基于項目式學習的小學科學單元學習設計研究

摘 要 基于項目式學習進行單元學習設計是我國基礎教育課程改革的新方向，也是對小學科學教師提出的新課題和新挑戰。以“聲音傳播”主題為例，通過重組學習單元，促進小學科學學科核心素養發展，主要從項目主題的確立、項目學習目標設計、項目學習過程規劃三方面進行闡釋。項目學習目標包括結果目標和過程目標，項目學習過程規劃包括項目學習任務設計和驅動問題設計，以此為基礎提出評價目標。

關鍵詞 小學科學 項目式學習 單元學習設計 聲音傳播

項目式學習是我國現行基礎教育課程倡導的重要的學習方式之一。《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出科學課程要培養學生的科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等核心素養。項目式學習是以建構主義學習理論為基礎，其宗旨是讓學生的學習在經歷和解決真實世界的問題中真實發生[1]。項目式學習是以小組合作的方式進行項目規劃和解決項目任務的學習方式[2]，是促進核心素養發展的重要途徑。本文以“聲音傳播”學習單元為例，從項目主題確立、項目學習目標設計、項目學習過程規劃及項目評價目標設計等方面進行研究。

一、項目主題確立

項目式學習是轉變學習方式的有效途徑，引導學生參與科學知識探究，提升小學階段學生的科學知識吸收率。在實際開展項目式學習的過程中，教師需要具備全局思想，站在知識整體角度為學生設計項目式學習任務。項目式學習要面向全體學生，提倡學生在實踐活動中進行自主探究，豐富學生實踐經驗，促進技能形成和核心素養發展。因此，項目式學習主題確立需要滿足如下基本原則。

（一）基本原則

1.基礎性。所謂基礎性是指所學的課程內容在學科發展中處于基礎地位，而且其教學過程要面向所有學生。

2.實踐性。項目式學習強調學生在知識建構過程中的經歷和體驗感受，因此要求學生在實踐活動中完成學習任務。

3.探究性。探究學習是學生進行知識建構、能力形成、素養發展的有效途徑之一，項目式學習要求學生以科學探究形式理解知識、提升能力、發展素養。

4.發展性。項目式學習的目標是培育核心素養，而學生的素養發展不是一朝一夕的事，需要在學習過程中持續、漸進式提升。

（二）“聲音傳播”學習單元主題的確立

學習單元是為達成某一學習目標，對教材內容進行重新整合后形成的新的知識組合。教材中的知識單元是教材編寫者基于一定的目的而組合在一起的知識體系。但是，在實際教學中，教師為了完成一定的教學目標，需要基于實際情況，對知識體系進行重新組合形成新的學習單元，以促進學生的核心素養發展。

本研究的教學內容選自教育科學出版社《義務教育教科書·科學》（四年級·上冊）中“聲音”單元中第2 ～ 4節，題目分別為“聲音是怎樣產生的”“聲音是怎樣傳播的”“我們是怎樣聽到聲音的”。三個標題按先后順序構成一條完整的“聲音傳播鏈條”，分別為聲音的產生、傳播和接收。以上知識學習符合主題確立的基本原則，有助于促進學生核心素養發展，而且三部分內容是一個有機整體，因此將三節知識內容整合為一個學習單元——聲音傳播。

二、項目學習目標設計

學習目標是項目式學習的出發點和歸宿，指引、調控著教學過程。項目式學習目標應該包括結果目標和過程目標。結果目標是整個項目的總目標，過程目標以總目標為綱確立。過程目標是達成結果目標的階段性目標，最終通過過程目標的整合檢驗結果目標是否達成。項目學習目標的確立是以學科知識為載體，在項目實施過程中，通過科學探究等形式在問題解決過程中促進能力形成、素養提升。“聲音傳播”學習單元的項目學習目標設計如下：

【結果目標】

建構聲音傳播過程模型。

【過程目標】

1.通過互聯網、圖書館等途徑查詢，初步了解“聲音傳播”的相關知識，發展信息搜集、整理能力。

2.通過說話、擊鼓、敲擊音叉等實踐活動，基于證據歸納聲音產生的原因，初步形成觀察能力和歸納概括能力。

3.通過探究玻璃罩內有無空氣兩種情況下鬧鐘的聲音、貼耳與不貼耳兩種情況下抓撓桌子的聲音等活動，基于客觀事實比較分析聲音傳播的條件，初步形成比較分析能力。

4.通過觀察人的耳朵結構圖和模擬鼓膜的振動，基于人耳的結構了解人是如何接收聲音的，初步形成觀察能力、類比遷移能力。

5.基于目標2 ～ 4建構聲音傳播過程模型，發展模型認知能力。

三、項目學習過程規劃

項目式學習是以學生自主探究為主的學習方式，要尊重學生的主體地位，提升學生的參與感，讓學生全面參與到項目式學習過程中，這也為教師提供一個觀察學生的新角度。因此，項目式學習基于項目學習目標分解為若干個學習任務，必要時每一個學習任務還可以分解為若干個子任務。學生在情境激發、問題驅動下完成學習任務。

