“奇妙的光”單元實驗的項目式重組

中小學實驗教學要重新定位實驗教學的功能、形式和內容，突破傳統實驗教學的框架，將學生的情境體驗、實踐操作、探索求知、親身感悟和創新創造等實踐性活動都納入實驗教學體系。這就要求科學教師突破傳統的實驗教學方法，把先進的教學理念、創新的教學方法、創造性的教學活動融入課堂實驗教學中。

一、傳統單元實驗教學存在的問題

1.與單元知識構建脫節

傳統單元實驗教學是以課為單位，實驗材料多而零散，多個實驗結論呈碎片化，難以形成統整的單元知識架構。教學時，學生對實驗結論的認知僅是這個實驗的結果，難以建構成本課的科學觀念，更難把單元中相關的小概念關聯起來形成大概念。

2.與真實情境聯結脫節

在傳統單元實驗教學中，教師更多注重實驗器材的使用指導、實驗操作要求，而忽略了實驗與真實情境的聯結。當把實驗模型轉換成生活物品時，學生無法進行思維的遷移，難以將實驗模型與這些真實的生活情境問題關聯起來分析，也就無法促進知識的應用遷移。

3.與科學思維提升脫節

實驗課的傳統組織模式，采用統一的實驗器材和按照統一的實驗步驟，指導學生按部就班地進行實驗操作，讓他們得到統一的實驗結論。看似成功的實驗流程實質是主導了學生的思維，替代了他們的主觀能動性，他們缺乏在實驗中的分析、理解、反思和互動。這種成功的假象背后，學生的科學思維能力在原地踏步，難以實現思維的進階。

二、單元實驗的項目式重組策略

項目式學習強調學生在真實情境中進行探究實踐，強調解決真實問題，幫助他們自主構建學科知識并形成能力。在項目式學習視角下開展單元實驗教學也是科學課突破傳統，落實素養育人的重要途徑。“奇妙的光”單元中，我們嘗試通過創設單元項目，探索創新有效的單元實驗教學策略，引領學生分解任務，借助創新集成教具——多功能光學實驗盒，進行核心概念建構的進階學習，并通過對結果和過程進行多元評估，培養學生應用遷移的能力。

1.創設項目情境，重組單元教學

根據皮亞杰認知發展階段理論，小學生處于具體運算階段，需要借助具體事物展開思考，思維大部分時間限于具體情境。項目化學習的基本特征是創設真實性的驅動問題，在真實情境下把實驗和要解決的問題進行有效關聯，進一步設計實驗。該單元以裝飾媽媽開設的甜品店為項目大情境主線，把本單元的教學分解成大情境下的小任務，在真實情境任務驅動下，學生能有效關聯實驗和要解決的問題，進而主動開展實驗設計，在實驗模型中探究核心概念的原理。單元中的每個實驗都與對應的分情境相關聯，實驗的結論可以直接應用于解決分情境的問題，情境之中有實驗，實驗之中有情境，兩者相輔相成，讓學生不斷構建、完善對光現象認識的科學經驗，搭建起統整的知識體系，共同促成素養達成（見表1）。

2.創新集成教具，統整單元實驗

課程標準倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程。可見，實驗探究是學生習得科學知識的重要途徑。開發適用于單元的創新集成教具，可大大提高實驗教學的效率。該單元中共有五個探究實驗，基于教室的環境，依靠窗簾等基礎遮光設施，實驗效果不太理想。同時，學生手持手電筒可控性較差，實驗效果常受到照射角度影響。單元中小實驗多而零散，教師準備的材料煩瑣，學生操作不便，并且實驗間的關聯度較低，影響學生進行概念建構。

為此，我們開發了多功能光學實驗盒，這是一個不透光的暗箱，箱里帶有可調光的面狀光源，保證了實驗不受外界光線干擾，也可以調節到舒適的亮度，避免用眼疲勞。頂面有兩個縫，可根據實驗需要插入相應的板面（透明或不透明）。學生可以根據需要從實驗盒的觀察孔觀察，或打開側邊蓋子，直接觀察（如圖1）。

