信息技術支持下的項目化學習

〔摘" "要〕" 在小學科學教學中開展項目化學習，往往會遇到項目情境任務驅動性不足，學生缺乏開展項目化學習支架，項目評價耗時長、統計難、反饋慢等一系列問題。筆者在教學實踐中嘗試將數字化教育技術融入其中，為解決以上難題提供一些可行的教學策略。

〔關鍵詞〕" 小學科學；項目化學習；數字化教育技術

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）17" " 0019-03

2022年教育部發布了新版《義務教育科學課程標準》（以下簡稱《課程標準》），在課程總目標中明確提出要培養學生初步的探究實踐能力，其中包括能理解技術與工程涉及明確問題、設計方案、實施計劃、檢驗作品、改進完善、發布成果等要素，具有初步的技術與工程實踐能力。而項目化學習正好符合《課程標準》的這一要求，它倡導學生通過調動自身的知識、能力、品質去創造性地解決項目問題，并對項目成果公開和評價，從中形成對核心知識和學習過程的深刻理解并能遷移應用。

2023年廣東省教育廳頒布了《廣東省教育數字化轉型行動方案（2023-2027）》，提到要推動新一代信息技術與學科教學的深度融合和創新應用。為此，筆者與課題組成員針對“如何利用數字化教育技術開展小學科學項目化學習”的問題進行了一系列教學實踐和探索，總結出一些行之有效的教學策略，以供同行參考。

一、利用數字化情境動畫，推進項目化學習任務過程

了解驅動性問題，明確項目任務，是學生開展項目化學習的首要條件。項目化學習的理念認為，只有基于現實的生動情境才能真正地讓學生發現亟須解決的問題，才能讓學生全身心地投入項目任務的實施。在實際教學中，很多教師開展項目化學習時都會以圖片、生活資訊或視頻為載體，告訴學生本次的項目化學習的任務，其實際教學效果僅僅是“引入主題”而已，接下來的項目化學習環節并未緊扣原有的生活情境。隨著項目化學習環節的逐步推進，學生就容易落入“老師讓我設計制作”“老師讓我測試調整”“老師讓我展示評價”的缺乏自我驅動力的學習狀態。為解決以上問題，可以利用數字化技術制作生動有趣的情境動畫，動畫的情節推進需要與項目化學習環節的推進互相契合、環環相扣，貫穿整個學習過程。

例如，筆者在執教教科版科學五年級上冊《制作鐘擺》一課時，運用數字化軟件制作了一個生活情境動畫：“學徒小丹制作鐘擺”。動畫情節與項目化學習環節的呼應關系如圖所示。

動畫情節與項目化學習環節的呼應關系

從上圖可以看出，本節課創設的動畫情節與項目化學習的環節相互配合，協同推進。加之數字化技術給學生帶來沉浸式情境體驗，能有效地讓學生保持項目化學習的驅動力和積極性。

二、利用數字化學習資源，為學生搭建學習支架

在面對一個具有挑戰性的項目任務時，學生往往感覺難以開展，其中一個重要原因是學生缺乏完成此項任務所必需的知識、技能和背景了解。為此，給學生提供關于“科學概念背景”“科學實驗示范”“科學學習資源”等的支持，搭建學習支架，不僅有利于增強學生完成項目的信心和能力，更能全面地覆蓋科學教學目標。如何給學生提供上述學習支持呢？準備與項目任務相關的數字化學習資源是重要途徑之一。

案例1：課題組成員執教教科版科學四年級上冊《食物在身體中的旅行》一課時，授課教師通過平板給學生推送充滿趣味的人體消化系統科普視頻，并發放形象生動的科普小手冊，讓學生通過小組交流，形成學習共同體，充分了解了人體消化系統的結構特點與功能，為接下來學生制作人體消化系統模型作品搭建了堅實的學習支架。

案例2：筆者執教教科版科學五年級上冊《制作鐘擺》一課時，制作與調試單擺的細節操作較多，對學生來說，難度要求較高。為此，筆者錄制了制作單擺示范微課，并通過平板推送給學生，讓學生明確制作單擺如何分工合作與操作注意事項，為接下來學生制作單擺提供了可靠、詳細的技術操作支持。

案例3：課題組成員執教的科學實踐拓展項目《模擬光纖》一課中，學生制作光纖模型前需要了解“什么是光纖”“光纖的科學原理”等背景知識。為此，授課教師給學生提供了介紹光纖原理的科普視頻，讓學生明白光纖是利用光的反射現象來傳遞信息的，為接下來學生制作光纖模型打下良好了的知識背景基礎。

三、利用線上協作表格，加強學生對數據的收集和分析能力

學生在項目探究過程中進行實驗時，往往需要將全班各小組測量的數據在教師制作的圖表中進行匯總，以便對數據集體論證。當測量的數據量多的時候，小組學生代表會在匯總過程中耗費過多時間，而其余學生也只能在座位上等待。