（一）項目學習任務設計

1.基于學情設計項目學習任務。項目學習任務設計要以學生的生理、心理特征為基礎，充分考慮學生的已有知識、經驗、技能和已掌握的方法等，能夠引領學生全身心地參與其中。四年級學生已經具備一定的動手操作能力，掌握了一些科學探究的方法，但是仍然不能系統、獨立地完成科學探究全過程。因此，仍需要教師把學習任務設計得更精細一些。

2.圍繞核心知識設計項目學習任務。無論選擇何種學習方式，最終目的是促進核心知識學習。因此，在設計學習任務時要突出核心知識。在“聲音傳播”學習單元中，單元的最終目標是構建“聲音傳播過程模型”，其核心知識包括聲音的產生、聲音的傳播條件、聲音的接收。

3.設計學習任務群把學習引向深入。為了達成項目目標，不僅需要多個學習任務，而且要加強學習任務間的關聯，形成一個有機整體，逐漸把學習引向深入。學習任務下還可以圍繞過程目標的達成設計若干個子任務。

“聲音傳播”學習單元的項目學習任務設計如表1所示。

（二）驅動問題設計

問題為課堂教學持續開展下去提供了方向引領，是項目活動開展的目標。

1.基于真實情境提出驅動問題。問題的提出要有真實情境作為依托，不能成為“無根之木，無源之水”。創設與學生生活和社會發展密切相關的真實情境，讓學生對此有所感、有所想，這樣才能保證學生愿意直接參與到學習活動中。

2.以問題群形式引導學習和問題解決。知識學習、問題解決都不是一步完成的，需要通過一個一個的問題串，引導學生的思維逐步走向深入。問題之間通過并列、遞進等邏輯形式呈現，最終形成問題群。