借助多功能光學實驗盒，把多個實驗化零為整，統整了單元的實驗。一套教具就可完成整個單元的實驗內容，材料簡潔，操作簡便，效果明顯，有效保證了實驗教學質量。通過實驗，學生從光的作用、光線的強弱變化、光透過不同物體的變化、光的顏色變化等不同角度，不斷構建、完善對光現象認識的科學經驗，建立單元知識概念體系。

3.分解項目任務，提升實踐能力

利用多功能光學實驗套盒，學生高質量地完成實驗，把從實驗中獲得的知識用于解決情境問題，完成單元項目式整體任務。

《小小燈光安裝師》一課探究手電筒遠近與光斑關系的實驗中，利用多功能光學實驗盒，前板插入有圖案的板面，將手電筒插入專門的孔洞內，孔洞的軌道可以保證手電筒射入光線角度不歪斜，暗箱可以保證不受外界光線干擾。調整手電筒伸進長度，從觀察孔觀察對應光斑的變化，找出光斑變化的規律，為選擇合適的光照強度用眼衛生打下基礎。同時，在暗箱中明暗對比度高，容易喚起學生平時不開燈看電視或手機的生活經驗，直接打開蓋子再觀察面板圖案，進一步體會選擇合適的光線對比度的重要性。基于該課探究實驗高質量地完成，學生在解決情境任務“射燈要裝在什么高度更合適”時得心應手。學生能從實驗情境中遷移到生活情境，能從光的強弱、光斑大小、明暗對比度等角度來綜合分析問題，解決問題的能力得到了進一步提升。

《百變色光桶》一課觀察白光透過玻璃紙后的濾光效果的實驗后，教師引導學生運用所學知識解決情境任務，把白光燈改造成彩光燈并安置在百變色光桶內，用于裝飾甜品店。在解決問題的過程中，不僅要應用過濾色光的新知識，還需調節光的強弱、光斑大小、透明程度進而達到更好的效果。如此一來，不僅是應用了新知識，還統整了單元前面的知識，是對單元科學觀念的一次全面評價。學生在作品的交流互動中得到評價反饋，又進一步提升自己對概念的理解和應用。在這種迭代交融的反饋中，學生的科學觀念不再是單純的知識內容，而是有習得、有應用、有素養深度的單元大觀念。

三、綜合評價體系促進素養提升

課程標準指出，要重視綜合評價，構建素養導向的綜合評價體系。基于項目式學習的小學科學單元實驗教學評價要關注學生核心素養的發展情況，通過多樣化評價方法、多元化評價主體、豐富的評價內容，全過程持續性地進行學習評價，對學生施加持續性的積極影響，通過評價促進他們深度反思與自我提升。

“奇妙的光”單元根據課程標準學業要求，依托項目式學習任務，以“爭當金牌設計師”為評價主題，設置綜合評價體系。評價內容包括設計師知識水平、設計師品德表現、設計藝術素養、設計制作模型，分別指向學生的知識技能水平、態度責任表現、藝術欣賞、勞動實踐的評價維度；評價結果包括金牌、銀牌、銅牌設計師；評價路徑包括線下紙質任務表、線上錄音解說或拍照分享。綜合評價體系，凸顯以學生為中心，強化過程評價，趣化結果呈現，點燃評價動機。教師通過綜合評價了解學生的學習狀況，而學生通過外界積極的反饋體會到自己的價值，增強勝任感和自我效能感，并反思不足，進而激發持續學習的內部動機。

小結

課程標準指出，科學課程要立足學生核心素養的發展。單元實驗的項目式重組有助于實現單元學習內容、單元實驗內容的整合，提供了素養導向下實驗教學新思路。項目式學習的大情境教學是統整單元的系統性情境，讓學生能沉浸式地在項目情境的驅動下，進入有效的深度學習狀態。依托單元項目的真實情境串，讓學生明白這個單元要研究什么，要探究什么，進而主動開展實驗設計，在實驗模型中探究核心概念的原理，進而在情境中運用原理。

（作者單位：張春蜜、陳詩妍，福建省廈門市瑞景小學；黃福裕，福建省廈門外國語學校附屬小學）

參考文獻

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