項(xiàng)目化學(xué)習(xí)“八步”走　助力學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

【摘要】項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式“八步”走是指“回到現(xiàn)場、聚焦問題、方案預(yù)設(shè)、持續(xù)探究、嘗試解決、迭代測試、展示交流、總結(jié)反思”這八步。文章主要探究如何借助項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式“八步”走促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；“八步”走模式；科學(xué)素養(yǎng)

作者簡介：朱云霞（1988—），女，南京市江寧開發(fā)區(qū)學(xué)校。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)讓學(xué)生專注于目標(biāo)問題的解決，開展自我學(xué)習(xí)和項(xiàng)目探究，并承擔(dān)起更多的社會(huì)責(zé)任。將項(xiàng)目融入科學(xué)學(xué)習(xí)中，能讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的過程，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生有充分的自由，他們需要自己發(fā)現(xiàn)問題、聚焦問題、制訂計(jì)劃，在一定的時(shí)間內(nèi)完成自我制訂的任務(wù)，并進(jìn)行自我反思和評價(jià)。本文探索的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)范式通過以下“八步”走策略（如表1）展開。

一、回到現(xiàn)場

香皂是每家每戶必備的清潔用品。雖然現(xiàn)在各式各樣的功能型洗手液五花八門，用起來也比較方便，但論殺菌能力，還是香皂比較強(qiáng)。這是由于香皂表面的活性劑含量遠(yuǎn)高于洗手液，因此香皂的去污能力更強(qiáng)。基于香皂強(qiáng)大的殺菌能力，學(xué)校給每個(gè)洗手池都配備了香皂，便于學(xué)生們洗手消毒，防止生病。

（一）發(fā)現(xiàn)問題

回到現(xiàn)場是回到學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的某個(gè)現(xiàn)象、產(chǎn)生疑問的現(xiàn)場。四年級(jí)的晗晗是一個(gè)具有敏銳觀察力且熱愛思考的學(xué)生，開學(xué)的第一天她就發(fā)現(xiàn)了洗手池發(fā)生的變化，并和小伙伴就香皂問題展開了討論。晗晗說：“你們有沒有發(fā)現(xiàn)洗手池的香皂用得特別快？”“是啊！上午用的時(shí)候還和新的一樣，下午就還剩那么一點(diǎn)點(diǎn)了！”“袋子總是濕漉漉的，把香皂都泡爛了，香皂一爛就容易從袋子里跑出來，就浪費(fèi)了。”“那我們得想辦法把這網(wǎng)袋給換了，重新給香皂找個(gè)合適的‘小窩’，讓它不容易被泡爛！”大家都表示強(qiáng)烈的贊同。學(xué)生在日常生活中會(huì)遇到各種各樣的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生各種疑問，教師應(yīng)及時(shí)抓住契機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)疑問、提出問題。

（二）項(xiàng)目化學(xué)習(xí)價(jià)值判斷

“如何更好地存放香皂”這個(gè)生活問題引發(fā)了學(xué)生之間的討論，在討論中，他們確定了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主題“尋找一種防積水的香皂盒”。教師可以思考此項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主題的價(jià)值，并進(jìn)行一一列舉：科學(xué)知識(shí)，會(huì)設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜測，意識(shí)到使用工具可以更加精確、便利、快捷，正確、恰當(dāng)?shù)厥褂煤唵蔚墓ぞ吆图夹g(shù)，知道設(shè)計(jì)一系列步驟，以及了解任何設(shè)計(jì)都受到一定條件的制約；關(guān)鍵能力，通過問題驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)向同伴和教師學(xué)習(xí)，樂于嘗試多種材料、多種方法完成任務(wù)，體會(huì)創(chuàng)新的樂趣，能接納他人的觀點(diǎn)，完善自己的設(shè)計(jì)；必備品格，鍛煉合作與分工的團(tuán)隊(duì)工作品質(zhì)，與同伴發(fā)生分歧時(shí)能協(xié)商解決；價(jià)值觀念，在評價(jià)活動(dòng)的討論中，能與同伴分享交流，能認(rèn)同多種不同觀點(diǎn)的存在。

