關鍵所在。項目化教學對學生學科素養發展極為有利，當前已然成為眾多教師認可的教學模式之一。以往受應試教育思維束縛，初中科學教學常會以教師為主體，即由教師圍繞教材中現有知識逐步講解，這種固化的授課模式無法讓初中生真正體會和感受科學魅力，所以其主觀能動性也無法被有效調動。另外，基于該模式初中生所掌握的大多是教材理論知識，其實踐操作能力難以得到充分訓練，長此以往，除容易使學生探究興趣削弱外，同時對其綜合能力與學科素養發展也有極大束縛。對比傳統教學模式來講，項目化教學注重結合學生能力、訴求，圍繞教學內容制訂學習項目。這樣指導初中生學習，需要其在記憶和掌握科學知識時，能夠做到利用相應知識解決實際問題，而對學生來講，通過在問題情境中引入學習內容，也能充分地激發自身合作探究精神與自主思考意識。

（二）項目化教學核心要素

為保證項目化教學能夠在初中科學教學中有效開展，應確保教學過程中包含以下幾個方面：首先，學生學習目標（理解力培養、重點知識學習、學科素養養成）；其次，教師教學核心要素（符合標準、計劃、管理項目、建立文化、支持學習、評價與輔導）；最后，項目設計核心要素（真實性、有挑戰性問題、持續的探究、反饋、學生發言權與選擇權、公開展示作品、評論和修改）。具體來講，教師在圍繞初中科學知識設計學習項目時，應將培養初中生能力與知識放在核心地位，通過將課本知識和學習項目深度結合，有針對性地培養新時代社會所需的專業人才。一個趣味性較強的項目需以真實場景為前提，巧妙融合工具、任務、流程和質量評價標準，同時也要讓學生主體在探究性問題驅動下針對課程知識展開持續性探究與思考，這種教學方式可使其自主關心現實生活和獲取技能與知識，從而實現核心素養培養目標。另外，在參與學習項目時可不斷重復反思、接受和與同伴之間進行互評，這樣可使其在學習中及時得到反饋，進而實現深度學習。項目化教學應用過程中，教師承擔的主要是管理者、輔助者職責，即整個教學環節要為學生主體營造良好文化環境，并使之在無意識狀態下強化自身團隊精神、開放性詢問能力與過硬的意志品質。

二、以學生為主體初中科學應用項目化教學的基本原則

（一）單元性原則

通過對初中科學教材深入分析發現，該學科是跨學科融合的課程，其中每單元、每章節都有明確的主題方向，如電、水、力等，可以說每一個主題皆代表一個學習故事。如果教師是從課時層次進行教學，初中生通常僅能理解和解決一些簡單問題，以《對環境的察覺》這一單元為例，人身上的各種感覺器官是如何感知周圍環境的變化，各種感覺又是如何形成的，學生感覺既熟悉又陌生。因此，為讓初中生理解得更加透徹和全面，教師可立足單元整體設計項目化教學，當學生需要面對一項極為復雜的大項目、大問題時，那么就要求其能夠對各知識點間的關系梳理清晰、系統掌握，如在指導初中生對與聲音相關的問題進行解釋時，一定要讓其建立和得出各知識間聯系。其中包括聲音產生的原因、聲音傳播的條件、聲音在不同介質中傳播的速度、聲音的特性等，將這些知識點用項目化的手段整合到一起，有助于學生串聯所有知識點。與此同時，在解決項目問題時，初中生經常需要利用互聯網平臺收集相應資料和數據，思考解釋原因和得出具體結論。如此操作既能對學生主體的技能使用進行鍛煉，也可促使其問題思路和解決能力大幅增長，而這正是以學生為主體，引領其全面發展的有效途徑。

（二）真實性原則

教學初中科學，如果教學內容和實際生活脫離將會給學生一種學習科學知識、掌握科學技術只是為完成考試而無實際用處的錯覺。所以為打破初中生這一錯誤思想，組織項目化教學，教師需要特別注意生活元素的科學知識點的深度融合。具體實踐環節，教師可從學生認知和知識點的沖突、真實生活與教學內容的密切關系入手，設計科學探究項目。如“聲音”這一節內容，學習該類內容時教師便可通過請班級里會樂器的學生上臺演奏的方式，不同的樂器在演奏時讓學生仔細觀察發聲體有沒有什么共同的特征，不同的樂器發出的聲音有沒有什么不同，教師能趁此機會延伸出更多復雜的探究性和驅動性問題。從這一點來看，結合真實情境設計學習項目可使知識呈現得更加直觀，并且對激發學生主體學習興趣與科學研究心理也十分有利。

