重構·融合·創生：初探項目式學習在科學課中的應用

隨著課程改革的深人實施，小學科學教育面臨新的機遇與挑戰。《義務教育科學課程標準（2022年版）》強調，科學課程旨在培養學生的核心素養，為學生的終身發展奠定基礎。在此背景下，項目式學習作為一種有效的學習方法，逐漸受到廣大教師的青睞。項目式學習倡導以學生為中心，以問題為載體，培養學生的創造力、團隊合作精神和領導力、動手能力、計劃和執行項目的能力。

《擺的快慢》是教科版科學教材五年級上冊“計量時間”單元中的第5課，旨在讓學生探究擺的快慢與擺繩長度、擺錘質量之間的關系。傳統教學往往將這兩個實驗分開進行，這雖然可以幫助教師掌控課堂教學節奏，但容易導致學生的探究過程缺乏連貫性，演變成“為了探究而探究”。因此，筆者基于項目式學習對本課教學進行重構，以培養學生自主探究、提煉規律的能力，提升他們的科學核心素養。

一、實踐探索

1.重構：基于項目式學習的初步設想

（1）創設情境，提出問題

在上一課《機械擺鐘》的學習中，學生發現不同的擺在相同時間內擺動次數不同，由此產生困惑：‘影響擺的快慢的因素到底有哪些？\"基于此，筆者組織學生展開前置性學習：擺的結構有哪些？根據上節課的學習，學生能輕松給出答案，并沿著這個思路對影響擺的快慢的因素做出猜想：擺繩的長度、擺錘的質量與擺動的幅度可能會影響擺的快慢。基于此，筆者發布項目任務“根據材料，小組合作制作一個30秒擺動30次的擺”，引導學生開展過程探究。

師：上節課，我們每個小組做出的擺在相同時間內擺動次數不同，什么因素會對擺的快慢產生影響呢？

生，：我認為影響擺的快慢的因素可能有擺錘質量、擺繩長度和擺幅大小。

師：你思考得很全面。說到擺幅大小，其實我們可以根據上一節課學習的擺的性質，進一步判斷擺幅的影響，你能說說嗎？

生 ：擺具有等時性，所以即便擺的擺動幅度越來越小，它在相同時間間隔內的擺動次數也沒有改變。

師：排除了擺幅大小的影響后，讓我們迎接今天的挑戰：小組合作制作一個30秒擺動30次的擺。

（2）標準研討，學評一致

小學科學“教一學一評”一致性，指在小學科學教學及評估中，教、學、評三者的目標指向、內容組織及達成過程的一致性，其中目標一致性是關鍵。基于“教一學一評”一致性原則，筆者引導學生一起交流探究項目成功的標準。

師：同學們，怎樣才算成功完成這項任務呢？（學生思考并開展討論）

生：首先，我們要達成目標，即成功制作一個30秒擺動30次的擺。

生4：我認為要有小組分工，每個人都在小組合作中貢獻智慧力量。

生：這個實驗存在兩個變量，因此在實驗過程中需要對變量進行控制。

生6：實驗需要多次重復，才能避免偶然性。

師：大家的想法都很好。根據剛才的交流，老師歸納出這樣的成功標準（出示成功標準），大家對標準的內容有什么困惑嗎？

（3）分組探究，觀察記錄

筆者在介紹完實驗器材后，引導學生分組進行探究活動，要求將數據記錄在活動記錄單上，預設15分鐘內完成。同時，筆者給出以下實驗建議：“做好人員分工，如實驗員、計時員、計數員、記錄員等；擺一旦碰到其他物體，則實驗無效，須重新開始實驗；控制好可改變的條件和不可改變的條件；重復測試部分實驗，減少偶然性。”

（4）提煉小結，成果評價

通過剛才的實驗，學生都能發現要想讓擺在30秒擺動30次，則擺繩長度需要在 23～25cm 之間，與擺錘質量無關。筆者根據學生的活動記錄單和成功標準，對學生的探究活動展開生成性點評，培養學生的思辨能力。

2.融合：教學設計實施與問題發現

為了更好地開展項目式學習，筆者不斷嘗試將科學課堂和工程實踐探究相融合。在5次試教過程中，筆者發現了不少問題，其中最大的兩個問題在于活動記錄單的設計和實驗裝置的實用性。

