在小學科學課堂中實施項目式學習，培養學生高階思維能力
——以“‘船’奇世界”主題案例為例

2023-10-26 03:30:54吳嘉寶北京市豐臺區豐臺第五小學

北京教育·普教版 2023年9期

吳嘉寶 _ 北京市豐臺區豐臺第五小學

在小學科學課堂中引入項目式學習，將科學知識應用到實際生活中，可以激發學生的興趣，提高他們的學習動力，培養高階思維能力。本文基于小學科學教科版教材五年級下冊“船的研究”的單元教學，以“‘船’奇世界”為主題，以“設計并優化一艘小船”為項目任務，建構基于項目式學習，注重過程與體驗的小學科學課堂。

1.入項

在項目實施前，教師首先在班級中做學情前測：在紙上設計一只可以在學校觀景水池中行駛并且可以載重一定量物體的小船，在設計中把材料、動力、特色方面進行簡要標示。通過簡單的前測，能夠分析出目前學生設計制作船所存在的問題。經過不斷討論，師生共同明確了船的制作要考慮4點最關鍵的性能要求：動力和推進性能、浮力和穩定性、耐用性和材料選擇、水密性和防水性。

2.確定實施計劃

首先，教師向學生介紹船舶的重要性和歷史背景，引入相關的問題和有趣的故事，引發學生提出疑問，激發他們對船舶發展的興趣。接著，教師可以在課堂上與學生一起討論船舶的發展進程，確定調查要求：調查并記錄歷史中船舶類型的發展進程，同時針對一種特定的船舶類型進行深入調查。

在調查過程中，學生可以尋求協助和指導，以確保準確性和可靠性。同時，鼓勵學生通過語言表達和繪制圖表、圖像等方式來展示調查結果。在這個階段，學生通過書籍、媒體、訪問等，將需要的資料進行收集和整合，同時，還需要從中提取出適用于后續小組船只設計的有用信息，并進行分析和判斷。這樣的調查過程不僅避免了簡單的復制粘貼，更培養了學生的高階思維能力。

3.開展研究實踐

各小組選擇一種船舶類型進行模仿制作。這個階段并不強調需要達到怎樣的載重量，而是讓學生應用搜集的船舶知識，設計出一只穩定且可行駛1米遠的小船即可。這也是讓學生初步對上面提到的四大性能的實現方法進行思考。學生需要制定一個研究計劃和項目設計書，在制作前確定項目的目標和預期結果，列出需要的材料和工具，并安排實施步驟的時間表。有了設計思路后，利用項目設計書在班內交流匯報，然后著手制作一個船模。

在制作過程中，為了確保船模設計的合理性和構造的穩定性，學生自然會考慮船體材料選擇、結構的合理設計、重心的合適位置、良好的動力系統和控制系統等因素。船的穩定性設計是比較復雜的過程，所以這個階段不需要對載重量有要求，當船體實現基本的穩定漂浮后，再加上動力系統。

項目進行過程中，教師要提供必要的支持和指導，幫助學生克服遇到的困難。可以通過小組討論、個別輔導、示范演示等方式來幫助學生理解和解決難點。同時，鼓勵學生之間合作和互助，促進他們共同解決問題。

4.形成項目成果

本階段在整個項目實施期間耗時最久，學生要改進自己的船模，保持1米的行駛距離，但要增加船的載重量。看似只改進載重量這一方面性能，但船的載重量和結構特點、船型、材料、動力系統等多個因素之間息息相關，需要根據實際情況進行綜合考慮和優化設計。例如，船所能承載的最大載重量受動力的限制，較大的載重量需要更強大的動力來推動船體前進。再有就是一些共通的改進思路，如一個寬大的船體可以提供更大的浮力，因此，可以承載更多的重量。同樣，船體的長度和深度也會影響它的載重量。

為了更好地支持不同小組解決各自的問題，教師在此階段更注重在課堂上進行階段性的活動和交流。根據每個小組研究內容的不同，課堂組織的重點是引導學生學習如何獲取未知知識以及交流改進的方法等共同問題，再結合小組討論、自主探究和個別指導等多種形式的學習活動來滿足不同小組學生的學習需求。例如，在制作過程中，引導學生注意船模結構的合理性和輕量化設計的思路。通過讓學生親自參與實踐，增強他們對船模載重性能改進的理解和實際操作能力。

通過持續的研究，學生能夠逐漸建立起對改進方法的理解，并且持續不斷地改進和優化設計方案。在改進完成后，學生進行改進效果的測試，算出各小組載重量增加的百分比。

5.出項

經歷了改進優化后，學生的設計日志和船模制作已經出爐了。班級中船模的載重量改進百分比也已經測試完畢，有了相應的數據。這時，每個小組都上講臺進行匯報，帶著匯報前完成的自評表，不僅交流展示船模設計，而且也要利用屏幕展示改進后的設計日志，著重講解如何提升載重量、如何解決改進過程中遇到的問題。每個小組匯報完后，再利用互評表進行打分。項目學習的評價表非常重要，評價表的設計也應該聚焦到過程與結果上，所以自評表和和互評表都要更注重表現性相關的評價，而非僅僅關注船模作品的載重效果。