“設計與工程”單元的“水火箭”項目式學習

〔摘" "要〕" 項目式學習以學生為中心，需要學生充分發揮主觀能動性自主探究與學習，從中獲取知識、解決問題。科學是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性的特征，實踐與理論學習通常相伴相隨，共同促進學生核心素養全面發展。在教學中應用項目式學習，能夠更好地推進學生在學習中進行自我實踐研究，提升其問題解決能力、科學探究精神等綜合素質。本文以青島版科學六年級上冊“設計與工程”單元為例，探討在教學中，教師根據教學內容和學生發展的重點，依據項目內容設計導向性的問題以指導學生深度探究，同時組織學生以合作形式團結力量共同探究，以此提升其探究成效。最終以評價總結反思學生在整個項目式學習過程中的表現，以汲取教訓優化教學，推進學生科學學習的持續優化。

〔關鍵詞〕" 小學科學；項目式學習；“設計與工程”

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0067-03

科學學習具有實踐性，需要學生在課堂學習中有實踐探究與驗證的過程。新課標也倡導以探究和實踐為主的多樣化方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程。在項目式學習中，小學科學的開展形式與傳統課堂大不相同，教師不再是講臺上孜孜不倦講授內容的角色，學生的參與才是整個課堂關注的焦點。需要讓學生在理論知識的引導下自主跟隨項目式學習的內容進行實踐，再回過來以項目式學習中的實踐檢驗所學理論知識，切實讓學生在真實的情境中學習和應用知識，有效提高學習效率與質量。

一、項目式學習在科學教學中的價值

（一）有利于激發學生的學習興趣

很多教師受傳統教學理念的影響，并不重視學生在科學學習中的實踐探究，只是一味地講解知識，讓學生被動接收信息。這樣的課堂教學模式，對于喜好玩樂的小學生而言自然極為枯燥，他們學習時也更容易產生倦怠心理。項目式學習不再執著于理論知識的灌輸，而是將科學知識融入具體情境中，使學生在動手實踐和解決問題的過程中主動探索和發現。這樣便打破了課堂的單調性，還賦予了學習以實際意義，讓學生感受到科學知識的應用價值，有效激發其好奇心和求知欲。通過參與項目，學生能夠體驗到科學探究的樂趣，逐漸形成對科學學習的積極態度，進而提升學習的主動性和持續性。而且相較于傳統教學模式，以項目式學習為基礎的小學科學教學更重視學生的主體地位，學生在學習過程中不再局限于單一化的知識探索，能夠實現學習能力和綜合素質的全方位提升。

（二）有助于培養學生的核心素養

新課標指出，義務教育階段科學核心素養主要包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面內容。在項目式學習中，小學科學主要是圍繞開放性主題展開持續探究，讓學生經歷完整的科學實踐鏈條——從發現問題、設計方案到驗證結論，逐步構建起科學觀念與探究能力。在此過程中，知識不再孤立存在，而是轉化為解決實際問題的工具，教師能清晰觀察到學生的科學思維、理解能力及合作能力的同步發展。而且，學生在自主探索中形成的科學態度和實證精神通常比接受傳統講授更深刻持久，這也就是核心素養的持續發展過程。而在學生合作探究的過程中，為了實現相對應的目的，通常需要經歷互相協作的觀點碰撞、重復構思和解決問題，以此逐步形成相對應的科學思維和創新意識。這樣，學生的核心素養就得到了全面發展，其綜合素質也受到影響，不斷成長。

二、“設計與工程”單元“水火箭”項目式學習的教學策略

（一）依據項目內容，設置導向問題

在項目式學習中，問題是指引學生思考和探究的重要手段，在教師提出的問題指引下，學生有了自主探究的方向，也因此得以有效提升探究效率，避免方向偏移、“走進死胡同”等情況發生。設計問題并不只是考慮學生探究的內容，還需綜合考慮學生實際，應以激發學生探究興趣、引導其深度思考和推動項目進展為目標。既要貼近學生的生活經驗，與科學原理和工程設計緊密結合，使學生能夠從實際問題出發，逐步構建知識體系，也要具有層次性和開放性，能夠為學生提供明確的探究方向，同時鼓勵學生提出多樣化的解決方案。而且問題的指引應貫穿項目的全過程，從前期設計到中期制作再到后期完善，幫助學生不斷反思和改進，以有效引導學生主動參與科學探究，培養其創新思維、實踐能力和問題解決能力，同時促進其對科學原理和工程設計方法的深入理解。

