重構(gòu)·循證·創(chuàng)生：大單元視域下微項目化學(xué)習(xí)的實施路徑

摘" 要：基于大單元的微項目化學(xué)習(xí)是學(xué)教方式變革的新范式，大單元教學(xué)與微項目化學(xué)習(xí)具有高度的適配性，互相促進(jìn)、互為補(bǔ)充.重構(gòu)單元核心知識，加強(qiáng)概念內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以項目任務(wù)為驅(qū)動，以循證探究為手段，以創(chuàng)生支架為指引，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)化知識網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展學(xué)生高階思維，實現(xiàn)培養(yǎng)核心素養(yǎng)目標(biāo).

關(guān)鍵詞：大單元；微項目化學(xué)習(xí)；實施路徑

中圖分類號：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）17-0095-05

收稿日期：2024-03-15

作者簡介：王軼銘（1983.10—），本科，中學(xué)一級教師，從事科學(xué)項目化教學(xué)研究；

鄭挺誼（1969.1—），碩士，中學(xué)高級教師，從事初中科學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：杭州市教師教育課題“立根·拔節(jié)·綻放：初中教師梯隊發(fā)展的項目化研培路徑研究”（項目編號：2023JSJY141）.

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在課程理念部分明確提出：“教學(xué)過程重實踐”，要推進(jìn)綜合學(xué)習(xí)，探索大單元教學(xué)，開展主題化、項目式學(xué)習(xí)等綜合性教學(xué)［１］.如何在大單元中開展微項目化學(xué)習(xí)，無疑是新課標(biāo)下科學(xué)教師面臨的新課題.

1" 初中科學(xué)大單元項目化教學(xué)問題審視

在“雙新”背景下，追求發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，追求有品質(zhì)的課堂，成為行進(jìn)在新課改中教師的共同愿景.但離新理念真正落地還有不小差距，我們的教學(xué)中存在著大單元教學(xué)與項目化教學(xué)方向迷失或兩者割裂問題.

1.1" 項目化教學(xué)設(shè)計策略欠缺

如何進(jìn)行項目化學(xué)習(xí)的頂層設(shè)計讓學(xué)生在“做項目”的過程中進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)？要克服重流程輕參與、組織形式單一、測評策略缺乏等問題.

1.2" 大單元建構(gòu)導(dǎo)向落實不足

大單元教學(xué)不是碎片化知識的傳授，而教學(xué)中輕視從整體視角整合，重操作輕目標(biāo)，學(xué)生無方向，缺乏將知識進(jìn)行重構(gòu)的有效引導(dǎo).

1.3" 項目化與大單元缺乏關(guān)聯(lián)

未能將大單元中核心概念的內(nèi)涵和外延有效關(guān)聯(lián)，以項目化的組織形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計與實踐推進(jìn)，缺少將知識關(guān)聯(lián)運用并融會貫通.

2" 大單元與項目化契合適配的內(nèi)在邏輯

2.1" 大單元融合項目化學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)化理念

項目化學(xué)習(xí)與大單元教學(xué)具有高度適配性，互相融合，互為補(bǔ)充，互相促進(jìn).大單元強(qiáng)調(diào)知識間內(nèi)在關(guān)聯(lián)，將知識素養(yǎng)轉(zhuǎn)化成項目化的科學(xué)問題，轉(zhuǎn)換設(shè)計成驅(qū)動性任務(wù)，流程如圖1所示.對學(xué)習(xí)過程和成果評價，讓學(xué)生做中學(xué)、學(xué)中探、探中創(chuàng)，完成知識的建構(gòu)和關(guān)鍵能力的提升.

2.2" 項目化學(xué)習(xí)重整大單元的思路框架

項目化學(xué)習(xí)起源于杜威的“從做中學(xué)”和克伯屈的“設(shè)計教學(xué)法”，夏雪梅在《項目化學(xué)習(xí)設(shè)計》中指出：“項目化學(xué)習(xí)最終是要實現(xiàn)知識的再建構(gòu)，即學(xué)生能夠在新的情境中遷移、運用、轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生新知識”［2］.重構(gòu)大單元知識體系，挖掘項目主題，進(jìn)行項目循證探究，創(chuàng)生迭代學(xué)習(xí)支架，思路框架如圖2.

