融合信息技術的新型教學模式下小學科學項目式活動設計

摘 要：項目式學習是一種基于建構主義的教學和學習方法論，是一個系統(tǒng)化的學習模型，通過參與一系列復雜的任務，來解決真實世界中的問題。項目學習的學習者通過解決參與性強的，與真實世界密切相關的問題來實現(xiàn)深度學習。線上教學的普及豐富了學生的學習方式，堅持以線上學習與線下實踐相結合的混合式學習形式來進行項目式學習研究，不僅在過程中培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，還有助于提升學生的核心素養(yǎng)。

關鍵詞：小學科學；混合式學習；項目式學習；學科融合；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2024）25-0040-04

一、開展混合式學習模式下項目式學習的現(xiàn)狀與意義

在我國，“科學素養(yǎng)”最早出現(xiàn)在《現(xiàn)代教學論發(fā)展》一書中，該書中把Scientific Literacy翻譯成科學素養(yǎng)。當前，我國基礎教育正從關注“知識本位”向強調“核心素養(yǎng)”轉變。受國家科教興國戰(zhàn)略的影響，小學科學課程教學得到了國家的高度重視，核心素養(yǎng)培養(yǎng)成為小學科學課程教育的核心目標。在此背景下，面向核心素養(yǎng)培養(yǎng)的跨學科課程改革受到國內外教育者的廣泛關注并開展了相應的實踐探索。項目式學習以學生為中心，鼓勵學生對真實情境中的問題進行探究，通過查找資料、實地研究、探究實驗等方式解決實際生活中的問題，深入理解知識本質，從而在真實情境中提升學生分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學生的關鍵能力，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。但目前混合式學習環(huán)境下項目式學習的實施也存在一些問題。在混合式學習環(huán)境下開展項目式學習的研究較少，部分缺乏考慮技術對項目式學習的支持，混合式學習與項目式學習的結合度不高；部分項目式學習進行時，并沒有涉及學科課程的核心知識點，只是針對教材的拓展內容開展項目式學習，未能實現(xiàn)項目式學習與學科核心課程的整合。

二、混合式學習環(huán)境對項目式學習的支持

在混合式學習環(huán)境下開展項目式學習活動，可以為學生提供更多的情境創(chuàng)設、教學資源及自主學習空間。混合式學習環(huán)境支持多種媒體形式，有助于學生融入預先創(chuàng)設的真實問題情境。在網(wǎng)絡學習軟件或社交媒體中，利用文本、圖片、動畫、視頻、音頻、編程等創(chuàng)設逼真且富有探究性的問題。通過實時互動教育平臺（如cctalk），教師預設問題（如問卷、談話等），并利用在線問卷平臺實時投票，討論、收集學生興趣點和反饋結果，關注學生的前概念。

此外，混合式學習環(huán)境也給項目式學習提供了多樣化的學習評價方式以及更充分的探索空間。混合式學習環(huán)境能有效促進項目組學生同步或異步的交流，教師可以隨時在即時通訊軟件上發(fā)表意見，也可以隨手記錄學生的學習過程，及時指導和調整教學步驟。學生的作品可以及時傳遞到網(wǎng)絡平臺，教師可以及時閱讀、指導和評價。每個學習小組的成員也可以互相查看、討論和評價，最大限度地發(fā)揮師生互動、學生與學生互動的作用，擴大交流的范圍。

在信息2.0時代，隨著互聯(lián)網(wǎng)對工作學習的深度普及，基于智能環(huán)境下的項目式學習可以提高學生學習興趣，教育形式也更加多樣化。學生充分利用網(wǎng)絡環(huán)境和多媒體，制作最終產(chǎn)品，如定格動畫、電子海報、微視頻vlog、人工智能作品、項目學習報告、科技發(fā)明等。

