小學科學“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式的構建與實施

作者簡介：劉衛，1977年生，廣西欽州人，本科，高級教師，主要研究方向中小學科學教育、科創教育、實踐活動。

摘 要：培養青少年科技創新后備人才和拔尖人才，對國家和民族的發展具有重要意義。針對當前我國小學科學教育存在的脫離實際、模式單一等問題，欽州市第十九小學構建與實施了加強小學科學教育的“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式，通過引、建、探、思四步聯動，學、做、創三階遞進，教育過程、成果兩重展示，實現小學科學教育生活化、本土化、全員化，培養學生的創新精神和實踐能力，幫助學生逐步掌握科學探究的基本技能，提升學生的科學素養。

關鍵詞：小學科學；項目式學習；四步聯動；三階遞進；兩重展示

中圖分類號：G62 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）16-0097-04

創新是民族進步之魂，科學素養是科技創新之源。基礎教育階段是“孵化”學生科學精神、創新素質的決定性階段，中小學校的科學教育質量對培養學生的科學素質至關重要［1］。2023年5月17日，教育部等十八部門聯合發布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》），對加強科學教育進行了頂層設計，著力在“雙減”背景下做好科學教育加法，一體化推進教育、科技、人才高質量發展。然而，當前我國小學科學教育存在脫離實際、模式單一等難題，不利于學生科學素養的培養和提升。為此，欽州市第十九小學（以下簡稱十九小）歷經多年實踐探索，構建與實施了加強小學科學教育的“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式，幫助學生逐步掌握科學探究的基本技能，致力于提升小學生的科學素養，努力為我國科技創新培養更多后備人才和拔尖人才。

一、當前小學科學教育存在的問題

（一）科學教育脫離實際

在現實中，大部分學校的小學科學教育被教師、學生漠視。教師在小學科學課堂上往往只注重理論知識的傳授，而忽略了學生的實踐操作。因此，學生在接受科學教育時，只是淺嘗輒止地學習一些理論知識，而無法真正掌握實踐操作技能。這就導致了許多學生在科學課程學習過程中無法做到知行合一，無法將所學知識運用到實際生活中，也就無法實現學以致用的目的。

（二）科學教育模式單一

一些小學的專職科學教師不足，科學課程多數由兼職教師任教。兼職教師同時兼任其他學科的教學工作，精力相對分散，主觀上不愿意把更多的時間和精力放到科學學科的教學上。教師在組織學生進行科學探究、實踐活動時，由于缺乏系統的理論知識和專業素養，無法引導學生對科學現象、科學原理進行深入的探討，教學缺乏多樣性和針對性，導致科學教育模式單一、固化，無法提高小學科學教學的質量。

二、“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式概述

2023年8月，上海市教育委員會出臺《關于實施項目化學習推動義務教育育人方式改革的指導意見》，探索以項目式學習推進義務教育教與學方式的變革，優化學生的綜合素質培育，促進課堂提質增效。項目式學習強調以學生為中心，以問題或項目為導向，通過學生主動參與、實踐探究、合作學習等方式，培養學生的創新精神和實踐能力［2］。項目式學習對學生而言，不僅在于知識的學習和技能的掌握，而且在于培養學生的探究精神、創新思維和實踐能力，使學生能夠更好地適應未來社會的發展需要。

十九小為了提升學生的科學素養，實現新時代學校科學教育的目標，以《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版科學課標》）為依據，結合學校實際情況，積極探索以學生小組項目式學習為基礎，以學生集體科技實踐活動為根本，以學校全面實施科普教育為保障的科學教育路徑，構建了旨在加強小學科學教育的“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式（如圖1），為小學科學教育提供了新的思路。