3" 大單元視域下微項目學(xué)習(xí)的教學(xué)實踐

基于以上項目化學(xué)習(xí)重整大單元教學(xué)思路，我們以“制作聽話浮沉子”為單元微項目進(jìn)行課例研究.“浮沉子”是笛卡爾設(shè)計的，也叫笛卡爾水鬼.“浮沉子”看起來簡單，其中科學(xué)道理并不簡單，2023年山東高考物理出現(xiàn)了它的身影，浙教版初中科學(xué)沒有這內(nèi)容，卻在八年級上冊“壓力和浮力”大單元微項目設(shè)計主題，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計與實施.

3.1" 單元重構(gòu)，讓項目在創(chuàng)新設(shè)計中產(chǎn)生

3.1.1" 整合單元知識，挖掘微項目學(xué)習(xí)主題整合課程資源和單元知識，從大單元視角、課標(biāo)高度和知識點緯度，將碎片化內(nèi)容轉(zhuǎn)化為整體性項目，使之與單元內(nèi)容相匹配，確立具有整合性、挑戰(zhàn)性的微項目學(xué)習(xí)主題.

學(xué)習(xí)浙教版科學(xué)八年級上冊不同類型的力及產(chǎn)生的原因后，解析牛頓第一定律：合力不為零物體運動狀態(tài)會改變.重構(gòu)壓力壓強(qiáng)和浮力等知識內(nèi)在關(guān)系，大單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖3.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的多維考量，梳理教材，提煉核心概念，重整知識內(nèi)容，確立項目主題.

【微項目主題】制作一個聽話的浮沉子

3.1.2" 研讀課標(biāo)教材，確定微項目素養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)2022版新課標(biāo)、教材和教參，將相應(yīng)的知識點上升到具體概念，再提煉出核心概念，依據(jù)學(xué)情結(jié)合項目，找準(zhǔn)具體切入點，自下而上逐級聚焦，轉(zhuǎn)化為微項目設(shè)計的要素，確定微項目的素養(yǎng)目標(biāo)如下.

【科學(xué)觀念】通過實驗發(fā)現(xiàn)物體在水中沉浮的秘密，加深對力與運動關(guān)系的理解，深化對物體浮沉條件的認(rèn)識和應(yīng)用.

【科學(xué)思維】知道液體浮力、氣體有可壓縮性及液體對壓強(qiáng)的傳遞特性，認(rèn)識“浮沉子”工作原理，進(jìn)行方案設(shè)計.

【科學(xué)實踐】通過探究制作浮沉子，將所學(xué)單元知識運用到新問題情境中，提升動手制作、工程實踐與物化能力.

【態(tài)度責(zé)任】在項目學(xué)習(xí)中團(tuán)隊合作，相互配合，交流討論，分享觀點和思考，探討解決新問題，完成挑戰(zhàn)任務(wù).

3.1.3" 聚焦核心概念，設(shè)置微項目驅(qū)動任務(wù)

根據(jù)課標(biāo)找準(zhǔn)大概念，挖掘單元整體教學(xué)內(nèi)容逐級分解各單元和課時具體概念，聚焦核心概念，創(chuàng)設(shè)新穎的真實情境，激發(fā)學(xué)生的興趣.引課時播放浮力與壓強(qiáng)和流速的相關(guān)視頻見圖4，引發(fā)學(xué)生探究欲望，為設(shè)置項目任務(wù)做情境鋪墊.

將以上生活實際中異乎尋常的現(xiàn)象與單元的科學(xué)知識建立聯(lián)系，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，確立項目主題核心概念，設(shè)置大單元微項目的驅(qū)動性任務(wù).

