基于項目式學(xué)習(xí)的初中科學(xué)大單元教學(xué)設(shè)計

摘 要： 結(jié)合項目式學(xué)習(xí)與大單元教學(xué)的實施路徑與要素分析，構(gòu)建基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)設(shè)計框架，并以“水與我們的生活”主題為例，實現(xiàn)科學(xué)學(xué)科的專題知識、觀念、過程、價值的宏微觀統(tǒng)整，引導(dǎo)學(xué)生在“做科學(xué)”的活動中建構(gòu)正確的科學(xué)理解和科學(xué)觀念，發(fā)展初中生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 初中科學(xué)； 大單元教學(xué)； 項目式學(xué)習(xí)； 教學(xué)設(shè)計

文章編號： 10056629（2024）10004207

中圖分類號： G633.8

文獻標(biāo)識碼： B

核心素養(yǎng)的培育與提升要求當(dāng)下課堂教學(xué)走向“大融合”與“大發(fā)展”，大單元教學(xué)正是符合這一發(fā)展趨勢的重要教學(xué)方式。大單元教學(xué)注重以學(xué)習(xí)邏輯構(gòu)建相對獨立且完整的學(xué)習(xí)事件，強調(diào)以高站位驅(qū)動知識遷移與思維訓(xùn)練［1］，其既能在微觀上著眼于具體的知識模塊，又能站在全局角度，從宏觀上統(tǒng)整科學(xué)學(xué)科的專題知識、觀念、過程與價值，是學(xué)科核心素養(yǎng)落地的關(guān)鍵路徑［2］。然而，在實際教學(xué)中，大單元教學(xué)卻出現(xiàn)了目標(biāo)取向偏差、教學(xué)設(shè)計失衡以及任務(wù)連貫性缺乏等問題［3， 4］。為此，本研究嘗試?yán)庙椖渴綄W(xué)習(xí)中“以問題為驅(qū)動、以合作為路徑、以項目為載體”的特征優(yōu)勢［5］，將二者有機結(jié)合，以初中科學(xué)為學(xué)科視點，建構(gòu)基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)設(shè)計框架，以期在驅(qū)動性的項目實施中引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建整合性的知識體系，從而在教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變中實現(xiàn)學(xué)科能力和本質(zhì)的深化。

1 基于項目式學(xué)習(xí)的初中科學(xué)大單元教學(xué)設(shè)計框架

基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)設(shè)計并不是“大單元教學(xué)”與“項目式學(xué)習(xí)”兩種理念的簡單拼湊，而是形成了內(nèi)在的整合，具有鮮明的特點與獨特的優(yōu)勢。與單純的“項目式學(xué)習(xí)”相比［6］，基于大單元內(nèi)容的項目要求涵蓋的知識內(nèi)容、項目任務(wù)等方面具有結(jié)構(gòu)性與系統(tǒng)性，在整體上體現(xiàn)“大單元教學(xué)”；與單純的“大單元教學(xué)”相比［7］，該方式能夠?qū)⒔虒W(xué)中的子活動串聯(lián)為一個項目，使教學(xué)任務(wù)環(huán)環(huán)相扣、教學(xué)內(nèi)容層層遞進，最終實現(xiàn)“寓教于樂”。

結(jié)合以上分析，本研究依據(jù)相關(guān)理論研究成果［8， 9］，確立基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)設(shè)計框架（見圖1）。

2 基于項目式學(xué)習(xí)的初中科學(xué)大單元教學(xué)案例設(shè)計

本單元教學(xué)設(shè)計面向?qū)幉ǖ貐^(qū)七年級學(xué)生，整合了華師大版《科學(xué)》七年級下冊第一章“水”和九年級下冊第六章“能源與社會”兩個章節(jié)的內(nèi)容，將其統(tǒng)整為“水與我們的生活”的主題單元。具體設(shè)計過程如下：

2.1 入項

2.1.1 聚焦大單元統(tǒng)攝概念，確定核心知識

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中指出：七年級學(xué)生能夠理解物質(zhì)的三態(tài)及其變化的特點，并將其應(yīng)用于解釋生活中常見的現(xiàn)象；學(xué)生能夠用物質(zhì)粒子模型簡要解釋三態(tài)變化，了解建立模型的思想方法；學(xué)生能夠了解可再生能源的利用對社會、環(huán)境與生態(tài)的影響［10］。

