小學科學教學中應用項目式學習培養學生科學素養的實踐研究

摘 要：隨著新課程改革的推進，培養學生的科學素養已成為基礎教育的重要目標之一。項目式學習作為一種以學生為中心的教學方法，能夠有效提升學生的參與度和自主學習能力。通過實踐研究，探討在小學科學教學中應用項目式學習的有效性，分析其對學生科學素養培養的影響，并提出相應的教學建議。

關鍵詞：小學科學；項目式學習；科學素養

作者簡介：關曉勇（1996—），女，吉林大學附屬小學。

科學素養是指個體運用科學知識、技能和方法解決實際問題的能力。小學階段是培養學生科學素養的關鍵期，項目式學習作為一種新穎的教學模式，強調通過實際項目的開展來促進學生的自主學習和合作學習［1］。本文旨在研究項目式學習在小學科學教學中的應用，分析其對學生科學素養的影響。

一、研究意義

《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出項目式學習是培養學生科學素養的有效途徑之一，為小學科學課的教學模式提供了新的實踐途徑，對教師打破傳統教學模式的約束，以及學生創新精神和實踐能力的養成具有重要的指導作用［2］。學生獲取項目主動權后，在教師的引導和協助下，自行建構獨立的學習項目，教師要將探索項目的主動權交至學生手中，讓學生了解整個項目的流程及每一環節的項目要求，培養學生的自主學習能力和科學素養［3］。

二、研究價值

根據項目式學習所具有的自主性、開放性和實踐性等特質，結合以培養學生科學素養為核心要務的科學課程內容，使學生充分理解科學在生活中的實際應用，引導學生養成善于發現問題并解決問題的能力，主動對問題進行研究和實踐，充分培養科學素養，使學生的個人優勢和特長在解決實際問題的過程中得到發展，充分促進學生創造力和科學素養的提升［4］。

三、項目式學習的理論基礎

（一）建構主義學習理論

項目式學習的理論基礎深深根植于建構主義學習理論。建構主義強調學習者主動參與知識構建的過程，認為學習不是簡單的信息傳遞，而是學生通過與環境互動、合作探索和解決實際問題獲得知識的過程。項目式學習正是通過真實世界的問題引導學生進行實踐，促進他們的主動學習和深度理解。這一過程強調社會互動在知識建構中的重要性，通過團隊合作，學生不僅加深了對知識的理解，還培養了溝通和協作能力。

（二）探究學習理論

探究學習強調學生通過主動參與、提問和探索，深度理解和建構知識。與傳統的教學方法不同，探究學習鼓勵學生自行發現問題，并在解決這些問題的過程中構建知識。在項目式學習中，學生通過選擇和研究與現實生活相關的項目，主動探索課題，制訂計劃，收集和分析信息。這種學習方式不僅培養了學生獨立思考和解決問題的能力，還促進了他們批判性思維的形成。學生在解決實際問題時，面臨著真實的挑戰，從而激發出更強烈的學習興趣和動力。

（三）多元智能理論

項目式學習也受到多元智能學習理論的啟發，該理論強調個體在多種智能方面的差異與獨特性。根據多元智能理論，學生的智能發展不僅體現在傳統的語言和邏輯智能方面，還體現在音樂、動覺、空間、人際、內省等多種智能領域。在項目式學習中，教師可以設計豐富多樣的項目，以滿足不同學生的智能發展需要，激勵學生運用自己的優勢智能進行創造性思考和實際操作。此外，項目式學習的合作性質使學生能夠在小組中實現智能互補，利用團隊成員的不同能力來完成任務。這種互動不僅能增強學習效果，還能幫助學生學會尊重和欣賞他人。綜上，項目式學習與多元智能理論的結合為促進學生個性化學習與全面發展提供了有效的途徑。

（四）情境學習理論

情境學習理論是項目式學習的重要理論基礎之一，強調學習應發生在具體的社會和文化情境中。該理論認為，知識并不是孤立存在的，而是與特定的環境、活動和社會互動緊密相關。因此，學習過程不僅僅是信息的傳遞，還包括對知識的應用和意義的構建。在項目式學習中，學生通過參與實際項目，置身于真實的情境中，與同伴、教師和社區成員進行互動。這種真實的學習環境使學生能夠將理論知識應用于實際，從而提升他們的綜合素質。此外，情境學習鼓勵學生在解決實際問題的過程中進行反思和評估，促進他們對所學內容的深層理解。例如，在一個關于環境保護的項目中，學生可能需要與當地社區合作，進行調研和數據收集，提出可行的環保方案。這不僅有助于學生掌握相關知識，還讓他們體驗到真實世界中的挑戰與合作，培養他們的批判性思維、創造力和社會責任感。通過這種方式，情境學習理論強調了學習的實時性和相關性，使學生能夠在真實情境中積極參與，提升學習效果。

四、項目式學習在小學科學教學中的實施——以“太陽能汽車”為例

隨著可再生能源的普及，太陽能作為一種綠色能源越來越受到關注。制作太陽能汽車不僅可以讓學生了解太陽能的概念，還能培養他們的科學素養、實踐能力和團隊合作精神。“太陽能汽車”項目的主要內容為學生自主設計和制作太陽能汽車的實踐活動，旨在促進他們對科學知識的應用與理解。

