基于真實情境的“顏色魔法師”微項目式學習設計

〔摘" "要〕" 本研究旨在通過微項目式學習活動激發小學生的科學探究興趣和增進其核心科學素養。本項目以花青素的顯色反應為教學載體，基于真實世界的“漸變色飲料調配”情境，聚焦核心概念，結合數字化傳感器，引導學生從觀察現象到科學原理的探究，促進學生對物質變化與化學反應的深入理解。通過設計交互性評價體系，強化了學生的過程體驗，培養了學生的批判性思維和創新能力。研究結果表明，真實情境下的微項目式學習是連接理論與實踐、校內與校外教育的有效橋梁，為學生提供了一個全面而深入的科學學習體驗。

〔關鍵詞〕" 小學科學；真實情境；微項目式學習；校外科技教育

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0076-03

《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出探索利用人工智能、虛擬現實等技術手段改進和強化實驗教學，同時提出做好校內校外銜接，打造中小學生“第二課堂”，形成與學校教育相銜接的課程體系。校外科技教育是校內科學教育的重要補充。

微項目式學習是指某個主題下由若干種預設活動組成的一個教學任務鏈，在課堂上為學生提供15～20分鐘長時間段探索性項目任務，或者在課外用類似實踐性作業的形式對某個內容或主題進行小探索。微項目式學習是實現校外科學教育目標的關鍵途徑，通過項目式的任務設計，能夠有效培養學生的核心素養。本文以越秀區少年宮“顏色魔法師”花青素的顯色反應為例，從主題活動的視角出發，立足于核心素養培養，提煉驅動性問題，創設真實的“漸變色飲料的調配”情境學習實踐，開展實驗探究并設計交互性評價，闡述真實情境下的微項目式學習的優化設計。

一、全面設計：確立微項目式學習目標和學習任務鏈

在校外科技教學中實施微項目式學習，并非僅僅是將各種活動內容的簡單堆砌，而是以培養學生核心素養為目標，全面深化設計活動內容。從教育的宏觀角度出發，明確微項目式學習的具體目標，這些目標不僅要與學生的知識技能發展相匹配，還要與對學生情感、態度和價值觀的培養相結合。

（一）聚焦核心概念

構建核心概念有助于學生深入理解與日常生活緊密相關的事件和現象。根據《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》），本微項目式學習旨在讓學生掌握的大概念包括物質與能量、穩定與變化。基于以上分析，借助金字塔圖示梳理了學生從知識到大概念的進階圖，幫助學生搭建走向大概念的階梯（如下圖）。在微項目式學習中，學生通過實踐活動來探索和理解這些核心概念。

本課程內容緊密圍繞《課程標準》中提出的“物質的變化與化學反應”這一核心概念，同時提到物質的變化分為物理變化和化學變化，前者不產生新物質，而后者則伴隨著新物質的生成。本課程旨在引導學生認識到花青素在不同溶液中顏色變化的奧秘，并推測其背后的化學變化，為后續學習淀粉遇碘變色以及維生素C引起的褪色現象打下堅實的基礎。

（二）依托《課程標準》確立學習目標

確立微項目式學習目標應該具備具體、可衡量、可實現、相關性強，并具有明確的時限性的特點；目標的設定要充分考慮學生的年齡特點、認知水平和興趣點，確保每個學生都能在項目中找到自己的興趣和動力。

“顏色魔法師”作為越秀區少年宮趣味科學實驗班中級班的開篇之作，專為五、六年級學生量身定制。經過啟蒙班的系統學習，學生已經掌握了基礎的實驗技巧。中級班課程以科學探究為核心，致力于提升學生的思考力和表達力。通過親手操作和細致觀察，學生不僅見證了實驗中顏色變化的奇妙過程，更將科學概念轉化為深刻的知識理解，從而增強了動手能力和對科學探索的熱情與嚴謹態度。根據《課程標準》科學素養培養的四個維度，確立了本項目式學習目標的具體內容（如下表）。四個維度共同構成了科學課程育人價值的集中體現，旨在培養學生適應個人終身發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。