（1）活動記錄繁雜，興趣減退

初始的活動記錄單指向活動探究的科學性，需要在實驗的過程中進行三次重復試驗，但這占據大量的實驗時間，導致學生對實驗探究提不起興趣，難以在規定時間內完成項目任務。未改進的活動記錄單需要學生填寫的內容較多，不僅會分散學生的探究精力，而且主觀性較強，導致不同學生對工程改進問題產生不同的理解。同時，活動記錄單的設計難以體現出工程的迭代思想，導致成功標準的設計未能很好地指向探究活動。

（2）實驗裝置復雜，不易操作

實驗所需材料有鐵架臺、秒表、直尺、繞線橫桿、線夾子、擺錘1套（紅球 6g 黃球 12g 藍球 18g ）、帶孔量角器等。這樣的裝置雖可以一次性解決擺繩長度、擺錘質量、擺幅大小三個潛在影響因素的調整操作，避免出現更換鉤碼、改變繩長等情況，但耗時過長，并且使用三個不同重量的小球還控制了擺錘體積這一暗含的變量。在實際操作過程中，學生覺得材料過多且需要在實驗之前熟悉裝置的使用方法，同時帶孔量角器會對實驗設計產生干擾。此外，有些學生還在探究已排除的擺動幅度這一因素，延緩了探究進程。

3.創生：設計方案優化與評估

為了得到更好的教學效果，使學生更高效地開展項目式學習，筆者針對以上問題進行優化

（1）記錄評價靈活化

針對活動記錄單繁雜的特點，筆者做出以下調整（見表1）。一是體現迭代思想。本節課的項目探究傾向于工程型探究，需要學生不斷摸索，找到最貼近項目任務的產品數據，因此活動單要有所體現。每一次實驗都列出擺繩長度、擺錘質量以及擺動次數，并提出優化方案供學生選擇，這樣可以指向控制單一變量，體現迭代的思想。二是減少機械性重復試驗，即刪去不符合項目任務的重復測試，避免實驗枯燥且機械化。

在評價過程中，筆者選擇了兩份典型的活動記錄單，按照改進后的成功標準（見表2）逐一對比評價，并基于評價標準，促進學生反思評價。

（2）實驗裝置簡約化

針對實驗裝置太復雜、不實用且易產生干擾的問題，筆者做出以下調整：一是將繞線橫桿替換為三根綁牢的木棍，并將細繩插在木棍之間的縫隙中，這樣可以有效避免實驗操作中擺繩纏繞的問題，且三根木棍更結實牢固；二是去掉帶孔量角器，減少擺繩長度最大值，從而避免擺動幅度的干擾，且較短的擺繩更易操作。

二、總結反思

對擺的快慢的研究過程，也是學生不斷發現問題、不斷探究、不斷獲得新知的過程。學生對擺的擺動規律的研究逐步深人的過程，實質上是透過表象深挖本質的過程。而項目式學習以問題任務為指向，根據探究需求，朝著發展和完善學生科學概念的方向推進。

1.內容項目化：項目式指向關鍵概念，指向任 務解決

項目化學習的目的是讓學生在真實的問題情境中解決問題并探求科學真理。以《擺的快慢》的教學為例，如果單純讓學生探究擺錘質量和擺繩長度對擺的快慢的影響，難以激發學生的探究欲。這樣的知識指向型教學，忽視了學生在學習過程中的主體地位。項目式學習則以問題為指向，學生要想解決問題，就必須探究影響擺的快慢的因素有哪些，對所學知識進行項目化重構。這樣可以激發學生的主觀能動性，促使學生深人探究。

2.方式實踐化：關注真實問題，指向學思結合，指向證據論證

在探究過程中，要有合適的探究方法。如在本節課中，要找到30秒擺動30次的擺的實驗數據，需要學生采用迭代思想不斷試錯，在一次次嘗試中獲得充足的數據，并從中提煉出影響擺的快慢的因素。學生在真實情境下探究，學思結合，思辨能力得到了充分鍛煉。

3.過程進階化：基于任務需求，基于成功標準，基于探究邏輯

為了使項目得到有效反饋，筆者基于“教一學一評”一致性，根據成功標準和探究邏輯，對學生是否注意到探究過程中的重點事項進行評價。如是否在操作中只改變一種因素，其他因素保持不變；是否在迭代過程中對產品結果進行重復性檢驗，從而避免偶然性等。這樣評價可以提升學生的設計思維和批判性思維，培養學生的科學學習興趣。

項目式學習的興趣導向、尊重實踐、尊重經驗、關注思維的理念，帶來了不同于傳統課堂教學的新體驗。教師可將項目式學習與科學課堂相融合，不斷提升學生的科學核心素養。

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（責編杜華）