核心素養下初中科學教學中的項目式學習應用探究

徐衛平

摘要：項目式學習作為一種指向問題解決能力的學習方式，利用真實情境培育學生學科核心素養，讓學生通過學習任務層層遞進，形成認知模型，提升學科理解能力，實現“知識、能力、素養”協調發展。文章基于文獻的梳理和教學經驗的總結，從項目準備、項目優化及項目實施三個維度對核心素養下的初中科學項目式學習應用進行探究，以更好地發揮項目式學習作用，提高學生合作能力，增強學生提出問題和解決問題能力，幫助學生通過科學探究建立嚴謹的科學知識體系，實現全面發展。

關鍵詞：初中科學；核心素養；項目式學習；教學情境；任務驅動

中圖分類號：G633.98文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）09-0125-04

課堂是學生重要的學習場所，為此教師要圍繞提高課堂教學質量，積極主動地探究與踐行教學策略[1]。項目式學習是一種以項目為核心，利用項目主題及多個驅動性問題串，激發學生持續性實踐活動和創造性思維，融合學科知識與技能解決問題的學習方式[2]。項目式學習運用互動式、啟發式、體驗式、探究式方法，包括項目驅動、項目設計、項目實施和項目評價四大環節[3]。在新課程改革背景下，發展學生核心素養已成為教育教學的主要目標。因此，在初中科學教學中，教師應合理設計學習項目，構建真實情境，優化教學環節，突出學生主體性和參與性，著力培養學生的科學實踐探究能力和創新意識，促使學生實現“做中學、用中學、創中學”，全面發展學生核心素養。

一、加強教學研究，做好項目準備

項目式學習作為一種指向問題解決能力的學習方式，通過蘊含核心概念驅動性問題的持續探究，引發學生對問題的思考，實現跨情境知識遷移，使學生獲得生長性經驗，形成可視化成果，提升綜合素養。

1.研究課程標準，明確項目選擇方向

初中科學教師在選擇項目的過程中，應明確課程標準對學科的定位以及對學科育人價值的要求，以保證項目能夠承載育人任務，促進學生核心素養發展。《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確要求課程教學必須促進學生養成關注科學、技術與社會問題的習慣，形成科學的態度和價值取向，樹立社會責任感；引導學生更多地學習終身必備的科學知識，以順應時代的要求；讓學生體驗科學探究的過程，學會一定的科學思維方法，以解決自身學習、生活、工作和社會決策中遇到的問題。為此，科學教師一方面要立足學生發展，基于學生的認知規律進行設計。另一方面要將學生置于社會發展中，著眼其終身發展進行項目選擇，體現項目對學生的教育培養價值。

2.分析教材內容，找準項目教學切入點

在初中科學教學中，教師應深入分析教材，基于學科概念與現實生活的聯系選擇學習項目，并讓項目成為連接學生課內外學習的紐帶。例如，浙教版九年級上冊第三章包含“簡單機械”相關內容，探究杠桿、斜面、滑輪、輪軸和齒輪等所蘊含的科學道理，使學生認識機械在生產生活中的作用。學生通過探究，能了解簡單機械的特點，解決簡單機械的相關問題，計算機械效率，同時能夠運用所學科學知識解決生活中的一些問題，體現科學來源于生活又服務于生活的課程設計理念。七年級學生已經學習了“運動和力”的相關知識，在這一基礎上學習簡單機械的相關知識，能夠使學生對物質世界中的“運動與力”形成更加完整的認知，體會并意識到物質運動與力之間的相互關系，進而深化認識本單元“能的轉化與能量守恒”這一科學概念，形成物質與能量、穩定與變化等跨學科概念。基于對教材內容的分析，教師可整合相關知識設計以“修復桿秤”為主題的學習項目，要求學生通過動手實踐完成對桿秤的修復，完成質量測量任務。