此外，華東師大版初中科學(xué)教材七年級第一章“水”和九年級下冊第六章“能源與社會”主要介紹了自然界中水與能源的相關(guān)知識，包括地球上水的分布與組成、水的物態(tài)變化、液體混合物以及水資源的利用與保護等多方面內(nèi)容。基于課標(biāo)與教材分析，進一步統(tǒng)整并確立大概念與學(xué)科核心知識（見圖2）。

2.1.2 基于大單元學(xué)情分析，確定教學(xué)內(nèi)容

從學(xué)生學(xué)習(xí)角度出發(fā)，水作為生活中最常見的物質(zhì)以及液體的典型代表，以水為載體進行項目式學(xué)習(xí)符合學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，但學(xué)生認(rèn)知的科學(xué)性、統(tǒng)整性與系統(tǒng)性仍有待內(nèi)化與提升。基于以上分析，確立本案例教學(xué)主題和內(nèi)容安排（見表1）。

2.1.3 基于大單元統(tǒng)攝內(nèi)容，確定教學(xué)目標(biāo)

（1） 通過“海水配制”實踐活動，結(jié)合水在自然界中的存在，從物質(zhì)視角認(rèn)識海水的組成，在問題解決、實驗中NtAPvMTvvMru07yMX8hyqXI1FRDhH9mjs35pxtiEKsY=建立物質(zhì)溶解的觀念，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，促進科學(xué)觀念核心素養(yǎng)的內(nèi)化。

（2） 通過“水的組成與分布”探究活動，結(jié)合宏觀與微觀現(xiàn)象比較，從模型建構(gòu)視角認(rèn)識水的本質(zhì)屬性與內(nèi)在規(guī)律，并基于經(jīng)驗事實抽象概括“物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思路模型，提升科學(xué)思維核心素養(yǎng)。

（3） 通過“海水淡化”“自制簡易凈水器”項目式活動，從生產(chǎn)實際出發(fā)尋找淡水并設(shè)計凈水路線，在材料選擇、方案設(shè)計、產(chǎn)品制作和檢驗分析的過程中提升技術(shù)與工程實踐能力，并在解決海水淡化與凈化的實際問題中提出自我創(chuàng)見，發(fā)展探究實踐核心素養(yǎng)。

（4） 通過節(jié)水低碳活動方案的設(shè)計與評析，從科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境等多角度進行調(diào)研和系統(tǒng)分析，在決策與實施中增強保護環(huán)境與節(jié)約資源的意識，提升態(tài)度責(zé)任核心素養(yǎng)。

2.2 項目過程

本案例因地制宜，創(chuàng)設(shè)真實情境，引出與寧波地區(qū)學(xué)生生活切實相關(guān)的素材：位于浙江省寧波市周邊的舟山市嵊泗縣雖然四周臨海，但由于山低溪短、島嶼分散等自然因素造成地面徑流差異大且截流條件差，缺乏建造大中型水庫的條件，是一個嚴(yán)重缺水的海島縣［11］。基于該背景，教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自然界中的水，并提出幫助嵊泗縣的居民尋找飲用水，繼而探尋優(yōu)質(zhì)水，最后回歸生活，展開節(jié)水低碳行動。沿海地區(qū)的學(xué)生能夠置身其中，積極探索實踐方案，在密切關(guān)注海洋環(huán)境的同時，拓展自身視野，強化社會責(zé)任，促進知情意行的統(tǒng)一。

按照設(shè)計框架，基于真實情境，結(jié)合學(xué)科知識與內(nèi)容要求創(chuàng)設(shè)四大學(xué)習(xí)任務(wù)，并搭建問題支架，開展學(xué)習(xí)實踐，具體教學(xué)流程如圖3所示。

［導(dǎo)引課］在導(dǎo)引課“識水”任務(wù)中，學(xué)生結(jié)合課前“自制水循環(huán)感官袋”（見圖4），進行水的觀察與認(rèn)識，以圖文的形式描述自然界中水的三態(tài)變化，在宏觀上形成水的感性認(rèn)識。之后，學(xué)生通過Flash動畫

“水的三態(tài)變化”從微觀層面探尋其本質(zhì)，并通過電解水實驗及其生成物檢驗進一步探索水的結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過“水的三態(tài)變化”與“電解水”微觀示意圖的前后比較（見圖5），感受物理變化與化學(xué)變化的區(qū)別，將多個“點”化為一個“面”，形成“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，實現(xiàn)宏觀思維向微觀思維方式的轉(zhuǎn)變。