項目式學習的核心在于教師設計真實性、生活性、挑戰性的驅動問題，鼓勵學生以團隊的形式進行探究式和體驗式學習，獲得對知識的新理解，并能夠靈活地遷移運用［3］。十九小科學教育團隊經過深入探究與實踐，成功將項目式學習的核心理念與指導學生參加科創活動、組織開展科普活動相融合，通過整合與優化，形成了小學科學項目式學習的四步聯動方法、學生團隊科學實踐活動的三階遞進思路、學校科學活動的兩重展示平臺。在四步聯動環節，教師指導學生以生活中的科學問題為切入點，引導學生優選項目、組建團隊，根據不同類型的問題自主探究、創作反思，獲得學習項目成果。四步聯動解決了小學科學教育科創模式單一的問題。在三階遞進環節，學生首先通過學習，體驗知識、技能形成的過程，然后理論聯系實際進行實踐活動，在活動中動手、動腦進行創造，強調關鍵概念或關鍵技能的理解，解決了學生科學實踐活動思路短缺的問題。在兩重展示環節，學校將學習項目成果在科學調查體驗活動和科學節活動中進行過程和成果的宣傳展示，吸引更多學生參與科學教育活動，從而解決了科學教育不能面向全體學生的問題。“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式充分尊重了學生的學習主體地位，培養了學生的創新能力、批判性思維和團隊協作精神，從而全面提升了學生的科學素養。

三、“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式的實施

《2022年版科學課標》要求科學課程應面向全體學生，提供平等學習的機會，鼓勵學生進行合作與探究，在實踐中學習思考。教師根據科學課標要求，立足學生年齡特征、興趣愛好和認知水平，從學生生活及教材中的科學問題出發，組織學生開展團隊探究性“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習活動。

（一）以學生小組項目式學習為出發點，實施四步聯動方法，支持學生科創實踐

四步聯動方法由教師提供核心資源，創設活動環境，引導學生發掘活動與創新的契合點，進行力所能及的科學探究活動，促進學生知識體系的完善與創新能力的提升，最終培養其解決實際問題的能力。四步聯動方法涵蓋了問題引領、團隊組建、自主探索和創作反思四個相互關聯的步驟，實現了“做中學”“學中創”的學習目標，構成了一套系統的科技實踐方法。下面，筆者以十九小“走近創客，體驗創新——探究種太空架豆融合小創客”主題的科學體驗活動為例，闡述具體的四步聯動項目式學習方法。

第一步是問題引領，即由教師引導學生在活動實踐中提出問題，啟迪思考。愛因斯坦曾說過，提出一個問題往往比解決一個問題更重要。為了貫徹實施這一理念，教師將科協贈送的太空架豆種子分發給項目組學生，讓學生在學校實踐基地的菜園里種植。教師通過與學生溝通交流、帶領學生觀察分析等方式激發學生的學習內驅力，讓學生思考并自主提出探究問題。當學生能提出“怎么樣把種植活動開展得更有意義？”“種太空架豆，可以結合到創客活動嗎？”等問題時，說明學生開始了真正的項目式學習。

第二步是組建團隊，即學生在教師的指導下，邀請同伴組建探究小組，圍繞探究主題，開展預備工作。團隊合作是現代科學探究的關鍵方式，也是實現探究目標的重要途徑。為了讓學生學會合作學習，教師指導學生圍繞“探究種太空架豆融合小創客”這個項目，邀請伙伴組建探究團隊，開展前期準備工作。團隊成員管理好種植的太空架豆，收集了種植活動過程的數據，進行比對、分析，得出結論，然后申請在輕松籌“夢想籌集活動”中進行太空架豆種植展示。

第三步是自主探究，即學習小組運用實驗、調研等手段，探索活動開展方式，積累原始探究資料，形成初步探究成果報告。自主探究是衡量一個人綜合素質的重要指標，是獲取知識的重要途徑，更是培養創新思維和解決問題能力的基礎［4］。在“探究種太空架豆融合小創客”的深入實踐學習探究過程中，教師指導項目組學生利用實驗、調查等方法探索“怎么樣開展活動，獲得更多的關注？”“如何通過太空架豆種植展示提高眾籌收獲？”等問題，獲得了第一手探究材料，形成了初步的探究成果報告。

第四步是創作反思，即學生依據前期探究成果，結合前人研究成果，在教師的協助下，進行思維深化、創新重構。創作反思是對創作過程的復盤，能幫助學生理解作品的誕生，還能展現學生在創作中所面臨的挑戰和取得的進步。當學生對“如何吸引市民關注太空架豆種植活動？”“如何提高太空架豆種植展示率？”“如何讓市民為項目助威？”等進行思考再行動時，學生自然地進入到項目式學習的創作反思階段。