3.重視學情分析，明確項目教學目的

學情分析是項目準備環節的重要任務，教師通過研究學生的實際需要、能力水平和認知傾向等信息，分析所選擇的項目與學生的契合度，并針對其中的問題作出及時調整，確保學習項目能夠基于學生主體做好充分準備。以浙教版九年級上冊第三章“簡單機械”內容的項目化教學為例，在項目準備階段，筆者對學情進行分析：學生對生活中的杠桿十分熟悉，已經有了一定的使用杠桿的經驗；學生對杠桿的認識是感性的，但這些認識可能膚淺、片面，甚至錯誤；學生通過杠桿平衡條件的學習，已經能通過規律去判斷生活中的杠桿，但更多的知識是機械性記憶，缺乏靈活運用。為此，筆者利用合適的情境，設計學生感興趣的學習活動，鼓勵學生觀察、討論、猜想、探究，加強對杠桿平衡條件的理解和運用。

二、指向核心素養，優化項目設計

項目式學習主要是利用真實情境培育學生學科核心素養，讓學生通過學習任務層層遞進，形成認知模型，提升學科理解能力，實現“知識、能力、素養”協調發展。為此，教師需要做好全面的設計與準備，對教學發展做好充分預設。

1.確定項目教學目標

項目教學目標需要結合項目內容、核心概念、素養（能力）水平、學習手段加以確定。為此，教師應對學科本質概念進行提煉，整合具體課程所蘊含的育人價值，對項目教學目標進行科學設計與表述。以“修復桿秤”為例，教師可圍繞核心知識點確定教學目標：掌握運用已有的杠桿知識解釋模型的方法；掌握運用重心、質量的精確度、數學二分法等知識解決問題的方法；感受桿秤制作中蘊含的傳統文化。確定項目教學目標，能將學科核心知識融入學習活動中，使得學生在參與項目的過程中實現綜合發展。

2.設計項目實施流程

項目式學習包括以下步驟，即了解項目、方案制定、探究創作、成果展示與評價反思。在核心素養培養理念下，教師要重視整體設計，基于學生發展要求，明確在各個步驟應進行怎樣的指導，以及要求學生參加哪些活動、形成怎樣的成果等。例如，在以“修復桿秤”為主題的項目式學習中，教師可對項目實施流程進行整體設計。（1）創設情境，了解項目。教師可利用多媒體課件為學生展示傳統的桿秤，利用情景型學習支架，增強學習內容的吸引力，幫助學生獲得真實感受，激發學生學習興趣和社會責任感。學生要了解桿秤修復任務，明晰學習責任。（2）任務驅動，制定方案。教師可通過“修復任務”驅動各小組設計方案，理清設計、調試、改進操作流程。學生對遇到的問題進行討論，集思廣益，設計實踐方案。（3）實施方案，完成任務。教師要給予學生充分的探索空間，各小組按照方案完成學習任務。同時，教師可將任務展示融入不同環節，為學生提供分享交流的機會。（4）項目評價，總結反思。師生共同參與評價，總結項目式學習經驗。

3.細化項目實施流程

在明確項目實施整體流程后，教師還需要對流程中的細節進行完善，如設置驅動性問題、展示項目成果、確定教學評價標準等，以保證項目式學習的有序開展。例如，在以“修復桿秤”為主題的項目式學習中，教師要細化項目實施流程，提出驅動性問題：“請同學們當一回手藝人來修復一桿破損的桿秤。”預設不同階段成果：其中階段性成果是“學生根據原理，組合材料初步制得桿秤”，終結性成果是“根據實際需求改進桿秤精度和量程，美化桿秤，賦予美好的寓意”。制定評價量表，從多維度評價各小組桿秤修復情況。確定項目匯報形式，即各組長對小組制作的桿秤和說明進行展示，每組派出評價員，代表小組根據量規評判出最優的桿秤。通過這樣的細化，學習項目得到進一步完善，能更好地促使學生展開自主探究、合作學習，實現自身發展。

三、細化教學環節，促進項目實施

項目實施是項目式學習的關鍵環節，教師應扮演好協調者、輔助者的角色，引導學生在實踐中發現新知識，掌握新內容；學生應發揮學習的主體作用，通過獨立完成項目把理論與實踐有機結合。這樣，在教與學的默契配合下，項目能有序落實，提高教師教學指導效果，提升學生的科學理論水平和科學探索技能，進而發展他們合作、探究、解決問題等綜合能力，讓他們在做中學、在學中做，實現核心素養的發展。

