基于項目化學習的科學單元整體教學實踐研究

［摘 要］項目化學習是以素養為導向，培養學生核心素養的重要途徑。在小學中高段開展項目化學習，教師要創造性地使用教材，以一個大項目統領整個單元，開展單元整體教學：基于課標解讀，明確項目目標；梳理課程邏輯，設計項目任務；安排教學過程，開展項目活動。這樣引導學生在項目化學習中解決真實問題，拓寬了學習空間，增加了學習的深度和廣度，實現了提升學生科學核心素養的目標。

［關鍵詞］小學科學；項目化學習；單元整體教學

［中圖分類號］ G623.6 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2025）09-0073-05

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“科學新課標”）指出，科學課程要以素養為導向，培養學生的科學核心素養。同時，《義務教育課程方案（2022年版）》提出，“要積極開展主題化、項目式學習等綜合性教學活動，加強知識內在關聯，促進知識結構化”。科學學科作為一門探究與實踐相結合、注重培養學生科學思維和實踐操作能力的基礎性學科，具備開展項目化學習的有利條件。

項目化學習側重于讓學生通過解決真實問題來學習和掌握知識技能。在項目化學習過程中，學生通過完成實際操作項目，其知識得到進一步鞏固和深化，創新思維和動手能力得到鍛煉，核心素養得到提升。但在實際教學中，項目化學習存在以下問題。一是項目內容偏離科學新課標，沒有明確目標導向。教科版科學教材多以項目化形式呈現單元教學內容，由于教師在執教過程中很難把握單元目標，或者在執教過程中忽略每節課之間的關聯，無法與科學新課標要求密切聯系起來，導致沒有明確的目標導向。二是項目實施無延續性，學生的學習沒有真正發生。有研究表明，非長時間持續開展的項目化學習對學生核心素養的提升作用不大。幾節課的教學無法完成對學生素養的培養，項目化學習過程至少需要半年的時間，否則無法獲得真正的效果。三是項目指向工程設計，弱化思維發展。項目化學習以培養學生的科學核心素養為宗旨，指向對學生工程設計能力的培養，但有些項目弱化了科學概念的建構，導致學生的科學思維發展受限。

為解決以上問題，筆者把項目化學習融入單元教學中，以一個大項目統領整個單元教學，通過科學概念和探究的協同發展，培養學生的核心素養。

一、基于課標解讀，明確項目目標

科學核心素養的培養應堅持整體性原則。以一個大項目統領整個單元教學，有利于將核心素養的培養落實到日常教學中。單元整體教學要求單元總目標和分課時目標結構緊密、邏輯清晰，用一條主線將整個單元內容串聯起來。同時，前后課時連貫，保證學生在較長時間內持續性地經歷完整的大單元項目化學習過程，實現技術、工程與科學的有效融合。

（一）巧借學段目標，解析項目主題

筆者基于學生核心素養的發展，深入解讀科學新課標，根據5～6年級的學段特點，總結出學段目標（見表1）。

（二）剖析跨學科概念，明確項目主題

通過研讀科學新課標，筆者找到與五年級下冊“船的研究”單元相關的跨學科概念，以及細化后的學科核心概念（見圖1）。

（三）深耕學習內容，制訂項目目標

學生通過達成學科核心概念的內容要求，實現對跨學科概念的理解（見表2）。教師引導學生在學習單元知識的基礎上，體會學科間的聯系，感悟學科間的奧妙，激發學生的學習熱情。

二、梳理課程邏輯，設計項目任務

教科版科學教材中有多個單元的設計整體采用的是大項目建構、小項目推進的策略，如三年級下冊的“物體的運動”、四年級上冊的“聲音”、四年級下冊的“電路”、五年級上冊的“光”、五年級下冊的“船的研究”“熱”、六年級下冊的“小小工程師”等。由于教材中的每節課都是一個相對獨立的小項目，沒有一個共同的大目標，項目實施沒有延續性，學生的學習無法真正發生。由布魯納提出的內在動機理論可知，教師可以充分調動學生的學習熱情和主動性，從而把學生的外部學習動機轉化為內部學習動機，提升學生的學習能力和認知水平。課堂教學中，教師可將單元整體項目任務作為外部動機，讓學生運用已有知識解決真實問題，激發學生的內部學習動機，從而促使學生主動思考，形成更加完整的科學思維體系。同時，教師要依托項目化學習，利用大項目對教材各個單元進行統整，將單元項目任務前置，并創設合適的情境，以一個大項目統領整個單元的實踐和探究，使科學概念有結構、有條理地協同發展。