步驟一：項目啟動

學生通過觀看與太陽能汽車相關的視頻，激發自身對太陽能的興趣和好奇心。教師組織學生討論太陽能的來源、應用以及其環保意義。

步驟二：設計與規劃

學生分成若干小組，每組4—5人，共同討論設計思路，制訂項目計劃，包括汽車模型的設計圖、使用的材料清單、工作分工和時間安排。

步驟三：材料準備

教師向學生介紹可能用到的材料：太陽能板、電機、小車底盤（可以用廢舊材料制作）、輪子、軸等。學生在小組內部協商，收集和準備所需材料。

步驟四：制作

在教師的指導下，小組成員共同動手制作太陽能汽車模型，組裝底盤，連接電機和太陽能板，確保電路連接正確，測試各部分功能。各組對制作好的汽車進行調試，發現問題并進行修改。

步驟五：測試與展示

在操場或教室進行車輛測試，觀察其行駛情況，記錄速度和運行效果。各組展示自己的太陽能汽車，介紹設計理念、制作過程以及測試結果，可以采用海報、PPT等方式進行匯報。

通過“太陽能汽車”項目式學習，學生不僅學習了科學知識，還在實踐中增強了動手能力和團隊協作能力，提升了解決問題的能力，為將來的學習和生活打下了良好的基礎。在未來的教學中，教師可以繼續探索與可再生能源相關的項目，拓寬學生的視野，豐富他們的實踐經驗。

五、實踐研究的結果與分析

（一）實施效果

研究顯示，在項目式學習中，學生對科學知識的理解和應用能力有顯著提升。通過實踐和探究，學生能夠更好地掌握科學概念，將所學的科學知識應用于實際問題中，如設計小實驗或進行環境調查，從而提升了實踐能力。

（二）學生參與度

項目式學習能夠激發學生的學習興趣。在項目式學習的過程中，學生表現出較高的積極性和主動性，愿意主動探究和參與討論。通過小組合作，學生在項目式學習中增強了溝通和協作能力，形成了良好的團隊合作精神。

（三）科學素養

項目式學習促進了學生批判性和創造性思維的發展。通過提出問題、設計實驗和分析結果，學生學會了如何科學地思考和解決問題。學生在項目式學習中掌握了科學探究的方法，包括觀察、實驗、數據記錄和分析等基本技能，增強了對科學研究過程的理解。

（四）教師反饋

項目式學習也促進了教師的教學反思和教學實踐創新。部分教師指出，實施項目式學習需要更多的時間和資源投入，如在項目設計、材料準備和時間安排上，教師需要不斷提升自身的指導能力和專業素養，才能適應這種教學方式。

（五）跨學科知識整合

項目式學習通常需要跨學科的知識支持。研究顯示，學生在科學項目中能夠自然地結合數學、藝術和社會科學等知識，獲得全面的學習體驗。

（六）成長與發展

許多學生在參與項目式學習后，自信心顯著增強。他們意識到自己的想法和實踐能夠收獲實際成果，從而更敢于嘗試新事物。

實踐研究結果表明，小學科學項目式學習對學生的科學素養、實踐能力和合作精神等方面都有積極影響。然而，實施項目式學習也面臨諸多挑戰，特別是在時間、資源和教師專業發展方面。因此，未來需要進一步探索有效的教學策略和支持體系，以提升項目式學習的效果［5］。

六、問題改進建議

在小學科學項目式學習的實踐研究中，盡管取得了一些積極成果，但仍然存在時間和資源不足、教師專業發展不足、學生參與度參差不齊、評價體系缺乏、跨學科整合不夠等問題。針對這些問題，提出以下改進建議。

（一）加強教師培訓

為了更有效地推動項目式學習的實施，教師需要系統掌握項目式學習的理論基礎與實踐方法。定期舉辦培訓工作，可以為教師提供有關項目設計、管理和評估的專業指導，幫助他們了解如何創建真實、富有挑戰性的項目。此外，培訓還應包括如何引導學生進行有效的探究和反思，以提升學生的自主學習能力。

（二）建立多元評價體系

傳統的單一評價方式無法全面反映學生在項目中的表現和進步，因此，建立一個多元評價體系是一項重要的教學改進舉措。首先，多元評價體系應結合形成性評價與總結性評價，關注學生在整個項目過程中的學習表現和進步。形成性評價注重學生的反饋，鼓勵學生自我反思與同伴互評，以增強他們的學習主動性和責任感。其次，評價標準應多樣化，不僅要關注最終成果，還應重視學生在項目學習過程中的能力發展情況，包括合作能力、批判性思維、創意思維和解決問題的能力。最后，引入多種評價方式，如自評、互評、教師評價和家長反饋，進一步豐富評價維度，確保評價全面、客觀。

（三）跨學科合作

在項目式學習過程中，跨學科合作是提升項目深度和廣度的重要因素。學校應鼓勵不同學科教師之間的合作，定期組織跨學科的教師培訓與交流活動，以促進教師們分享各自的教學理念、方法和經驗。通過共同設計跨學科項目，教師能夠更好地整合不同學科的知識，形成更加豐富和綜合的教學體系。學校應為跨學科項目提供必要的資源支持，包括時間、場地和材料。設立專門的跨學科項目時間段，使教師和學生有更多機會進行合作和探索，這樣能夠確保項目的順利進行。學校還要提供必要的技術支持和物質資源，如實驗室和創客空間，培養學生的創造力和團隊合作精神。

七、結論

項目式學習在小學科學教學中的應用，不僅提升了學生的科學素養，還增強了他們的學習興趣和主動性，有助于提升學生的科學素養和綜合能力。教師應進一步探索不同學科中項目式學習的應用及其對學生素養培養的長遠影響，在日常教學中積極探索項目式學習的實施方法，關注學生的成長與發展。

［參考文獻］

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張穎.STEAM理念下的小學科學課項目式學習研究［D］.漳州：閩南師范大學，2019.

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