［探究課］在探究課“尋飲水”與“探好水”兩個任務(wù)中，學(xué)生結(jié)合海水的性質(zhì)與組成開展簡易海水的配制，并通過分組實驗，自制簡易裝置提取淡水，實現(xiàn)飲用水的探尋。并基于此，學(xué)生提出日常飲用水凈化的必要性，結(jié)合課前對凈水工藝史以及現(xiàn)有凈水技術(shù)的了解，分享中華傳統(tǒng)凈水工藝圖（見圖6）并梳理總結(jié)凈水原理。依托項目活動，學(xué)生自主選取凈水材料，并為嵊泗縣自來水廠設(shè)計凈水流程（見圖7），體驗沉淀、過濾、吸附、蒸餾等凈化水的常用方法。繼而結(jié)合所學(xué)知識，學(xué)生進一步將其應(yīng)用于簡易凈水器的設(shè)計與制作（見圖8），最終通過定性與定量相結(jié)合的方式對凈水系統(tǒng)進行評價、測試以及再設(shè)計，在問題解決與決策實施中構(gòu)建化學(xué)元素觀、轉(zhuǎn)化觀等觀念，提升學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

［展示課］在展示課中，每個小組基本實現(xiàn)了對淡水的提取與凈化。在此基礎(chǔ)上，每個小組通過比較提取水與凈化水的效率，分析各交流小組實驗方案與裝置，并對其進行改進。結(jié)合評價量表進行互評、互議，學(xué)生都能積極參與全程教學(xué)，并進行反思總結(jié)。在此過程中，教師也對學(xué)生的表現(xiàn)進行針對性的總結(jié)與反饋，激勵學(xué)生關(guān)注生活、發(fā)現(xiàn)科學(xué)、探索科學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)家精神，指引學(xué)生樹立遠大志向與目標(biāo)。

［實踐課］在實踐課中，學(xué)生以角色扮演的形式分析海水淡化碳足跡，深入探索海水淡化生態(tài)碳匯能力。并基于此，從課堂場域回到生活場域，學(xué)生團隊走進社區(qū)，通過科普展示、環(huán)保宣講等多種形式，為資源利用與環(huán)境保護建言獻策，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。

總體而言，本教學(xué)案例以系統(tǒng)性的教學(xué)內(nèi)容為綱，以情境性的項目式活動為形，以驅(qū)動性的學(xué)習(xí)任務(wù)為線，以支持性的內(nèi)外部反饋為體，具有知識、結(jié)構(gòu)上的連貫性和內(nèi)容、形式上的豐富性。

2.3 出項：搭建支持性框架，設(shè)計有效學(xué)后反思

佩賴斯（Price）和卡勒斯（Carless）等學(xué)者在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指引下，圍繞四大支柱提出一種全新的反饋實施模式，主張培育學(xué)習(xí)者主動尋求和使用反饋的意識與能力，從而發(fā)揮反饋的作用。其規(guī)劃設(shè)計的核心理念如圖9所示，包括了反饋內(nèi)容和傳遞的機制，為有效提供反饋和使用反饋創(chuàng)造了有利的環(huán)境與條件［12］。基于此，本案例以反饋作為學(xué)習(xí)目的導(dǎo)向，結(jié)合“復(fù)述關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)化”三個進階性反思階段［13］，設(shè)計學(xué)后反思支持性框架（見表2）。依托此框架，學(xué)生在嵌套循環(huán)的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)中進行自我反思，及時對學(xué)習(xí)成果作出描述性、建設(shè)性的內(nèi)部反饋，同時融合教師、同伴的外部反饋，對學(xué)習(xí)進程作出判斷，從而實現(xiàn)有效的學(xué)習(xí)反思，并逐步培養(yǎng)尋求反饋的傾向。

2.4 實施大單元項目評價，落實“教學(xué)評”一致性

教學(xué)評價是教師獲取實際學(xué)情、學(xué)生確定自身問題的關(guān)鍵。在設(shè)計教學(xué)評價時，教師需保證“教學(xué)評”一致性，通過構(gòu)建多種形式的評價，保證評價主體的多樣性以及評價因素的具體化，并整合為一個完善的體系，從而應(yīng)對可能出現(xiàn)的多種情況［14］。基于此，本項目采用形成性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合的多元評價方式，前者以課堂練習(xí)、評價量表形式為主，后者以課后作業(yè)、單元測驗為主，關(guān)注學(xué)生自身、同伴及教師多元評價主體。其中，評價量表主要結(jié)合四大任務(wù)中具體的項目活動進行設(shè)計與實施。