【核心概念】壓強(qiáng)與浮力、物體沉浮條件，氣體可壓縮性及液體對壓強(qiáng)的傳遞性.

【驅(qū)動任務(wù)】制作出一個聽話的“浮沉子”，見圖5.

任務(wù)一：改變物體浮沉的方法有哪些？

任務(wù)二：如何讓它停留在不同的位置？

任務(wù)三：如何讓它聽從指揮沉浮自如？

任務(wù)四：畫一張浮沉子的原理分析圖.

3.2" 循證探究，讓項目在任務(wù)解構(gòu)中完成

3.2.1 根據(jù)問題情境，設(shè)計實驗方案

根據(jù)以上挑戰(zhàn)性任務(wù)，創(chuàng)設(shè)真實問題情境，找準(zhǔn)要素式問題，聯(lián)系現(xiàn)實生活，提供以下多組可選擇的器材.

A組：水槽1個、滴管4根、螺母4個、礦泉水瓶1個、塑料吸管1根、回形針若干枚.

B組：一個有蓋的透明塑料瓶、中號滴管或筆帽、橡皮泥、細(xì)管（吸管）和細(xì)漆包線.

C組：飲料瓶、口服液玻璃小瓶、塑料小瓶、水槽.

現(xiàn)實生活真實情境能激發(fā)學(xué)生興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)，從而自覺、主動地用高階思維和技能去探究驅(qū)動性任務(wù).學(xué)生根據(jù)提供的材料，經(jīng)過小組討論，設(shè)計的方案如表1.

表1" 完成項目任務(wù)方案

任務(wù)

任務(wù)一

任務(wù)二

任務(wù)三

任務(wù)四

方案設(shè)計

根據(jù)阿基米德原理和沉浮條件綜合分析

1.制作浮沉子；

2.調(diào)整浮沉子重量；

3.測試和調(diào)整

1.調(diào)試浮沉子；

2.按壓操作演示

畫一張浮沉子受力原理分析的思維導(dǎo)圖

3.2.2 解構(gòu)驅(qū)動問題，自主探究實踐

微項目學(xué)習(xí)通過任務(wù)驅(qū)動來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新思維，將遞進(jìn)性任務(wù)進(jìn)行分解、任務(wù)分工、協(xié)作交流，在進(jìn)階任務(wù)中進(jìn)行實踐操作和原理解構(gòu).

【解構(gòu)任務(wù)一】根據(jù)阿基米德原理，浮力F浮=G排=ρ液gV排，比較F浮與G物的大小知浮沉，見圖6，得出改變物體浮沉的方法：1.改變物體的重力；2.改變液體密度；3.改變物體的體積.本實驗采用方法1.

【實施任務(wù)二】讓浮沉子停留在不同的位置，就是懸浮狀態(tài)，浮力和重力二力平衡.通過改變浮沉子的重力，選擇器材，動手操作，不斷測試，直到成功.

（1）制作浮沉子.玻璃小瓶里灌入適量水（要留有空氣），倒扣入飲料瓶內(nèi)，或?qū)⑽軐φ郏没匦吾樆蛳鹌つ喾饪凇?/p>

（2）調(diào)整浮沉子的重力.小瓶去蓋后加小釘子增重，用回形針或橡皮泥增減重，觀察浮沉子在水中的浮沉狀態(tài).

（3）測試和調(diào)整.將浮沉子放入裝水的塑料瓶中，確保瓶內(nèi)有一定的空間，不斷調(diào)節(jié)小瓶內(nèi)水的多少，調(diào)整浮沉子的重力，使其漂浮在水中，如圖7.

【完成任務(wù)三】浮沉子聽從指揮沉浮自如，操作：擰緊瓶蓋，用力擠壓塑料瓶，喊“往下”，浮沉子下沉；松開壓力，喊“向上”，浮沉子又上浮，如圖8.自制成功聽話的浮沉子，學(xué)生十分開心，很有成就感.