為改善上述情況，筆者在執教《制作鐘擺》一課的過程中，在組織學生探究影響擺動快慢的因素過程中，利用線上協作表格功能，讓學生將每次測量數據直接通過平板記錄在線上實驗匯總表中。每個小組的測量數據都能同步、實時上傳，讓數據的收集匯總變得高效便捷。

在學生分析測量數據的過程中，由于數據量大，如下表所示，有18個小組，每個小組4個數據，共72個數據。如果采用傳統的方法，只在黑板或者互動電子白板的屏幕上展示匯總數據，很容易讓學生陷入數據的“茫茫大海”，無從下手。而借助線上協作表格收集數據，學生可以通過平板自由觀察測量數據，同時進行小組討論交流，集體論證，有效提高學生在數據分析方面的思維能力。

四、利用數字化編程技術，提升項目化學習中科學實驗效果

在小學科學教學中開展項目化學習，需要將科學探究實驗融入其中，使之成為項目化學習的一項重要內容。如何提高項目化學習中科學實驗效果呢？在筆者執教的科學拓展項目——教科版科學五年級上冊《制作一個太陽能熱水器》一課時，學生在項目實驗過程中要探究在光線照射下，影響材料吸熱能力的因素（如材料的顏色和反光能力等）。筆者將數字化編程技術與項目實驗有機結合，同時在分析實驗數據時，融入數據折線圖這一常用的科學分析工具，培養學生提取數據信息、總結實驗規律的能力。

如果采用傳統授課策略，本節課需要教師帶領學生到戶外陽光照射處開展實驗，非常依賴天氣狀況，如果遇上天氣不佳，如下雨、陰天，或者陽光不強烈，都會讓實驗效果大打折扣，甚至無法開展。加之教師要組織學生到戶外，會耗去很多課堂時間，因而實際教學中，本節課都是以觀看實驗視頻為主，或者教師直接生搬硬套地把實驗規律講授給學生聽，效果很不理想。

為了突破這一教學重難點，筆者融合信息技術進行了教具創新設計。創新改進后的實驗裝置，用石英燈模擬陽光照射，通過編程和傳感器技術測量材料表面的溫度變化，大大提高了數據的準確性，使本節課的項目實驗擺脫了對晴朗天氣的依賴，有效提高了學生完成項目任務的質量和效率。

在本節課開展材料反光能力與吸熱能力的關系的項目探究中，筆者通過掌控板數字化技術，將材料表面溫度的實時數據上傳至云平臺中，讓云平臺根據溫度數據以折線圖的形式進行呈現，幫助學生更好地完成項目探究任務。

五、利用線上評價問卷系統，為項目化學習評價賦能

項目化學習的展示評價環節，是對學生學習成果的檢驗，是讓學生傾聽、評價、交流，繼而產生思維碰撞，提高思維分析能力的重要教學環節。以評價促反思，學生由此發現項目實施與學習實踐的過程的不足，并提出改進措施，付諸行動。

課題組成員在一系列項目化課堂教學實踐中，特別注重學生項目作品的評價標準設計。結合教學實踐經驗，我們認為，項目評價標準的設計與教學應用需要綜合考慮以下三個方面因素。第一，評價標準需要結合該年級學生學情特點來表述。如，對于1～2年級的學生，評價標準需要以簡潔生動的圖形來表達；對于3～4年級的學生，評價標準則要圖文并茂；對于5～6年級的學生，評價標準需要語言精練，不能模棱兩可。第二，評價標準的文本閱讀量較大，在課堂教學中教師應預留足夠時間讓學生明確評價標準內容，也可以將閱讀評價標準前置，在學生充分了解項目評價標準后，再進入項目制作環節。第三，小學科學項目化學習的評價標準，要指向學科核心知識與能力，這也是基于小學科學核心素養開展項目化學習的重要體現。

在實際教學中，開展項目評價往往會存在耗時長、統計難、反饋慢、評價主體單一等問題，這除了需要師生、生生之間制定高效合理的評價維度和標準以外，還可以利用數字化技術，搭建項目線上評價體系來支持交流互動、即時反饋等學習活動。在教學實踐過程中，課題組成員利用問卷星平臺設計了線上評價問卷，在項目評價環節，學生評分員可以通過平板掃描問卷二維碼，打開線上評價問卷進行實時評價與反饋。當所有項目成果展示完畢后，學生完成評分并提交，教師即可在電子交互白板上展示評分統計表格。通過數據篩選、排序、分析，學生既可看到優秀作品的可借鑒之處，更能看到班集體對自己項目作品的整體評價，知道自己作品的不足之處，繼而反思改進。

將信息技術融入小學科學項目化學習，為解決項目化學習中遇到的諸如項目情境任務驅動性不足、學生缺乏開展項目化學習支架、項目評價耗時長、統計難、反饋慢等實際教學問題，提供一條可行的解決思路。隨著數字化技術的發展，以及小學科學學科特色與項目化學習模式的深度融合，學生的科學核心素養培養將進一步得到落實。

【本文系2023年深圳市羅湖區軟科學研究項目一般資助課題“信息技術支持下的小學科學項目化學習的實踐研究”的研究成果，課題批準號：LX202301042】

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