（一）對比課程內容

“船的研究”單元內容指向技術與工程領域，科學新課標要求教師在教學中凸顯技術與工程的特點，以學生所學知識為基礎，引導他們在真實情境中解決問題，提高他們的動手實踐能力。與2017版的科學課程標準相比，科學新課標對浮力概念的學習要求有所降低，學生只需知道“浮力也是力的一種形式”，對“物體受到的重力的關系”以及“液體密度影響物體沉降條件”等內容不再做具體研究。教材弱化科學概念的發展，導致學生的科學思維發展受限。所以，筆者在教材（見圖2）的基礎上進行改編，將項目化學習理念融入教材內容進行實踐。

教材的前四課沿著船的發展史這條線展開教學，指向“技術進步”，最后兩課主要開展工程項目。這樣編排，看似以船的發展史為主線引領后續的教學，實際上每節課都是新的內容和任務。每課節獨立存在，但主線不清晰，學生不清楚學這課的最終目標是什么、課之間有什么聯系，因為課之間沒有一條清晰的邏輯主線將它們串聯起來。因此，筆者依托項目化學習，利用大項目理念，基于教材對整個單元重新編排（見圖3），將教材的最后兩課前置，以終為始，讓學生在單元起始課就明確單元的總任務是“設計和制作一艘物資船”。當然，為了做一艘物資船，學生還需要解決一些問題，如“如何讓船按時到達指定地點”“如何增加船的載重量，提高船的穩定性”等。教師由此展開研討，確定設計需求，給出評價標準，并在后續的準備環節逐一解決這些問題和需求。

（二）理清發展脈絡

在開展單元整體教學過程中，教師要理清課程的發展脈絡，串聯整個單元內容。“船的研究”單元采用“科學概念發展”與“項目問題解決”雙線并行的思路開展教學。

1.科學概念發展

根據科學新課標的要求，教材對浮力概念的學習要求有所降低，學生只需知道“浮力也是力的一種形式”即可，對“物體受到的重力的關系”以及“液體密度影響物體沉降條件”等內容，教材不再做具體研究。但教材的科學概念發展脈絡不清晰，學生思維能力的提升空間有限。因此，筆者梳理科學概念發展脈絡如下（見圖4），圍繞項目任務，層層遞進、不斷深入，體現學習進階（不同學段、不同目標），指向核心概念。

2.項目問題解決

本單元著重引導學生運用技術與工程的思維和方法，基于真實情境，體會社會真實需求轉化為一個整體、具體的工程技術問題的過程。通過明確任務、項目準備、設計制作、評估完善等過程，在優化工程模型的過程中，教師運用科學、數學、技術、工程等學科的學習方法，引導學生積累解決問題的方法和經驗，豐富科學概念的內涵和外延。這樣，科學概念和科學探究協同發展，教學目標明線與暗線并存，科學核心概念在情境中得以建構。

（三）明確項目任務

梳理完課程邏輯后，教師要進一步明確項目任務及每個項目的設計意圖，依此展開研究（見表3）。

三、安排教學過程，開展項目活動

皮亞杰提出建構主義學習理論，認為借助項目模型的構建可將知識和經驗相結合，通過教師的引導使學生充分理解科學知識。因此，教師要依托一個整體、具體的工程技術問題組織課程內容和梳理問題的邏輯關系，將工程實施過程中需要解決的問題轉化為具體的工程技術問題。通過對單元整體的教學規劃，把單元的學習任務與目標緊密結合起來，設計出與教學主題相一致的項目方案，進而進行實踐教學。

例如，在“船的研究”單元教學中，對船體需要提高穩定性、載重量和動力性能的問題，教師可運用科學、技術、工程、數學等學科知識，在設計、制作、評價等環節對工程模型進行優化，讓學生真正做到在做中學、做中悟。

（一）創設情境，明確任務

教師要根據所教內容與主題，在項目任務開始前做好學情調查，進行單元整體規劃，創設情境。在單元整體教學開始時，置身于情境中的學生更容易產生探究欲望，從而主動獲取新知識，體會到學習的快樂。