3.2.3 尋找項目證據(jù)，實現(xiàn)問題解決

通過真實、有趣味、有價值的任務(wù)驅(qū)動，在設(shè)計、實施和測試中不只是練就操作技能，更要有思維含量的理性分析，從表象的證據(jù)觀察到科學(xué)本質(zhì)的原理剖析真正實現(xiàn)問題解決.

【解決任務(wù)四】從物體的浮沉條件和瓶內(nèi)空氣壓強(qiáng)及瓶內(nèi)氣體體積變化引起重力的變化，并與浮力大小進(jìn)行比較，從二力平衡進(jìn)行沉浮的原理分析，經(jīng)小組交流合作，不斷完善，畫出浮沉子原理的思維導(dǎo)圖如圖9.

3.3" 創(chuàng)生迭代，讓素養(yǎng)在項目評價中提升

一個好的項目不僅要有科學(xué)方法的指導(dǎo)，還要有項目成果的評價工具.學(xué)生在項目迭代過程中持續(xù)反思、評估、調(diào)整和優(yōu)化方案，增強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)能力，拓展發(fā)散思維，提升學(xué)科素養(yǎng).

3.3.1" 創(chuàng)生學(xué)習(xí)支架，展示項目成果

要使教學(xué)結(jié)構(gòu)化和可視化，須呈現(xiàn)明確的目標(biāo)、真實的情境、進(jìn)階的學(xué)習(xí)任務(wù)，在關(guān)鍵處提供學(xué)習(xí)支架，為微項目化學(xué)習(xí)賦能助力，創(chuàng)生多元化的學(xué)習(xí)支架如表2.

成果展示不僅是一個作品展，更是一個應(yīng)用和問題探討環(huán)節(jié)，讓深度學(xué)習(xí)在交流研討中發(fā)生，借助工具、量表、思維導(dǎo)圖等支架助力展示學(xué)生有思維含量的作品.各組展示不同式樣的浮沉子，接受他組的評價和教師的反饋.學(xué)生還有意外發(fā)現(xiàn).

【學(xué)生匯報】學(xué)生在成果匯報中，還有意外的發(fā)現(xiàn)和疑問，在擠壓大瓶時，小瓶不是馬上下沉，而在水面上漂浮一陣子，小瓶底已在液面下形成凹液面還是沒有下沉，只有繼續(xù)加大力度才會下沉，如圖10.

【教師肯定】該同學(xué)細(xì)心觀察、實事求是的探究精神值得大家學(xué)習(xí).其中奧妙是由于液體表面的張力，在張力牽拉下形成凹液面，液體表面張力也增加，只在達(dá)到極值時才下沉.并介紹臺灣一高中生從浮沉子這一現(xiàn)象測出了液體表面張力，因此而獲了大獎.

3.3.2" 對標(biāo)評價量表，診斷學(xué)習(xí)表現(xiàn)

微項目化學(xué)習(xí)以驅(qū)動任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生探究，營造和諧氛圍，嵌入表現(xiàn)性“真評價”，以PTA評價量表的形式呈現(xiàn)如表3，作為微項目全程評價指向.學(xué)生進(jìn)行對照思辨，分享觀點，實現(xiàn)分工合作和信息共享，有助于培養(yǎng)團(tuán)隊合作、溝通表達(dá)等未來社會所需的關(guān)鍵能力，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的意識和能力，提高了課堂效率.

3.3.3" 學(xué)習(xí)反思進(jìn)階，發(fā)展高階思維

學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動中將想法付諸實踐，再制作成“作品”，將思維可視，鍛煉了工程實踐能力和物化能力.動手操作后更要有思維含量的學(xué)習(xí)反思，在展示討論結(jié)束后，利用課堂余溫反思討論下面3個問題，讓學(xué)生的思維實現(xiàn)從發(fā)生→發(fā)展→遷移的進(jìn)階.