四步聯動方法是項目式學習融入科創活動的一個簡易方法，做到了以學生為中心，以問題為導向，以團隊為基礎，以自主探究為核心，通過創作反思獲得提升，培養了學生的創新能力和實踐能力。實踐四步聯動學習方法，學生可以在項目式學習活動中不斷提升自己的綜合素質，為未來的學習做好充分的準備。

（二）以學生集體科學實踐活動為根本，形成三階遞進思路，助力科學教育開展

實踐活動作為課堂教學的延續，要求學生在系統掌握教材理論知識的基礎上，融合通過各種渠道所習得的技能與方法，參與到符合自身年齡特點的科學實踐活動中。針對學生的項目式學習實踐活動，十九小科學教育團隊形成了切實可行的學、做、創三階遞進思路，推進科學實踐活動的開展。教師運用三階遞進思路精心設計實踐活動任務，引導學生在實踐中實現從知識學習到知識運用的轉變，最終實現創新能力的提升。下面，筆者以“城市內渠——西干渠受污染情況考察”項目式學習活動為例，闡述具體的科學實踐活動三階遞進思路。

學習階段是指學生在指導教師的協助下，進行卓有成效的學習活動。聚焦需求、目標導向的學習活動，會讓學生的學習更具針對性和實效性。“城市內渠——西干渠受污染情況考察”項目式學習活動的第一階段是學，教師組織學生先向科協的專家請教水污染情況的考察方法，然后到欽州市的水閘管理處了解水閘的建設歷史，到水文站學習水質檢測的方法。

實踐階段是指學生進行富有實效的實踐活動。實踐活動不僅讓學生將理論知識應用于解決實際問題，而且能培養學生的動手能力和解決問題的能力。“城市內渠——西干渠受污染情況考察”項目式學習活動的第二階段是做，進行實踐探究活動：首先，學生沿著水渠源頭一路南行，步行10公里，考察欽州市青年水閘、馮子材故居、七小、水文站、三小、中山公園、菠蘿橋、九鴉村等多地渠道；其次，學生分別對以上各地渠道采集的水樣進行了水質檢測實驗；最后，學生擬訂了簡單的社會調查表，調查了沿渠居民對水渠和水質情況的認識。學生通過實踐探究活動，得出水渠水質是逐步變差的結論，主要原因是沿渠居民不愛護水渠、水渠沿岸有市場和排污口等。

創作階段是指學生根據自身的年齡特點，開展合適的創作活動。在創作階段，學生會針對學習、實踐活動中發現的問題，挖掘問題的本質，通過分析討論尋找合適的解決方案，并運用所學的知識與技能解決問題，獲得一定的學習成果，實現活動的實際意義和社會價值。“城市內渠——西干渠受污染情況考察”項目式學習活動的第三階段是創，教師協助學生進行適合年齡特點的創作活動。例如，學生創作了保護水渠的宣傳畫、發表了水質調查報告、制作了保護水渠的沙盤等，并向欽州市人大法工委提出了管理水渠的建議：科學設置城市排水口，增加宣傳標語，及時清理垃圾，立法劃“藍線”，把水渠改造成一道風景線。

三階遞進思路層次分明、循序漸進，是項目式學習與實踐活動結合的一個有效模式，通過學、做、創三個階段培養學生解決問題的能力。學生遵循三階遞進思路進行項目式學習，可以逐步提高認知水平和動手能力，培養創新思維和實踐能力，進而全面提升科學素養。

（三）以學校全面實施科普教育為保障，構建兩重展示平臺，提升科學教育品質

十九小通過組織科學調查體驗和科學節兩項校園科普教育活動，為學生搭建一個全面展示項目式學習過程與成果的平臺，確保每個學生都享有公平展示的機會。這兩項活動能讓學生得以展示自我，取得相應的成長和進步，真正實現了“科創筑夢，助力‘雙減’”的教育目標。