“顏色魔法師”教學目標

[目標維度 具體內容 科學觀念 知道花青素在不同溶液中會呈現不同顏色，能舉例說明物質發生變化時，有些產生了新物質，有些則沒有 科學思維 從探究實驗觀察到的現象中，尋找證據解釋和判斷花青素在不同溶液中的顏色變化過程中是否產生了新物質 探究實踐 設計方案，經歷花青素在不同溶液中的顏色變化探究過程，培養觀察記錄和表達交流的能力 態度責任 樂于探究實踐，養成細致觀察、及時記錄的習慣和態度，發展進一步探究物質變化現象的興趣和愿望 ]

（三）設計微項目式活動內容

“顏色魔法師”主題活動，通過“引”——"導入課程、“探”——探究實驗、“用”——"遷移應用、“評”——"活動育人四個環節的精心設計，確立了本項目的活動內容。旨在激發學生的科學探究能力與科學思維，點燃他們對科學學習的熱情，鼓勵他們將科學知識應用于實踐，培養他們對科學的熱愛和運用能力。

（四）依托問題串推動活動進程

“用什么問題驅動學生主動投入思考”，是微項目式學習的關鍵。通過一系列驅動性問題完成相互關聯、逐步深入的學習任務，共同構成了一個完整的學習過程。為了實現本項目的教學目標，我們構建了一系列驅動性問題：“為什么自沖和網紅蝶豆花飲料顏色不同？”“選擇材料，設計方案，探究實驗”“為什么蝶豆花溶液會呈現不同顏色？”“網紅漸變色飲料在調配過程中加入了什么物質？”

四個驅動性問題緊扣目標，一線串珠，由表及里，直指重點難點在具體環節中的精準落實，由現象發現上升到原理探究，由知識學習再回歸生活實踐，從而實現知識的內化與應用。且結合數字化設備揭秘科學原理，為拓展微項目式學習的深度提供保障，確保學生能夠在一個充滿探索和發現的環境中，深化對科學概念的理解和掌握。

二、全景建構：“四真”促進學生思維發展

校外科技教學不僅要重視“技能”，更重要的是提升“理論”，借助微項目式任務情境，可以促進技能走向理論，提高學生自主探究實踐的能力，引導學生邁向更深層次理論的學習。

（一）真情境啟發學生思考真問題

在本節課中，學生已經積累了一定的科學知識基礎和生活實踐經驗。他們對科學課程充滿熱情，擁有強烈的好奇心，并對實驗活動表現出濃厚的興趣。大多數學生已經能夠進行有效觀察，并且在學習小組內具備了基本的合作與交流能力。但是也存在觀察不細致、實驗無序操作、動手操作能力較差的現象。學生在校內科學課程中已經接觸過物質變化的實例，了解到在某些情況下，物體可能只是形狀或體積發生變化，例如切割或擠壓，而物體本身的物質并未改變。然而在其他情況下，如燃燒或生銹，物體發生了化學變化，其組成物質也隨之發生了變化。且在校內學習中，學生已學習淀粉遇碘變色產生新物質是化學變化，對于顏色改變的過程可能產生新的物質具有一定的了解。

本節課基于“網紅飲料”的真實情境，對比網紅蝶豆花飲料和自沖蝶豆花飲料顏色不同，創設“調配漸變色飲料”的真實情境微項目式學習內容，引發學生的認知沖突，引導學生思考顏色不同的原因，激發學生的求知欲和探究興趣，并利用科學知識解決實際問題。

（二）真問題驅動學生落實真任務

這一環節借助情境搭建思維支架，為學生自主探究提供合適的學習資源，將學習內容、學習資源和學習進程融入微項目式學習的情境，建立情境與學生已有經驗的聯系，推動學生自主求解，深化學生的認知體驗。