（三）公開展示性原則

從年齡角度分析即可發現，初中生的學習過程具有一定“功利性”。簡單來講，大多數學生都希望通過學習來得到教師和其他學生的認可與表揚，所以從這點來看，在完成項目探究后，組織學生進行成果展示十分必要。或者從反方向來講，教師要求初中生在完成項目探究后展示自身成果，那么所有學生都會因為害怕“出丑”而更加認真和仔細地對待項目學習活動，這也是促成其高質量產出的一個重要因素。另外，成果公開展示是為讓學生擁有更多自我展示機會，長時間鍛煉下，所有學生的學習能力潛能能被充分挖掘、價值被充分體現，對其學習自信提升也有促進作用。

（四）項目評估多樣化原則

遵循項目評估多樣原則，是指在對項目化活動進行評價時為保證評估質量，教師需要注重對多種評估工具、評價方式巧妙利用，同時也要注意加強形成性評價、終結性評價兩者的有機結合。具體來講，項目評估環節教師應對項目成果評價表、能力評估表、紙筆測驗、能力評估表合理應用，并且要通過教師評價、學生自評和小組互評等方式逐步引導初中生群體從原本的重結果向重過程進行轉變。

三、以學生為主體的初中科學項目化教學實踐策略

文章以浙教版科學七年級下冊第二單元《對環境的察覺》部分章節為例，對以學生為主體的初中科學項目化教學實踐策略進行分析

（一）單元教學設計實施路徑

在進行單元教學設計時需要明確單元教學設計實施路徑。首先需要依據課程標準的要求、教材的內容和學科核心素養，從學生的生活實際出發，確定單元學習主題。其次結合學情分析，確定單元學習目標。最后依據單元目標進行單元活動的設計和單元評價設計。（如圖1）

（二）單元學習主題與目標

1. 重構單元知識網絡

如何確定單元學習主題？我們先要確定單元學習的內容，從教材出發，選取教材中與聲音相關的內容，將“浙教版初中科學七年級下冊第二單元1～3節”組合成教學單元。在單元教學設計中，不僅將學科內容拼湊在一起，需要對教學內容進行整合。在這個過程中，需要以概念為本，以素養為指向。對學科知識進行重構，構建與聲音有關的知識網絡，依據課標，指出對應的核心概念為：“①物質的運動與相互作用：聲音的產生、聲音的傳播、聲音的特性；②生命系統的構成層次：耳的結構、聽覺的形成；③工程設計與物化：噪聲的控制、聲音的應用。”

2. 明確學習內容和學習要求

《義務教育科學課程標準（2022年版）》強調學習進階。查閱新課標中與聲音有關的學習內容和學習要求，我們可以發現，在一、二學段，學生對聲音的產生和傳播已經有了初步的感性認識，已經制作了簡單的樂器模型。而到了第四學段，要求學生知道聲音的產生和傳播的條件，響度、音調與聲源振動的關系。能夠制作實物模型，嘗試應用科學原理指導制作過程等。通過對課標的解讀，使教師對學生需要學習的內容和要求有了深刻的認識。

3. 確定單元學習主題

明確學習內容和學習要求后，我們需要尋找能夠承載核心知識與核心素養的問題和任務。而“制作樂器”能夠非常好地統領聲音的產生和傳播、聲音的特性、聽覺的形成等學科知識以及方案設計和物化實施等學科技能。通過對1～3學段的課標解讀，查閱小學教材、詢問小學的科學教師，發現學生已經在小學階段制作過簡單的樂器模型，但是從學生的作品中可以發現，大多數學生只是在模仿樂器的外形，能夠發出聲音，但是還不能演奏樂曲。此外，七年級的學生通過探尋海塘文化的研學活動，在學科教師的指導下了解了海塘的文化和歷史，創作與海塘相關的樂曲。基于以上學情，我們確定以設計一款樂器奏響“海塘之音”作為單元學習主題。該主題源于學生的生活實際，容易激發學生的學習興趣，且有一定的挑戰性，可操作性強。

4. 確定單元學習目標

確定學習主題后，依據新課標、教材和學情，結合單元學習主題進一步確定單元教學目標。新課標強調素養立意，在目標書寫時，要指向科學的核心素養，且要明確目標達成的路徑和標準。比如，在傳統的教學設計中，我們會確定“知道聲音的音調、響度和音色”的目標，但是教學目標沒有指明如何達成目標以及如何檢驗目標是否達成。因此，我們在這里把目標修改成：“設計能夠演奏的樂器，知道聲音的音調、響度和音色。”這樣的學習目標指明了學生需要通過設計樂器的過程來了解聲音的音調、響度和音色，并且以能否設計可演奏的樂器作為檢驗學生是否掌握的標準。