以任務(wù)三為例，通過凈水工藝史以及簡易凈水器的展示分享，診斷并發(fā)展學(xué)生對科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會文明方面價值的認(rèn)同，培養(yǎng)學(xué)生態(tài)度責(zé)任的核心素養(yǎng)；通過初步建立凈水材料選擇和使用的基本思路，完成自來水廠凈水方案的設(shè)計，診斷并發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理和科學(xué)創(chuàng)新思維核心素養(yǎng)；通過簡易凈水器裝置的制作，開展技術(shù)與工程實踐，診斷并發(fā)展學(xué)生的探究實踐核心素養(yǎng)。基于以上評價目標(biāo)制定評價內(nèi)容，并設(shè)置相應(yīng)的分值，通過自評、他評和師評對活動實施情況進行評價。如表3呈現(xiàn)的就是任務(wù)三“探好水”的評價量表。

3 基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)反思

3.1 以點化面，構(gòu)建大單元體系

本項目立足課程標(biāo)準(zhǔn)，基于教材分析，結(jié)合大概念與核心學(xué)科知識，進一步構(gòu)建大單元體系并將其貫穿于項目活動中。案例一定程度上克服了大單元教學(xué)目前存在的實際困境，實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性與任務(wù)的連貫性。但在建構(gòu)知識框架的同時，教師需要滲透定性與定量相結(jié)合、宏觀與微觀相聯(lián)系的學(xué)科思想，引導(dǎo)學(xué)生把握知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成從水這種具體物質(zhì)的研究延伸至對一類物質(zhì)的“組成性質(zhì)用途制取保護”的一般研究思路，主張從“元素觀”“微粒觀”“變化觀”等視角認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)，在減負、提質(zhì)、增效中形成“以點化面，以面及體，相得益彰”的認(rèn)識方法體系。

3.2 以行踐學(xué)，創(chuàng)設(shè)項目主題情境

真實情境是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)科能力培養(yǎng)的重要載體。本項目通過創(chuàng)設(shè)“識水”“尋飲水”“探好水”“護綠水”等一系列環(huán)環(huán)相扣的任務(wù)與問題，使大單元教學(xué)具有驅(qū)動性與實踐性。從“水與我們的生活”項目的確立、規(guī)劃到最后的實施、評價，學(xué)生作為問題的發(fā)現(xiàn)者、項目的設(shè)計者以及項目產(chǎn)品的介紹者，更愿意為自己的學(xué)習(xí)承擔(dān)更多的責(zé)任，在科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境相互關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)情境中調(diào)動自身內(nèi)驅(qū)力。但在這個過程中教師應(yīng)時刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及其認(rèn)知水平的差異，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生的教學(xué)情境，使每位學(xué)生都得以發(fā)展，在有效的教學(xué)策略引導(dǎo)下構(gòu)建“以學(xué)促行，以行踐學(xué)，學(xué)思踐悟”的學(xué)習(xí)實踐框架。

3.3 以評促學(xué)，構(gòu)建多元評價方式

學(xué)習(xí)評價對促進學(xué)生學(xué)習(xí)、改善教師教學(xué)以及構(gòu)建新型課堂具有重要意義。基于項目式學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)不僅需要明確的學(xué)習(xí)任務(wù)與問題驅(qū)動，而且需要明確的評價任務(wù)與標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)生展示交流的同時引導(dǎo)學(xué)生自評與互評。但目前師生對反思與評價的適切性仍存在不足，學(xué)生的反饋意識與能力也有待提升，不少學(xué)生對學(xué)習(xí)的反饋描述呈現(xiàn)“無從下手”的情況。由此，學(xué)后反思的支持性框架有待進一步細化，框架內(nèi)的評價標(biāo)準(zhǔn)可由師生共同制定，以期在有跡可循的反思評價中實現(xiàn)“以評促學(xué)，以評促教，教學(xué)相長”的目標(biāo)。

4 結(jié)語

基于項目式學(xué)習(xí)的初中科學(xué)大單元教學(xué)以核心素養(yǎng)為目標(biāo)、以大單元為內(nèi)容背景、以項目開展為實施途徑，將學(xué)科知識整合并貫穿于項目之中，這是對傳統(tǒng)課堂課時教學(xué)方式的突破與創(chuàng)新，也是進一步推動教師革新傳統(tǒng)觀念的動力。在新課程改革背景之下，期盼開發(fā)出更多緊扣教材又與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的教學(xué)模式新樣態(tài)，從而讓學(xué)生在“結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性、驅(qū)動性”的活動中學(xué)會真知識，獲得真技能，落實真素養(yǎng)。

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