二、聚焦問題

問題是項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，提出可研究的科學(xué)問題是學(xué)生應(yīng)具備的重要科學(xué)素養(yǎng)之一。部分學(xué)生提問的積極性不高或提出的問題沒有研究的價(jià)值，這時(shí)就需要教師及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，幫助學(xué)生提煉具有價(jià)值的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)問題。

如針對上述學(xué)生對香皂盒的討論，教師可以引導(dǎo)：“你們想把香皂盒換成哪一種呢？”這時(shí)，晗晗好像想到了什么：“我們可以把市場上現(xiàn)有的香皂盒種類各買一個(gè)回來，試試哪種效果好，然后再?zèng)Q定。”其他學(xué)生都表示贊同。學(xué)生買來不同類型的香皂盒進(jìn)行試驗(yàn)，運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)思想，找到了市面上香皂盒的共同點(diǎn)以及它們的缺點(diǎn)，從而明確了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的目的：設(shè)計(jì)一款新型防積水的香皂盒。

三、方案預(yù)設(shè)

（一）為學(xué)生搭建腳手架

在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中，教師需要搭建腳手架以支持學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。在本項(xiàng)目活動(dòng)中，教師要組織學(xué)生對問題進(jìn)行篩選，提煉關(guān)鍵問題，形成項(xiàng)目化學(xué)習(xí)主題；指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)單，提供搜集資料的方法；督促學(xué)生按時(shí)、根據(jù)任務(wù)完成項(xiàng)目。學(xué)生應(yīng)做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)生活中的問題并主動(dòng)向教師尋求幫助；積極與組員合作，討論項(xiàng)目實(shí)施方案；根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施過程及時(shí)調(diào)整方案，修改草圖，不斷改進(jìn)；詳細(xì)記錄項(xiàng)目實(shí)施過程，及時(shí)進(jìn)行總結(jié)反思。

（二）方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)共分兩步：第一步，項(xiàng)目成員需討論、交流解決關(guān)鍵問題的步驟，提出驅(qū)動(dòng)問題，繪制草圖，形成一個(gè)實(shí)施方案；第二步，根據(jù)方案確定項(xiàng)目所需材料，列舉項(xiàng)目材料清單。教師在此過程中要考查學(xué)生設(shè)計(jì)的草圖是否合理，確保各項(xiàng)目小組設(shè)計(jì)出合理且能真正解決問題的整體方案，使每個(gè)項(xiàng)目組最終都能得到預(yù)期的產(chǎn)品。

教師需要利用進(jìn)階問題指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，如：制作一種防積水香皂盒需要哪些環(huán)節(jié)？每一個(gè)環(huán)節(jié)需要做什么？教師還要引導(dǎo)學(xué)生提出驅(qū)動(dòng)問題，如：防積水香皂盒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？防積水香皂盒制作的材料有哪些？技術(shù)難點(diǎn)是什么？其他人覺得這種防積水香皂盒實(shí)用嗎？每個(gè)驅(qū)動(dòng)問題有具體的實(shí)施方案，分別是：搜集資料、設(shè)計(jì)圖紙；利用工具制作、改進(jìn)、測試；交流評價(jià)；訪問使用感受。

四、持續(xù)探究

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在所有小組進(jìn)入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段后，教師應(yīng)提醒學(xué)生按照科學(xué)探究的步驟開展設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)時(shí)，小組成員能夠積極主動(dòng)地查找資料，進(jìn)行組內(nèi)討論。驅(qū)動(dòng)性問題“防積水香皂盒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么”引發(fā)了學(xué)生們激烈的討論。有的學(xué)生說：“就是在原先香皂盒的側(cè)面開一個(gè)口，然后把另一頭墊高！”有的學(xué)生說：“我認(rèn)為可以在香皂盒中墊上硅藻泥，因?yàn)楣柙迥嘤泻軓?qiáng)的吸水性，這樣就不會(huì)有積水了！”還有的學(xué)生認(rèn)為：“硅藻泥雖然吸水，但水還是沒有排出去，長期高頻率使用還是會(huì)有積水的問題。”經(jīng)過討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)畫圖比口頭表達(dá)更清晰。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，各小組根據(jù)自己對防積水這一功能的理解，以及相互之間的討論和思維碰撞，畫出了自己的設(shè)計(jì)草圖。這些設(shè)計(jì)草圖與嚴(yán)格意義上的設(shè)計(jì)圖紙還有一定的差距。因此，教師還需要指導(dǎo)各小組通過搜集信息、處理信息、獲得靈感，改進(jìn)設(shè)計(jì)圖。其中一個(gè)小組從“水往低處流”得到啟示：把香皂盒后面抬高，讓它斜著。筆者追問：“如果斜著，水是流掉了，可香皂也會(huì)滑掉。”學(xué)生回答：“那就在兩邊加裝東西，只把香皂擋住，不擋住水。”

