基于項目式學習的科創學習活動設計與實施

關鍵詞：項目式學習；科創項目；核心素養；高中物理

《基礎教育課程教學改革深化行動方案》指出，要全面推進教學方式變革，尊重學生主體地位，發揮教師主導作用，注重啟發式、互動式、探究式教學，聚焦核心素養導向的教學設計和跨學科主題學習等，落實培養和發展學生的自主學習能力。基于項目式學習的科創項目學習活動具有以學生為主體和以項目為中心的特點，學生在與生產生活實際相聯系的情境中進行探究，通過系列問題的驅動進行學習，在實踐的過程中獲得學科觀念和關鍵能力，學生將變成積極主動學習的探索者，真正實現發展學科核心素養的目的。

一、項目式學習的原則

（一）學生主體性原則

建構主義學習理論表明學生的學習主要是通過與環境的互動，主動地進行學科觀念和關鍵能力的建構，因此教師在充分考慮學生學情的基礎上，要把學生放在首要地位，充分發揮學生的主觀能動性。教師在指導項目式學習的過程中，要讓學生親身體驗科學推證的過程，體會主動探索知識的樂趣，從而發揮學生的主觀能動性，實現提升學生核心素養和關鍵能力的目的。

（二）情境開放性原則

科創項目情境的來源應當具有開放性，如社會上的熱點話題、工農業生產中的具體情境、前沿科技熱點、教材的拓展延伸內容等，也可以結合當地的文化環境特色設計出具有地域色彩的項目內容。例如，“行星逆行模型制作”科創項目就來源于教材的拓展延伸內容，以天體運動規律為基礎，研究天體普遍存在的逆行現象。

（三）操作可行性原則

科創項目使用的工具和方法應當是學生容易操作和理解的，學生經過努力探索和合作交流能夠順利地進行創作，涉及的材料和工具盡可能易獲得、易替代、易推廣。限于教師的知識儲備和教學水平，科創項目的內容應該選擇教師較為熟悉、易控制、好引導的內容，以便充分發揮教師的指導作用。

二、基于項目式學習的科創項目指導流程

學生是項目式學習的主體，同時也是活動的參與者和實施者；教師是項目的組織者、思維的引導者、活動的觀察者，因此教師在項目式學習中的角色也非常重要。教師在面對靈活多變的學生問題時，需要掌握一定的指導流程，保證科創項目順利地推進且達成目標。基于科創項目的項目式學習指導流程可劃分為三個階段，即項目準備、項目實施與評價交流。如圖1所示。

（一）項目準備

首先根據主體性、開放性、可行性原則，結合課程目標和學生情況確定具體的項目內容。確定項目的過程中要以發展學生核心素養為目標，充分考慮學生現有的生活經驗、知識儲備和關鍵能力。

接著制定項目式學習的計劃，制定的計劃必須具有科學性、可行性和公平性。科學性體現在目標的制定要具有一定的挑戰性，從而調動學生的積極性，而且在確定總目標后，還需要制定各個階段的分目標。科學性還體現在所研究的問題應該指向學生的思維薄弱環節，指向主題的核心內容，從而激發學生主動探究的欲望。例如對于“行星逆行模型制作”科創項目，可以將任務目標分解為行星逆行理論基礎、逆行動畫模擬、逆行模型制作、改進設計與展望等分目標。這樣組員才能有條理地進行操作，也方便及時對研究過程進行調整和指導。可行性體現在計劃的具體內容上，要盡可能詳細具體，時間的安排要盡可能合理，規定好各階段任務的時間節點和具體的操作步驟，即要求組員明確各階段需要解決的問題，使得研究步驟具有條理和層次。公平性則要求計劃的制定遵循民主的原則，保證每個人都接受同一任務的分配，同時還要根據學生的特長，發揮優勢效應，有效落實責任主體，這樣才能保障科創項目的有效實施。

（二）項目實施

項目的實施過程是項目式學習的主要過程，學生與教師的互動交流大部分體現在該環節。在項目實施階段，教師的身份主要為管理者、支持者和評價者，即引導學生聚焦于項目的目標，對研究小組的研究進展進行指導和管理，對學生在項目學習中遇到的問題提供支持和幫助，對研究小組的項目過程和科創項目作品進行評估。

在制作項目的過程中會發生各種各樣的意外情況，教師應當指導學生正確面對突發狀況，強調合作交流的重要性，讓組內的同學相互合作共同完成指定任務。過程中應該以學生為主體，對于項目中的難點和分歧，教師應在學生尋求幫助的情況下進行及時合理的指導，并關注到不同層次學生的實際情況。指導過程中要充分信任學生，同時結合實際進度及時靈活地調整研究計劃。