“近期某港口城市物資緊缺，需要社會各方供給救援物資，除了陸運、空運，還可以通過海運輸送物資。海運的運載量較大，運輸成本較低，也能減少運輸人員的流動，我們可以設計并制作一艘物資船。”對這一情境，教材將調查學生關于船的認知放在課堂中進行。船是人們日常生活中常見的重要交通運輸工具，但由于學生對船的認知有限，前概念存在差異。因此，在單元整體教學開始前，筆者對學生關于船的認知進行前期調研，站在學生的立場，根據他們的認知進行教學設計。在課前收集學生想要研究的問題，并對這些問題進行分類和排序，這樣教師就能清楚地看到學生的學習起點。同時，學生在課堂上對想要研究的問題進行交流，碰撞出思維的火花，有助于教師根據實際情況開展后續的教學。

（二）確定需求，制訂標準

在單元教學初始階段，教師可組織學生進行研討，確定項目任務的設計需求，由此制訂評價標準，并將項目的評價標準（結果性評價和過程性評價）前置，以此指導項目實施過程。這也是項目任務結束后用來評價項目實施過程和成果的依據。

物資船要在安全的前提下，盡可能運送更多的物資，按時到達終點。本單元將任務前置，以實際情景為線索，明確課程的主要課題為設計并建造一艘物資船，在確保安全性的同時，盡量增大船的載重量，運輸更多的貨物，并使船能夠準時抵達目的地。根據課題可確定設計需求，即增加船的載重量、增強船的穩定性、按時到達終點。由此，可提出“選用什么樣的材料做船比較好”“如何增大船的載重量”“怎么讓船行駛起來”等問題，班級共同研討并制訂出評價標準。

（三）設計制作，評價改進

評價改進作為項目化學習的最終環節，是在設計制作的基礎上，圍繞確定的設計需求，也就是需要解決的問題和達成的目標，展開實際的項目化學習。這樣能讓學生展開設計制作，經歷發現問題以及解決問題的一系列過程，最終對照評價標準開展測試與改進。教師通過對學生在項目操作過程中的表現進行客觀、公正的評估，指出學生存在的問題，并給予鼓勵，引導學生自我總結和反思，以此促進學生的綜合發展。

學生在準備階段初步感知浮力，了解各種材質的船的利弊；通過對物資船的設計、制造、評價、改進，深刻體會到人們對造船材料、船體結構、動力裝置等方面的持續改進與創新，從而提高船的載重量、穩定性和動力性能；最后對照評價標準對物資船模型進行測試評價，并交流改進。

在準備環節，學生對船舶的結構特點、船舶建造所需的材料、船舶的載重量大小、船舶的動力系統等已經有了比較充分的了解，同時積累了一些在探究活動中形成的動手“造船”經驗。學生有了一定的認知基礎后，再對物資船進行設計制作和評價改進，既能通過工程模型的設計、制作和優化進一步發展動手能力，又能積累更豐富的解決問題的經驗，從而豐富科學概念的內涵和外延。

在評價階段，教師可以用“畫廊走”的方式組織學生開展組間的交流評價。這種方式比一個個小組上臺匯報更省時、效率更高，并且每個小組的設計不容易朝同質化方向發展，能取長補短，又有自己小組的設計特色。這樣不僅有師生評價，更有生生評價，將評價盡可能落實到各個環節中，有效培養學生的核心素養。

每組派幾名學生按固定的走向參觀其他組的設計，給對方小組出謀劃策。同時，每個小組都要留一名方案講解員，把自己小組的設計思路和原理介紹給前來本組參觀的“工程師”，并記錄他們的建議，從而進行優化改進。學生的積極性非常高，都能充分投入課堂，最終成功制造出項目化成果——物資船，達到預期效果。

總之，教師要以一個大項目統領整個單元，圍繞以素養為導向的教學理念，構建單元整體教學。通過明確項目目標、設計項目任務、開展項目活動，促進科學概念和實踐探究的協同發展，使學生的科學核心素養得到提高。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 崔靜梅.基于教材整合的小學英語項目化學習實踐[J].教學月刊小學版（綜合），2022（5）：35-38.

[2] 鮑峰.大問題引領下小學科學單元整體教學的實施：以“天氣”單元為例[J].實驗教學與儀器，2022，39（3）：58-60.

[3] 汪燕宏.促進學生在語文學習中融會貫通：基于教材單元的項目化學習實踐探索[J].教學月刊小學版（語文），2022（22）：4-7，23.

（責編 杜 華）