1.創設情境，了解項目

科學知識不是脫離情境的孤立存在，而是“溶解”與“稀釋”在一定的問題情境中[4]。學習一旦脫離真實情境，就容易形成片面的、孤立的理解。項目式學習倡導“用以致學”的問題驅動，能內化為學生學習動力的引領[5]。為此，教師可以采用多種方式創設情境，引出驅動性問題，讓學生了解項目要求，為后續探究做好準備。例如，在“修復桿秤”這一項目學習中，教師可借助多媒體播放視頻，并引出項目內容：用天平稱量時，一邊要放待稱量的物體，一邊要放等重的砝碼。不方便攜帶。面對這樣的問題，如何根據實際用途對它進行改進？桿秤———我國傳統度量衡的三大件之一，如今逐漸消失在人們的記憶中，復興傳統手工藝的“根”與“魂”，是我們年輕一代所應肩負的責任。接下來，我們就當一回手藝人，修復一桿破損的桿秤。這樣的情境與生活密切相關，也與學生所學的杠桿原理等知識密切相關，具有一定的實踐性和挑戰性。

2.任務驅動，制定方案

學生的學習過程，也是思維能力逐漸提升的過程。為使學生的思維真正發生、發展，教師可以通過項目式學習讓學生在動手實踐過程中獲得相應的體驗，并在問題的解決過程中自主獲取知識，提升思維能力[6]。教師要明確項目學習中的各項任務，給予學生充分的自主權，讓學生通過小組合作制定任務實施方案，以解決實踐探究中面臨的各種問題。例如，在“修復桿秤”項目學習中，教師可為學生設置“走近桿秤”“設計桿秤”“調試桿秤”“改進桿秤”等一系列任務，并要求學生通過集思廣益設計項目實施方案。各組學生在合作的基礎上給出各自的方案，有的小組在“走近桿秤”任務中明確要通過桿秤的實用演示，了解桿秤結構，并通過對比桿秤與天平，了解桿秤的測量原理和桿秤稱量的優點；在“設計桿秤”任務中明確利用給定的一次性筷子、PVC管、棉繩、一次性餐盤、螺帽等材料制作桿秤，并利用已知質量的砝碼標注刻度；在“調試桿秤”任務中測量給定物體的質量、記錄測量結果、統計分析、比較桿秤的準確度，進而思考桿秤作為稱量工具保證準確度的重要性；在“改進桿秤”任務中測量物體，根據測量結果制定擴大量程和提高精確度的改進方案。在這一環節，學生通過制定項目實施方案，深度參與到實踐學習中來，提高了合作學習能力，也鍛煉了解決問題的能力。

3.實施方案，完成任務

在這一環節，教師要為學生提供工具、協作交流空間和時間，并適時參與其中，輔助學生順利進行項目式學習，實現預期教學目標。例如，在“修復桿秤”項目學習中，教師可組織學生對項目方案進行實施，并提供必要的幫助和引導。在“走近桿秤”活動中，教師應明確“知結構，明原理”這一核心任務，引導學生進行桿秤的使用演示，學習桿秤的部件組成，并通過對比桿秤與天平，了解桿秤的測量原理。教師可讓學生上臺演示，拉近學生與“桿秤”的距離，讓學生進一步了解桿秤。在“設計桿秤”環節，教師應明確“組部件，標刻度”這一核心任務，要求學生認真觀察實驗盒中給定的生活中易得的材料，思考如何將材料制作成桿秤。在任務驅動下，學生集思廣益突破了如下問題：需要進行怎樣的處理才可以將一次性筷子轉化為秤桿？怎樣才能使一次性餐盤制作的秤盤能夠穩定地裝下被測物？制作時需要注意哪些細節？如何讓螺帽成為一個合格的秤砣？在解決這些問題后，學生依據教師提供的量規中“基本構造”的評價細則完成桿秤部件的組裝。在這一環節，學生通過組部件提高了動手能力，通過“組部件，標刻度”的思考和實踐合作，增強了溝通能力和合作能力。在“調試桿秤”環節，教師應明確“立標準，定公平”這一核心任務，引導各小組調試桿秤，測量給定物體的質量。之后，分小組展示測量結果，并進行統計和匯報，比較每組所制桿秤的準確度。在教師的提示下，學生在互動討論中進行延伸拓展，認識到桿秤作為稱量工具，其準確度意味著公平公正，由此學生也理解了古代匠人堅守技藝、堅持誠信的“秤心”。在這一環節，學生在調試桿秤過程中發現小組測量值不一致，并由此展開討論，進而明晰了桿秤在我國不僅是一件測量工具，還是公平與誠信的象征。在“改進桿秤”環節，教師應明確“擴量程，提精度”這一核心任務，引導學生提高桿秤的精確度。有的小組利用自制桿秤測量大蘋果，發現蘋果的重量已超過其量程，進而根據實際需求，產生擴大量程改進方案的討論；有的小組利用自制桿秤測量1顆水果糖，發現其重量小于桿秤的最小刻度值，進而產生提高精確度改進方案的討論。在這一環節，學生通過頭腦風暴，調動已有的知識和經驗，重新發現問題、解決問題，不僅鞏固了之前的實踐經驗，還拓展了思維的寬度。