“聲音傳播”學習單元的驅動問題設計如下：

1.學習任務一：初步了解“聲音傳播”知識。

[子任務1]課前，調查“聲音傳播”的相關知識

課前導引：音頻播放，大自然中有不同的聲音，如潺潺的溪水聲、稻田里的蛙叫聲、風聲、雨聲、讀書聲等。

驅動問題：同學們，大自然中有各種聲音。你知道這些聲音是如何產生的嗎？聲音是怎樣傳到人的耳朵里的呢？我們是如何感知聲音的呢？

[師]帶著上述問題，同學們課下通過互聯網、圖書館等查閱相關資料，進行加工整理，下節課上課時同學們進行匯報。

【評價目標】診斷信息搜集能力，材料加工、整理的水平。

[子任務2]課上，匯報調查結果

學生活動：以調查學習小組為單位，匯報課前的調查結果，并基于證據進行組間評價。

預期成果：學生能夠基于客觀事實舉例說明聲音的產生、傳播和接收。

【評價目標】診斷基于調查結果進行匯報的系統性、條理性，診斷基于客觀事實進行評價的水平。

2.學習任務二：探究聲音是如何產生的。

教師提供的素材：鼓、鼓槌、音叉、水槽、小錘等。

[子任務1]探究人說話時是如何發聲音的

驅動問題1：同學們，把手指輕放在自己喉結處，然后說話，你能感覺到喉結有什么變化嗎？

追問1：為什么喉結能發出聲音？

【評價目標】診斷基于觸覺感受聲帶變化得出結論的水平。

[子任務2]探究擊鼓時鼓是如何發聲音的

驅動問題2：以學習小組為單位，用鼓槌敲擊鼓面，觀察鼓面有什么變化。

追問2：為什么鼓能發出聲音？

【評價目標】診斷基于視覺觀察鼓面變化得出結論的水平。

[子任務3]探究敲擊時音叉是如何發聲音的

驅動問題3：仍以學習小組為單位，敲擊音叉發出聲音，觀察音叉有什么變化。

追問3：為什么音叉能發出聲音？

【評價目標】診斷基于視覺觀察音叉變化得出結論的水平。

[子任務4]基于子任務1 ～ 3的探究結果歸納聲音產生的原因

驅動問題4：通過上述三個活動，喉結、鼓、音叉在發出聲音時，其共同特征是什么？

【評價目標】診斷基于子任務1 ～ 3的探究結果歸納得出結論的水平。

3.學習任務三：探究聲音傳播的條件。

教師提供的素材：罩著玻璃罩的鬧鐘、音叉、裝有水的水槽、書桌等。

[子任務1]探究空氣是否能傳播聲音

驅動問題1：將鬧鐘時間設置在15秒后響起，然后罩上玻璃罩，能否聽到鬧鐘的鈴聲？

追問1：將鬧鐘時間設置在60秒后響起，然后罩上玻璃罩，抽出玻璃罩內的空氣，你能聽到鬧鐘的鈴聲嗎？

【評價目標】診斷基于對客觀事實比較分析得出結論的水平。

[子任務2]探究桌子是否能傳播聲音

驅動問題2：兩個學生一組，一個學生抓撓桌子，另一個學生正常坐在座位上，聽到桌子發出的聲音是什么樣的？

追問2：如果另一個學生將耳朵貼在桌面上，這樣聽到的聲音與耳朵不貼在桌面上有什么不同？

【評價目標】診斷基于對客觀事實比較分析得出結論的水平。

[子任務3]探究水是否能傳播聲音

驅動問題3：兩個學生一組，一個學生敲擊音叉，另一個學生正常坐在座位上，聽到音叉發出的聲音是什么樣的？

追問3：如果將音叉放入水中再敲擊，能聽到音叉發出的聲音嗎？

【評價目標】診斷基于對客觀事實比較分析得出結論的水平。

[子任務4]基于子任務1 ～ 3的探究結果歸納聲音的傳播條件

驅動問題4：空氣、木頭、水等物質是什么狀態？

追問4：根據狀態分類，聲音可以通過什么介質進行傳播呢？

【評價目標】診斷能否基于子任務1 ～ 3的探究結果歸納概括得出結論的水平。

4.學習任務四：探究人耳如何聽到聲音。

教師提供的素材：耳朵的結構圖及相關資料、玻璃杯、氣球皮、皮筋、音叉、碎紙屑等。

[子任務1]了解人耳的結構及聲音接收原理

驅動問題1：觀察人耳的結構圖，說出人耳由幾部分組成？

追問1：閱讀【學習資料】，說一說，人耳為什么能聽到聲音？

【學習資料】人的外耳就像一個隧道，聲音通過這條隧道到達鼓膜。鼓膜很薄而且有彈性，即使是輕微的聲音，它都會產生振動。聽小骨可將振動傳達到內耳，并刺激聽覺神經，產生信號。大腦接收到聽覺神經傳來的信號，我們就聽到了聲音。

【評價目標】診斷基于學習資料得出結論的水平。

[子任務2]模擬鼓膜的振動

[師]將氣球皮罩在玻璃杯口部，用皮筋固定。

驅動問題2：在玻璃杯附近敲擊音叉，觀察氣球皮是否振動。

追問2：將碎紙屑放在氣球皮上，敲擊音叉，觀察碎紙屑有什么變化？為什么？

【評價目標】診斷實驗模擬水平。

5.學習任務五：構建聲音傳播過程模型。

[子任務1]回憶任務二、三、四并進行關聯

驅動問題1：請同學們回憶前三節課學習的內容，分別學習了什么？

[子任務2]繪制模型圖

追問：根據前三節課的內容，聲音傳播過程示意圖是什么樣的呢？請畫出來。

【預期模型】聲音傳播過程模型示意圖如圖1所示。

學習單元是小學科學教學知識結構化的重要形式。教師要基于課程標準的培養要求，對教材中的教學內容進行重新組合，增強知識之間的關聯性，形成一個新的知識單元，以此來提升學生對知識的理解和保持。項目式學習實踐的應用，有助于提高學生科學實踐探索的效率，成為小學科學教師引導學生的重要教學形式。基于項目式學習進行教學，教師應從項目式學習實踐的全方位視角出發，凸顯學生的主體地位。教師要充分考慮小學生的認知發展特點，選擇適合學生的項目任務和教學策略，為學生營造主動思考、積極參與的項目式學習環境，激發學生的探索熱情；驅動性問題設計要在學生的最近發展區內，降低問題之間的難度梯度，這是學生能夠積極地自主參與的重要保證，從而提升學生的學習效果，實現項目式學習效率最優化。

[參 考 文 獻]

[1]夏雪梅.項目式學習：連接兒童學習的當下與未來[J].人民教育，2017（23）：58-61.

[2]周業虹.實施項目式學習，發展科學核心素養[J].中小學教師培訓，2018（8）：33-37.

[3]何鵬.項目式學習中驅動性問題的設計與實施策略：以“電離與離子反應”為例[J].化學教育（中英文），2022，43（5）：68-73.

（責任編輯：姜顯光）

作者簡介：王婉賓（1974— ），女，福建泉州人，福建省泉州市安溪縣第三實驗小學一級教師，大學本科，研究方向：小學科學教學研究。