這一任務過程分三步走：一是觀察飲料，做出假設。學生分組討論兩杯飲料顏色不同的原因，并經歷做出假設的環節，培養學生的發散性思維。二是設計方案，探究實驗。學生小組經歷三個關鍵步驟：挑選實驗材料、討論實驗方案以及開展實驗。引導學生選擇不同的廚房材料，設計探究方案，經歷探究過程后，學生直觀感知了蝶豆花在不同溶液中呈現不同顏色，體驗到了物質變化過程中顏色變化的多樣性，有利于學生養成細致觀察、及時記錄的習慣。小組成員的合理分工、有效合作提高了實驗的質量，也有助于培養學生樂于交流合作的態度。三是分析討論，分享交流。學生經歷組內交流實驗現象、組間交流匯報數據、師生小結實驗結論、揭秘材料特性四個環節。通過分析對比，加入不同物質后蝶豆花溶液顏色發生變化，推理該過程產生新物質。為什么蝶豆花溶液呈現不同顏色？播放提前使用Dream"Face"App制作的波義耳發現酸堿指示劑的視頻，揭秘蝶豆花變色的原因是含有花青素。學生小組利用pH試紙來測定實驗溶液的酸堿度，認識到pH試紙僅能通過顏色變化來識別溶液的酸堿性質。每一位學生對顏色的敏感程度不同，如何才能準確判斷？進而教師提出借助數字化設備，學生檢測不同的廚房材料溶液的酸堿度，直觀讀數pH值，結合不同pH值的酸堿度，揭秘花青素在不同的酸堿環境中呈現不同顏色的科學原理，發展學生進一步探究物質變化現象的興趣。

（三）真任務促進學生思維真發展

回應“網紅飲料”這一情境，用新學的科學原理解決實際問題，推測在調配漸變色飲料過程中加入了哪些物質，做到首尾呼應。將學習內容與生活實踐相結合，將科學原理應用于解決實際問題聯系生活。根據不同情境布置作業：情境相同——為家人表演“顏色魔法師”實驗；情境相似——尋找常見的富含花青素的水果蔬菜；情境不同——為家人制作一個色彩豐富的包菜菜肴。三個不同的情境，聯系真實生活，難度逐層增加，同時巧借作業，聯動家校，增進親子溝通。

本課程通過“四真”教學法，基于生活情境，學生會產生很多天馬行空的想法，主動將科學知識延伸到課外生活中，實現微項目式學習的目標。這不僅增強了學生的科學素養，還激發了他們的創新思維和解決問題的能力，為學生的全面發展打下了堅實的基礎。

三、全面反饋：交互性評價反映學生學習情況

在微項目式學習中，學生結合評價量規表自我反思和審視自身在該學習過程中獲得的各項能力，有助于學生認識到自身的成長，更是塑造正確科學價值觀的關鍵步驟。強化過程評價的重要性，構建自評、互評、教師評的多維交互評價模式，關注學生在科學探究過程中的真實表現，洞察學生的思維過程和創新能力。這不僅為學生提供了一個展示自我和相互學習的平臺，也為教師提供了寶貴的信息，用以不斷優化教學策略，提升教學質量。

真實情境微項目式學習不僅服務于科學活動的核心素養，更是提升校外科技教育課程質量、涵養學生學科素養的可行之路。采用真實情境微項目式學習，讓學生在科學學習中真實體驗，在體驗中促進科學學習，在科學實驗中驗證體驗。在這一過程中，學生不斷推進實驗的設計和改進，將所學的科學知識應用于生活實踐并進行檢驗，從而有效提升了學習科學的積極性。這種學習模式通過將理論與實踐緊密結合，為學生提供了一個沉浸式的學習環境，讓學生在親身體驗和實際操作中深化了對科學概念的理解。同時，這種教學策略也為校外科技教育與校內科學教育之間的合理銜接搭建了橋梁，為科學教育的整合提供了創新的思路，為學生的終身學習和全面發展奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]夏雪梅.學習素養視角下的國際與本土實踐[M].北京：教育科學出版社，2021：15-25．

[2]中華人民共和國教育部.義務教育勞動課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]崔允漷.如何開展指向學科核心素養的大單元設計[J].北京教育（普教版），2019（2）：11-15.

[4]黃梅玲.微項目式學習在小學科學課堂中的實踐與意義[J].實驗教學與儀器，2020（10）：63-64