三、混合式學習環(huán)境下多學科融合項目式學習案例

（一）結合實際確定項目主題

“城市與自然之道”統(tǒng)整項目課程源起于聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標的“地球生物”主題，引領學生聚焦動植物生存智慧及其與自然生態(tài)的依存關系，開展關于生命、自然、城市的深度學習。在學習完系列主題課程包括自然與生物、自然與污染、自然與城市規(guī)劃、自然與城市工程后，學生就課程中學習的內容提出了許多想要探究的問題。學生顯露出問題探究意識，教師指導學生篩選出有研究價值和實踐意義的問題，并在若干問題中選擇和確定一個好的問題，然后再把這個好問題轉化成一系列驅動性的問題。

（二）基于驅動性問題確定項目實施形式

驅動性問題是項目式學習啟動的關鍵，項目式學習的驅動性問題應源于實際生活且富有挑戰(zhàn)性，能激發(fā)學生對項目的持續(xù)研究興趣。驅動性問題應具有開放性、辯證性，不是輕易就能解決的，需要引導學生合作設計研究方案并探究解答問題。在這個過程中，項目式學習活動能將不同科學概念和原理聯(lián)系在一起。適當使用技術進行探究，制作相應實物產(chǎn)品，從而解決問題。

筆者重構小學科學五年級下冊“環(huán)境與我們”的教學內容，以“城市與自然之道”統(tǒng)整項目課程為載體展開個性化項目式學習活動，以驅動性問題為核心進行項目任務分析，引導學生經(jīng)歷線上線下雙向互動的項目式學習過程，重構教材編排的順序和重難點，真正實現(xiàn)項目式學習與學科核心課程的整合，培養(yǎng)他們的工程設計能力。

（三）鏈接教材錨定教學目標

環(huán)境教育具有復雜性和綜合性。《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》）十分重視對學生的環(huán)境教育，總目標中提出要“了解科學、技術、社會和環(huán)境的關系，具有創(chuàng)新意識、保護環(huán)境的意識和社會責任感”，且在原有“三維目標”的基礎上新增了“科學、技術、社會與環(huán)境”目標。同時，課程內容的四大領域中，生命科學領域、地球與宇宙科學領域、技術與工程領域都有涉及環(huán)境教育的內容。《課標》對課程與教學具有指導作用，規(guī)定的課程目標和內容標準是學生在該階段應達到的基本要求。在教學中應該遵照《課標》的要求，考慮學生的全體，關注個體差異做到因材施教。筆者基于五年級科學下冊“環(huán)境與我們”的學業(yè)內容標準，依托自然之道統(tǒng)整項目課程開展個性化的項目式學習探究。

基于混合式學習環(huán)境的項目式學習教學目標

（四）圍繞項目任務開展探究實踐

1. 項目式學習案例一“城市工程之凈化空氣計劃”。“城市工程之凈化空氣計劃”基于五年級科學下冊“環(huán)境與我們”單元“我們面臨的環(huán)境問題”“合理利用能源”“分析一個實際的環(huán)境問題”等課為主要內容，以“除了自然災害外，我們地球家園面臨著哪些環(huán)境問題？空氣污染對環(huán)境有哪些影響？如何利用城市工程建設來凈化空氣？”為驅動性問題的項目式學習活動。通過前期的統(tǒng)整項目課程分組課學習、分科課的專業(yè)學習，學生運用思維導圖分析并整理了各種環(huán)境問題的表現(xiàn)及其產(chǎn)生的影響，其中大氣污染造成的各種天氣問題、環(huán)境問題及人類健康問題引起了學生們的重視。如何盡可能地想出更多的辦法解決城市空氣污染問題，作為小學生能夠從哪些方面解決當?shù)乜諝馕廴镜膯栴}呢。為了明確目標，學生小組團隊運用移動平板電腦在文獻智庫平臺、網(wǎng)絡搜索平臺上搜集關于空氣污染如何產(chǎn)生的資料，其中發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)造成的空氣污染最為嚴重。通過線下小組討論，學生總結了處理工業(yè)污染的方法，主要為吸附法和吸收法，但兩種方案都有弊端，于是學生們便想通過實驗來創(chuàng)造出一個新的處理空氣污染的方法。使用口罩制成過濾網(wǎng)，將空氣中的塵埃與細菌隔絕，再將凈化后的空氣排放出來，再吸入空氣，再凈化并排放，達到循環(huán)凈化空氣的效果。了解了過濾吸附的原理后，學生團隊拆卸家用空氣凈化器，利用扇葉、防塵濾棉自制了簡易空氣凈化器，并用編程軟件加以改造。但這種方法不能去除有害氣體。那怎么改進才能更好地處理城市社區(qū)空氣污染、城市工程空氣污染？學生將留下新的問題繼續(xù)探究。