學(xué)生從具體概念壓強(qiáng)與浮力、沉浮條件、氣體可壓縮性及液體對壓強(qiáng)有傳遞性的分析，水越少，小瓶內(nèi)壓強(qiáng)P越小，壓縮相同體積的氣體所需的外力就越大.通過科學(xué)原理的分析，加深對大單元知識體系的理解和構(gòu)建，學(xué)會遷移應(yīng)用，讓學(xué)生從形象具體事物的觀察抽象到高級思維的進(jìn)階.

4" 大單元視域下微項目學(xué)習(xí)的成效

通過微項目真實問題的解決，學(xué)生調(diào)試浮沉子，掌握操作要領(lǐng)；探究浮沉子，理解工作原理；使教學(xué)成為發(fā)現(xiàn)證據(jù)的過程，建構(gòu)了知識鏈，達(dá)成了素養(yǎng)目標(biāo).

4.1" 迭代學(xué)教方式，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入微項目，從原本碎片化的概念，通過微項目化學(xué)習(xí)變得立體和整體.在歸納的基礎(chǔ)上演繹，在演繹的過程中再歸納，對大單元建構(gòu)重新認(rèn)知，對知識進(jìn)行整合，促進(jìn)深度理解和意義建構(gòu).

4.2" 創(chuàng)生思維課堂，提煉教學(xué)范式

教師研讀課標(biāo)與教材，進(jìn)行單元項目設(shè)計、過程指導(dǎo)和激勵評價.學(xué)生進(jìn)行情境分析、任務(wù)解構(gòu)、活動設(shè)計、主動探究、交流合作和成果展示，蘊(yùn)含思維，形成微項目化學(xué)習(xí)的基本范式，如圖11.

4.3" 鋪設(shè)四線架構(gòu)，教學(xué)評一致性

經(jīng)系統(tǒng)分析，策略優(yōu)化，將知識顯性化、隱性思維可視化，學(xué)科大單元的邏輯線為微項目的明線設(shè)計提供了框架.學(xué)生在驅(qū)動性任務(wù)和學(xué)習(xí)支架中合作學(xué)習(xí)的暗線，融合關(guān)鍵能力和目標(biāo)評價的輔助線，四線并進(jìn)，深度融合，做到“知行合一”，達(dá)成“教學(xué)評”一致性目標(biāo)，見圖12.

5" 結(jié)束語

項目化學(xué)習(xí)研究現(xiàn)已逐步進(jìn)入主流教育學(xué)界的研究視野，無論理論上還是實踐上都值得相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者進(jìn)行更進(jìn)一步的深耕和挖掘［3］.指向核心素養(yǎng)的微項目設(shè)計以實際問題為背景，兼顧任務(wù)設(shè)置的情境性、問題性、探究性和邏輯性，讓學(xué)生在解決問題過程中形成對核心知識的深度理解，這是現(xiàn)代教學(xué)方式變革的重要發(fā)展方向.在大單元體系重構(gòu)中，應(yīng)注重知識點的關(guān)聯(lián)、重新整合、遷移對接、相互貫通.以單元核心任務(wù)串起單元活動，引領(lǐng)學(xué)生從知識學(xué)習(xí)向素養(yǎng)發(fā)展形成一條線［4］.大單元教學(xué)的課堂要把活動權(quán)和話語權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生圍繞挑戰(zhàn)任務(wù)探究，把所思、所想、所做、所見、所悟、所得充分地表達(dá)展示出來，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生、思維真正發(fā)展、核心素養(yǎng)真正落地生根.

參考文獻(xiàn)：［1］ 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022）年版［M］.北京師范大學(xué)出版社，2022（4）.

［2］ 夏雪梅.微項目化學(xué)習(xí)設(shè)計：學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的國際與本土實踐［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2018.

［3］ 陶源沁.基于CiteSpace分析國內(nèi)近十年項目化學(xué)習(xí)研究發(fā)展歷程、熱點及啟示［J］.中小學(xué)電教，2024（1）：16.

［4］ 陸伯鴻.指向核心素養(yǎng)培育的課堂與教學(xué)設(shè)計模型探討［J］.上海課程教學(xué)研究，2023（9）：21-28．

［責(zé)任編輯：李" 璟］