第一個平臺是科學調查體驗活動。例如，學校圍繞貼近學生生活實際策劃“低碳生活”“節約用電”等主題活動，面向全體學生開展基礎性科普教育活動。活動伊始，學校以一場盛大的全校性啟動儀式拉開序幕，激發學生對科學探索的濃厚興趣。隨后，科學教育團隊指導學生開展小組活動，在學校、家庭和校外進行調查實踐，深入探究相關主題。在活動中，教師協助學生撰寫調查報告，引導學生進行學習成果交流。這些活動讓學生深入理解和運用科學知識，培養學生的科學素養和實踐能力。

第二個平臺是校內科學節。2014年起，十九小開始組織開展科學節活動，初期進行了簡單、有趣的現場科學實驗活動，如“雞蛋撞地球”“水的表面張力實驗”等，讓學生感受科學的魅力，激發學生對未知世界的好奇心和探索精神。隨著活動的發展，2015年之后科學節引入了比賽機制，如“蘿卜搭塔臺”“水火箭比遠”等活動項目，讓學生能展示科學學習成果，還能通過競爭與合作提高科學素養和實踐能力。近年來，學校邀請了科技大篷車進校園，開展了船模比賽等活動，展示了前沿科技。科學節以場景式、體驗式、沉浸式等方式進行科學教育活動，成為學生追求科學真理、運用科學思維解決問題的平臺。

兩個展示平臺為學生搭建了展示自我、追求科學的舞臺，已成為十九小的一張亮麗名片。科學調查體驗和科學節兩項活動每年都能吸引大量學生參與其中，證明了十九小在科學教育中的成效，實現了科學教育面向全體學生的目標。

四、“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式的應用價值

“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式的應用價值在于創新了學習模式、實施路徑和研學機制，提升了學生的科學素養，培養了學生的創新精神和實踐能力，為科技創新培養了更多后備人才和拔尖人才。

（一）學習模式創新，簡化了原有項目式學習的步驟和思路

“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式簡化了原有項目式學習的步驟和思路，創新了適宜學生的學習模式。在方式上，強調學生作為探索者，教師作為指導者，形成教學一體、教學相長的特點；在內容上，分為社會科學調查、自然科學調查、發明制造等類型，學生能夠進行針對性的學習；在評價上，該模式不僅展示了學習成果，而且展示了學習過程，這樣可以激發學生的內驅力，提高學生的綜合能力；在邏輯上，該模式通過板塊內部和板塊之間的循環往復，培養了學生持續深入探究的科學品質。

（二）實施路徑創新，有利于鍛煉學生知行合一及學以致用的實踐能力

學生在本地鄉土資源場域中，組成科學探究團隊，以社會熱點問題、生活實際問題為研究對象，開展科創教育實踐活動，進行“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習。學生在具體的項目活動中，經過體驗與實踐、互動與分享、創作與反思、評價與修改、過程與成果展示，解決了科學教育脫離實際的問題，達到了知行合一、學以致用的目的。

（三）研學機制創新，有利于實現科學教育面向全體學生的科學愿景

“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習引導學生利用生活中常見的、隨手可取的材料或簡單設備等開展實踐探究活動。該模式滿足學生動手動腦就能有創造的需求，投入經費少，科創教育效果明顯，有效破解了科創教育活動少、科創教育普及率低的難題，實現了科學教育面向全體學生的目標。

綜上所述，培養學生的科學素養需要明確目標、實施具體計劃、提供有效的培養方式與內容，并關注培養成果與影響。“四步聯動·三階遞進·兩重展示”項目式學習模式具有明顯的可操作性、有效性和普適性，能有針對性解決當前科學教育中所存在的一些問題，實現了科學教育生活化、本土化、全員化，培養了學生的創新精神和實踐能力，有效提高了學生的科學核心素養。

參考文獻

［1］吳丹.科學教育引航科學夢想［N］.人民日報，2023-07-06（07）.

［2］王海，趙東梅.項目式學習：走向知識的新建構［J］.教學考試，2022（37）：9-13.

［3］周云華.基于PBL理論的學習項目設計［J］.教學與管理，2021（34）：31-35.

（責編 韋榕峰）