（二）項(xiàng)目成果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中，評價(jià)是項(xiàng)目準(zhǔn)確按照方案推進(jìn)的保證。科學(xué)的評價(jià)表可以讓學(xué)生知道什么是好的表現(xiàn)、成果，什么是沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)、成果，并對照自己和其他同學(xué)的行為，引發(fā)學(xué)生對產(chǎn)品和解決問題過程的反思，引導(dǎo)學(xué)生更深層次地探索、創(chuàng)造與合作［1］。項(xiàng)目成果評價(jià)表是對項(xiàng)目成果進(jìn)行評價(jià)的依據(jù)，包括量化打分與質(zhì)性評語兩個(gè)部分。

五、嘗試制作

在嘗試制作的過程中，項(xiàng)目小組組長要合理地安排項(xiàng)目進(jìn)度；項(xiàng)目主成員根據(jù)草圖進(jìn)行制作，依據(jù)實(shí)際的操作過程靈活地修改草圖，確保制作按照設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行。與此同時(shí)，教師要監(jiān)督各項(xiàng)目小組，使其能夠按照分工合作，保證全員動(dòng)手參與［2］。教師不僅需要根據(jù)不同小組的實(shí)際情況進(jìn)行指導(dǎo)，保證各項(xiàng)目小組項(xiàng)目實(shí)施的質(zhì)量和效果，還需要監(jiān)督各項(xiàng)目小組的實(shí)施進(jìn)程，保證每個(gè)小組都能按照自己的設(shè)計(jì)方案完成項(xiàng)目產(chǎn)品。

有的小組選擇的材料是曲奇鐵罐子，其質(zhì)地較軟，可以任意塑性，而且比較薄，能夠進(jìn)行裁剪。他們最初的設(shè)計(jì)是先將鐵罐子按設(shè)計(jì)尺寸裁剪成4塊，然后將各部分進(jìn)行焊接，形成一個(gè)整體。但在真正操作時(shí)，焊接出現(xiàn)了問題：由于不同部分鐵片之間連接有一定的角度，而且鐵片的表面有一層很光滑的漆，這大大增加了焊接的難度，并且即使焊接好后使用也很容易斷裂。該組根據(jù)教師的提示，選擇了一體成型，不進(jìn)行切割、裁剪、焊接的制作方法，即把鐵皮盒剪成變形的長方形，再把對應(yīng)的凸出來的兩角向里卷一定的角度，用來擋住香皂不讓它滑下來，再把第三個(gè)角向相反方向彎90度，再用黃色的膠帶裝飾一下，防止鐵皮邊緣割傷手指，最后，鉆一個(gè)孔，再裝上吸盤，一個(gè)防積水的香皂盒就制作完成了。

六、迭代測試

在各小組初步完成項(xiàng)目產(chǎn)品制作后，各組組員需要對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行使用測試，并不斷進(jìn)行調(diào)試、修改，形成最終產(chǎn)品。隨后，小組代表匯報(bào)項(xiàng)目成果，并講解設(shè)計(jì)原理、使用方法、產(chǎn)品亮點(diǎn)等；其他項(xiàng)目組對非本組的項(xiàng)目產(chǎn)品提出建議并進(jìn)行評價(jià)；教師對各項(xiàng)目小組成果進(jìn)行評估驗(yàn)收并評價(jià)打分。

每個(gè)小組需要將自己的項(xiàng)目作品交給身邊的同伴、家長或教師使用，并請他們填寫使用感受。其中，同伴們在使用完后不僅寫出了自己的使用體會(huì)，有的還提出了很多有建設(shè)性的建議。家長和教師則是利用“項(xiàng)目成果評價(jià)表”對項(xiàng)目作品和學(xué)生們的表現(xiàn)給予了多方面的評價(jià)。