在科創項目的實施過程中，為了促進學生的物理學科核心素養的發展，教師還需要在項目進行的不同階段設計不同的任務清單，引導和幫助學生了解項目、制定項目計劃、記錄項目實施過程，從而順利地完成項目內容。

（三）項目評價

基于跨學科科創項目的項目式學習主要以過程性評價為主，包括教師評價、學生自評和小組互評。教師建立合理的項目評價體系，確定評價的原則和標準，設計好評價量表，解釋評價內容，樹立客觀、公平公正的觀念，發揮評價機制的激勵作用，客觀評價學生的綜合表現。教師也可以觀察學生的行為表現并進行記錄，以任務單的形式記錄學生在項目過程中的表現，通過任務單的內容分析學生能力的發展情況。學生的自我評價是以學生為主體，讓學生進行自我教育，對自己的行為表現做出反思，從而達到提升素養的目的。小組間評價指項目作品完成后，每個小組派出代表進行項目成果展示，其他小組再進行打分評價。

科創項目要求學生制作并呈現出科創作品，組內選出代表進行說明展示。展示的內容應該包括實施項目的結果即產品的原理、構造創新點，還包括前期資料搜集整合的過程、項目設計的思路、項目作品制作的過程以及遇到的困難和改進的方法、項目的反思等。為了使每一位同學都能進行深度的參與，研究小組總結報告時還要說明小組成員的具體分工和每個人的貢獻，幫助成員客觀認識整個項目實施過程中自我的表現情況，增強組員的團隊意識，從而通過過程性的評價全面培養學生的關鍵能力與學科核心素養。

三、“行星逆行模型制作”科創項目的設計與實施

下面以“行星逆行模型制作”科創項目為例展示學生項目式學習的成果。在項目準備階段，研究小組在剛學的“天體運動”知識中，發現太陽系行星普遍存在逆行現象，想要針對逆行現象的原理進行研究和解釋，故而確定本課題。

在制定計劃時，研究小組先對可能的研究項目進行預設，包括背景資料和相關專業知識的搜集、信息資料的整理總結、項目計劃的制定、項目任務的分工、項目作品的制作、數據的測試調整和修改、作品的展示交流等。最終預設課題的成果主要包括“理論分析”“動畫模擬”“實體模型”“應用展望”四個部分，每個部分都確定一個總負責人，做到分工明確合理，通過責任到人、小組協作的方式促進項目的高效推進。

在項目實施階段，研究小組首先結合天體運動的規律分析行星逆行現象的原因，計算行星逆行和順行的條件及持續的時長。接著利用軟件GeoGebra對這一現象進行比較精確的模擬，從而形成直觀形象的認識。

在理論分析和動畫模擬的基礎上，進一步設計行星逆行模型。接著準備制作模型所需材料，小組協作完成模型制作，實物如圖2所示，轉動該模型的手柄，可觀察到水星相對于地球的順行和逆行現象。

在評價交流階段，研究小組首先結合天體運動的規律分析行星逆行的原理，再結合動畫和實物模型形象生動地展示行星逆行的過程，最后對課題研究過程進行總結。研究小組作為項目式學習的主體，能夠在多個方面獲得顯著的成長。項目式學習下的自我學習模式能夠鼓勵他們主動探索問題、尋找答案，鼓勵他們勇于探索未知領域，提出新觀點、新方法，使他們能夠在沒有教師直接指導的情況下，獨立地進行學習、思考和解決問題。在研究過程中，研究小組需要分析項目實情，判斷其合理性，提出相關的假設并加以驗證，從而促進他們批判性思維和創新性思維的發展，有助于更好地適應未來社會的需求。

研究小組在開展“行星逆行模型制作”科創項目研究的過程中，教師對學生階段性的表現和成果給予評價，適當給予肯定和鼓勵，針對出現的問題提出相應的改進措施，幫助學生更快更高效地完成項目作品，準確地把握項目完成的進度和質量。

四、總結

開展基于項目式學習的科創項目學習活動需要遵循學生主體性、情境開放性、操作可行性的項目原則，指導過程包括項目準備、項目實施和評價交流三個階段。實踐研究表明，基于項目式學習的科創項目學習活動能夠促進學生核心素養的發展，尤其體現在學生勇于創新、主動探索的科學態度和科學探究能力的提升上。研究小組在總結中意識到，作為項目式學習的參與者，他們能在研究的過程中通過自我教育豐富對研究主題相關知識的認知和提升自主學習能力，在對課題內容的思考及制造模型的過程中強化實踐操作能力和團隊協作能力，發展創新性思維。