4.項目評價，總結反思

在項目式學習的開展過程中，教師要重視評價，從而使其具有較強的導向性、診斷性及改進性。評價什么，選擇何種評價形式，這些都是教師在課前需要認真考慮的。在踐行中，筆者著重運用表現性評價。所謂表現性評價指的是通過客觀測驗以外的行動、表演、展示、操作以及寫作等更真實的表現對學生進行評價。表現性評價的合理運用，需要有真實或模擬真實的環境任務、評價的表現以及結果的評分標準。因此，用好表現性評價必須關注表現目標、表現任務以及評分規則[7]。除此之外，在評價環節中，教師也可以指導學生完成自我評價、小組自評與小組互評，并根據評價進行相應的反思，為下一次項目式學習積累經驗[8]。例如，在“修復桿秤”項目學習中，教師可發放評價量表，讓學生根據杠桿制作量規進行自評與互評，并引導學生根據評價結果進行改進，提高項目完成度。教師要通過獎勵肯定學生的學習成果，激勵學生繼續參與項目式學習。同時，教師還要對此次項目式學習進行總結和反思。通過開展項目式學習，教師了解了項目化理論以及應用的知識，提高了自身的研究水平，學到了新的教學理念，能夠以更開放的姿態和視野去面對初中科學課程改革；學生提高了學習科學的興趣和主動性，通過解決復雜問題拓展了思維，在動手制作過程中提高了動手能力，通過完成作品，提高活動內驅力，體驗項目完成的成就感。

四、結語

綜上所述，項目式學習重塑了跨學科實踐，更貼近學習的本質，讓跨學科實踐變得有意義、有意思、有可能。在初中科學教學中展開項目式學習能夠提高學生的合作能力，增強學生提出問題和解決問題的能力，幫助學生通過科學探究建立起嚴謹的科學知識體系，進而實現學生的全面發展。隨著課程改革的深入，任課教師還應進一步探索項目式學習在初中科學中的應用，促進教學模式的不斷優化，為學生的核心素養發展創造更加有利的教育教學環境。

參考文獻：

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[3]廖燕.項目式學習助力發展物理高階思維的探索———以初中物理條形磁鐵磁場分布的教學為例[J].教育觀察，2020（27）：58-59.

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[6]李偉.基于任務驅動的初中物理深度學習———以“力彈力”教學為例[J].物理之友，2022，38（08）：32-35.

[7]姚雪飛.表現性評價在初中科學項目式學習中的實踐研究[J].教學月刊，2020（09）：16-20.

[8]李成廣.基于項目式學習的初中“創意生態瓶”跨學科實踐[J].生物學教學，2023（08）：18-20.

Exploration of Project-based Learning Application in Junior Middle School Science Teaching under Core Competence

Xu Weiping

（Liangzhu No.1 Middle School， Yuhang District， Hangzhou City， Zhejiang Province， Hangzhou 311113， China）

Abstract： As a learning method that focuses on problem-solving ability， project-based learning cultivates students subject core competence through real-life situations， allowing them to progress through learning tasks layer by layer， form cognitive models， enhance subject understanding ability， and achieve coordinated development of knowledge， ability， and literacy. Based on literature review and summary of teaching experience， this article explores the application of project-based learning in junior middle school science from three dimensions： project preparation， project optimization， and project implementation， in order to better play the role of project-based learning， improve students cooperation ability， enhance their ability to raise and solve problems， help students establish a rigorous scientific knowledge system through scientific exploration， and achieve comprehensive development.

Key words： junior middleschoolscience； corecompetence； project-based learning；teachingcontext；task driven