七、展示交流

（一）公開展示

學(xué)生將項(xiàng)目成果“一種防積水的香皂盒”在學(xué)校的各種展示平臺(tái)如科技節(jié)、科普周等活動(dòng)中向全校的師生進(jìn)行展示，并對項(xiàng)目作品進(jìn)行說明，介紹作品的功能、使用方法、優(yōu)勢和創(chuàng)新點(diǎn)，以及本組在項(xiàng)目活動(dòng)過程中遇到的困難和解決困難的方法。

（二）申請專利

各小組可在教師和專利審查員的幫助下申請國家實(shí)用新型專利，以期獲得專業(yè)人士的意見。其中，一個(gè)組的設(shè)計(jì)通過國家實(shí)用新型專利最終審核，專利進(jìn)行公示。在公示期間，這件作品的專利所有權(quán)被一個(gè)實(shí)體公司看中并出資購買，至此，該小組的項(xiàng)目作品從學(xué)校走向了市場，真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，接受市場的考驗(yàn)。

八、總結(jié)反思

（一）學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)得到提高

項(xiàng)目活動(dòng)過程按照邏輯順序可以分為三個(gè)階段：提出問題、活動(dòng)設(shè)計(jì)、收集證據(jù)并解釋。每個(gè)階段對學(xué)生能力的要求和培養(yǎng)是各有側(cè)重的：“提出問題”要求學(xué)生不僅要大膽地提出問題，還要選擇或提出具有研究價(jià)值的科學(xué)問題；“活動(dòng)設(shè)計(jì)”要求學(xué)生能做出自己的假設(shè)（哪怕這個(gè)假設(shè)最后通過驗(yàn)證是不正確的），自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的步驟、圖表等；“收集證據(jù)并解釋”不僅要求學(xué)生選擇最恰當(dāng)、最有效的方法收集證據(jù)，還要求學(xué)生對證據(jù)進(jìn)行整理、總結(jié)，并運(yùn)用這些證據(jù)得出結(jié)論、解釋結(jié)論背后的原因、將結(jié)論應(yīng)用于實(shí)際。因此，教師需要依據(jù)邏輯順序?qū)?xiàng)目活動(dòng)進(jìn)行分解，分段予以學(xué)生適時(shí)的指導(dǎo)，從而促進(jìn)學(xué)生每一階段關(guān)鍵能力的培養(yǎng)和提升，以提升學(xué)生整體科學(xué)素養(yǎng)。

（二）教師是支持者和推動(dòng)者

當(dāng)學(xué)生在活動(dòng)中有操作的需求時(shí)，教師就是他們的支持者；當(dāng)學(xué)生提出疑問時(shí)，教師應(yīng)和學(xué)生一起收集資料并開始試驗(yàn)；當(dāng)學(xué)生有個(gè)性化表達(dá)的需求時(shí)，教師就是有力的推動(dòng)者，為學(xué)生搭建展示的平臺(tái)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鼓勵(lì)他們大膽自信地表達(dá)、表現(xiàn)。

項(xiàng)目研究“八步”走模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)有：1.在真實(shí)的情境中自主發(fā)現(xiàn)并研究問題，自主確立創(chuàng)新學(xué)習(xí)課題；2.自主確定創(chuàng)新發(fā)明研究過程，自主控制研究速度；3.在研究過程中不斷進(jìn)行自我反思，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題；4.能夠不斷根據(jù)需求對產(chǎn)品、研究過程進(jìn)行改進(jìn)；5.主動(dòng)將產(chǎn)品、研究過程向大眾展示，接收反饋，進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)、研究改進(jìn)。

在項(xiàng)目研究過程中，學(xué)生主要進(jìn)行三個(gè)層次的學(xué)習(xí)：個(gè)體學(xué)習(xí)、共同體學(xué)習(xí)、新知識(shí)生成學(xué)習(xí)。教師需要分析、了解、關(guān)注學(xué)生，從而對學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)輔導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生更高層次的認(rèn)知發(fā)展，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張澤暉.STEM理念下面向小學(xué)生的工程思維培養(yǎng)活動(dòng)模型設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究［D］.保定：河北大學(xué)，2019.

［2］劉志強(qiáng).在Scratch項(xiàng)目化編程中培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算思維［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2022（23）：58-61.