（三）單元學習活動與評價

我們都知道，教師教了并不等于學生學了，學了并不等于學會了，在設計學習活動的時候，我們要知道學生現在在哪里？也就是學情，要知道學生要去哪里？也就是學習目標，還要知道學生到了嗎？也就是評價，最后再來確定學生去往目的地的路徑，就是的學習活動。因此，在進行單元活動設計時，以項目化學習實施路徑為線索，將學習任務分解成若干子任務，明確每個學習階段需要達成的學習目標，設計檢驗目標達成的評價方式，最后再確定相應的教學活動。單元學習設計的過程中以終為始、體現逆向設計的教學設計理念。（如表1）

（四）分課時單元教學設計

有了單元整體的教學設計，還要進行分課時的教學設計，文章以第一課時設計樂器方案為例，進行介紹。

依據單元整體規劃，給出分課時的學習內容和學習目標。在設計教學過程之前，先進行診斷性評價：讓學生調查常見樂器的發聲原理，并自主設計適合演奏海塘之音的樂器，繪制樂器的草圖。收集學生上交的樂器草圖。從中可以發現，大多數學生已經知道樂器發聲是因為振動，并能準確地找到樂器的發聲體。對音調和響度已經有了初步的認識，但是從學生的設計圖中可以看出，部分學生只是在模仿樂器的外形，對樂器發出的音調和響度的影響因素還不太清楚。因此，在本節課的設計中我們要注意：①鞏固基礎知識，抽絲剝繭，解決抽象的概念問題。②通過科學探究，解決項目實施過程中遇到的真實問題。③基于核心知識、設置核心任務，及時評價，檢測目標達成。（如圖2）

下面具體介紹一下筆者的教學過程。

1. 導入環節，先展示部分學生設計的樂器草圖，讓學生以小組為單位結合所學知識對設計草圖的可行性進行科學分析，然后按小組進行匯報，讓學生知道要想設計一款能夠演奏的樂器，需要考慮聲音的音調、響度和音色，為后續的實驗探究和方案優化作好鋪墊。

2. 按照項目化學習的流程，對項目進行梳理，尋找項目實施的路徑，激活思路。讓學生在PBL分析表中拆解項目，羅列已經掌握的知識學科知識和技能，明確還需要解決的問題和困難，并將這些問題作為后續的學習內容。這個過程中，課堂的學習內容源于學生的真實問題，讓學習變得更有意義。讓學生自己決定學習的內容和順序，體現以生為本的教學理念。（如表2）

3. 課堂中，圍繞學生提出的問題，開展教學活動。

問題一：如何讓樂器發出不同的音調？實際樂器較為復雜，讓學生先研究一根琴弦的發聲過程，學會將復雜的實際問題抽象成簡單的物理模型。同時要求學生按照科學探究的流程尋找音調的影響因素，培養學生通過科學探究的方式解決生活問題的能力。

問題二：如何描述樂器的音調高低？介紹頻率的概念，讓學生從“感受聲音的高低”轉變為“定量描述音調的高低”，掌握科學描述自然現象的方法。

問題三：如何使樂器在演奏的時候能夠方便改變音調？通過對生活中常見樂器的觀察，辨別音調改變的方法，對學生進行過程性評價，檢測學生是否掌握音調的影響因素。同時也為后續的樂器設計與優化指明方向。

問題四：如何提高樂器聲音的響度？這個過程中滲透科學實驗的方法，如鼓面振動幅度大小不容易觀察，設計實驗時需要學生應用轉換法，將鼓面的振動幅度轉換為其他更加明顯的現象，例如，在鼓面上撒上小紙屑，通過觀察紙屑的跳動情況來顯示鼓面的振動幅度。

問題五：樂器的音色與什么有關？音色是一個抽象的概念，學生難以理解，因此課堂上讓學生觀察手機上的示波器App中記錄的不同樂器聲音的波形圖，將看不見的聲音轉變為可見的波形圖，變抽象為具體，讓學生直觀地感受不同樂器的音色差異。

4. 最后進行學以致用，課后作業布置小組作業實踐，讓學生小組合作，重新優化改進樂器的設計方案，并繪制草圖，說明設計意圖，并進行小組自評。通過對樂器設計的優化與改進，檢測學生對聲音的特性的掌握情況，進行終結性評價。評價量表提供具體指標，具有導向性，也讓學生的評價有的放矢。（如表3）

在單元教學設計時，評價貫穿始終，其中包括課前的診斷性評價、課中的過程性評價和課后的終結性評價，評價方式多樣，且體現了“教-學-評”的一致性。（如圖3）

四、結論

綜上所述，以學生為主體在初中科學教學中引入項目化教學，對培養學生科學意識、探究能力和實踐能力十分有利。因此，為確保該教學模式效用能夠充分發揮，教師應當以提前了解學生能力、素養和年齡特征為前提，有針對性地設置項目內容和組織學生參與項目學習，這樣既能調動初中生學習主動性，同時也有助于引領學生全面發展，目標快速實現。

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