該案例的探究活動有“探究城市空氣污染”“探秘空氣工業(yè)污染”“凈化空氣工程”三部分，學生需要通過網(wǎng)絡搜集城市空氣污染大致情況、具體數(shù)據(jù)，運用思維導圖和PPT 制作PBL項目式學習報告書并通過網(wǎng)絡分享，最終形成項目作品“城市工程之凈化空氣計劃書”。在此過程中，學生既掌握了教材內容，有效建構了《課標》第十一個核心概念中的“正確認識經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的關系，結合實例，說明人類不合理的開發(fā)活動對環(huán)境的影響，提出保護環(huán)境的建議。參與保護環(huán)境的活動”的內容要求、科學觀念，又通過項目活動的探究，有效提升了信息素養(yǎng)、問題解決能力以及協(xié)作學習能力。

2.項目式學習案例二“社區(qū)水質量研究”。“社區(qū)水質量研究”是基于五年級科學下冊“環(huán)境與我們”單元“我們面臨的環(huán)境問題”“珍惜水資源”“合理利用能源”“分析一個實際的環(huán)境問題”等課為主要內容，以“家居自來水是怎么來的”“家居水如果污染對人體的危害”“如何調查研究社區(qū)家居水質量情況”為驅動性問題，在混合式學習環(huán)境下基于大單元開展的項目式學習。學生團隊確定了驅動性問題和小問題群后，利用Excel、滴答清單App制定了項目分工任務驅動和計劃日程表。利用網(wǎng)絡文獻智庫，搜集自來水廠的處理過程，包括深圳的水庫水源、社區(qū)供水流程、水源污染等知識，線下前往附近西麗水廠對自來水的處理過程進行實地考察，并向專業(yè)人士請教水質量檢測的有關知識。了解了水廠處理水質的過程，那家居水質量如何檢測呢？學生們線上通過反復觀看教師提供的線上微課資源，進行實際觀察研究和實驗探究—自然污水和家居水TDS值測試。最后通過對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出探究結論。為更好地展現(xiàn)這一實驗過程，學生將實踐活動、實驗探究片段制作成微視頻、思維導圖、電子海報，呈現(xiàn)本項目式學習活動的成果與過程。

四、結語

如何在混合式學習環(huán)境下有效培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，促進信息技術在課程學習和深度學習中有效推進，借助信息技術工具促進多學科間、大單元內統(tǒng)整融合，幫助學生習得面向未來的能力，是本文研究的著重點。混合式學習環(huán)境下開展項目式學習，依托項目有效整合大單元內教學內容，科學建構學科大概念，讓學習更多地在非正式環(huán)境下發(fā)生，以直觀的方式豐富學生的學習體驗，提高學生課堂教學的參與度，有效增強學生的自主學習能力，幫助他們構建學習共同體，實現(xiàn)線上線下混融教學。

參考文獻：

［1］張文蘭.蘇 瑞.張思琦.混合式學習環(huán)境下學科課程項目式學習研究［J］.中小學數(shù)字化教學，2018，（3）.

［2］張思琦.基于網(wǎng)絡環(huán)境的小學數(shù)學項目式學習設計與實踐成效研究［D］.西安：陜西師范大學，2016.

［3］梁東紅.線上線下融合的小學科學項目式學習實踐［J］.中小學數(shù)字化教學，2022，（1）.

［4］張夢針，李海燕，柏 ■.項目式學習在中學化學課堂中的應用——以“如何解決生活中的白色污染”為例［J］.教育現(xiàn)代化，2019，（90）.

［5］劉 晟，魏 銳，周平艷，師 曼，王 郢，劉 堅，陳有義，劉 霞.21世紀核心素養(yǎng)教育的課程、教學與評價［J］.華東師范大學學報（教育科學版），2016，（3）.