在“水火箭”項目式學習中，教師可以圍繞“如何設計并制作一個能夠飛得更高更穩的水火箭”的核心問題，設計一系列導向問題，引導學生逐步完成項目。在項目初期，提出“水火箭飛行的原理是什么？”“哪些因素會影響水火箭的飛行高度和穩定性？”等問題，幫助學生理解氣壓、反作用力等科學原理，激發學生對設計要素的思考；在設計與制作階段，進一步提出“如何優化水火箭的結構以提高其性能？”“如何選擇合適的材料和工具？”等問題，引導學生進行實驗設計和動手實踐；而在后期，則要縱觀整個探究過程，有針對性地提出“如何通過測試數據改進水火箭的設計？”“如何解決飛行過程中出現的問題？”等，讓學生再一次深入分析數據，總結經驗并不斷優化設計。

在問題的指引下，學生需要通過實驗探究氣壓與反作用力的關系，理解水火箭飛行的基本原理，以分組討論的形式，集思廣益，齊心協力設計水火箭的結構，考慮火箭頭、箭身、尾翼等部件的形狀和材料，嘗試不同的設計方案。在制作過程中，利用塑料瓶、膠帶、硬紙板等材料，按照設計圖紙動手制作水火箭。完成制作后，學生進行多次測試，記錄飛行高度、飛行軌跡等數據，并通過分析數據找出影響性能的關鍵因素。根據測試結果對水火箭進行改進，經過調整尾翼的角度、優化火箭頭的形狀等一系列調整，最終制成一個性能優異的水火箭。

（二）劃分學習小組，開展項目探究

團結就是力量，這在科學實踐探究中也是同樣的。小學生個人的探究能力或許不強，但集合起來卻能夠形成一股不小的力量，共同推進項目式學習的開展、進行、結束。因此，把學生劃分為學習小組開展項目探究，既是在提升學生的探究效率，也是在充分挖掘學生的學習潛力，促進學生綜合素質的發展和核心素養的鍛煉。在開展項目式學習中，教師有必要根據學生的認知特點和工程實踐規律進行科學分組，根據學生知識儲備、動手能力、性格特征等要素進行異質分組，以保證每個小組都有不同特質的成員。同時，為了便于監管，確保每個學生都能積極參與，教師可在其中設置明確的項目數據，建立個人的責任清單，充分調動學生在小組中的參與積極性，以提高整個項目式學習的效率和質量，促進學生全面發展。

在“水火箭”項目啟動時，教師可首先通過問卷調查了解學生的興趣特長：有的擅長繪畫設計，有的動手能力突出，有的邏輯思維較強，根據異質分組原則，將不同特質的學生組合。比如，將愛畫畫的學生、喜歡動手實踐的學生、數學基礎扎實的學生等分為一組，共同完成一個項目。基于此，發放“水火箭設計任務單”，要求小組在三天內完成：第一，繪制三套設計方案圖，清晰展現各個部分以及所使用的材料；第二，列出所需材料清單，以及對所設計的草圖進行較為詳細的說明；第三，預估所制作的水火箭的飛行高度，便于后續數據對比。基于此，組員通過家庭作業收集飲料瓶、膠帶等材料，課上根據“水火箭設計任務單”中的表格列舉其制作方案，并在對比和教師的指引下，從三種設計方案中選取一種可行的方式。

在完成制作后，要對制作出來的水火箭進行測試和優化。因此，需要將學生重新分組為“觀測組”和“放飛組”，分別負責火箭放飛操作和飛行數據采集。教師此時需著重引領學生不斷調整30°，45°，60°的角度，看一看在不同角度下水火箭放飛的情況。最終，根據測試數據，再一次對其制作的水火箭進行分析優化。

（三）設置項目評價，反思學習效果

項目式學習有一個重要的環節，即展示環節。該環節一方面是為了給予學生展示自我、表現自我的機會，讓學生能夠從中汲取動力，促使他們在項目式學習中不斷探索、學習，收獲更好的學習成效；另一方面，則是為了能夠對其進行評價，總結其中的不足與亮點，便于學生從中汲取經驗，找準自我提升的方向，促使學生不斷成長與發展。根據新課標中對評價所提到的“構建素養導向的綜合評價體系”，教師在評價中需注重將其貫穿于項目開始、進行和展示的整個過程，以確保學生在每個環節都能得到及時的反饋和指導。評價標準也應多元化，既要最終成果，還要重視學生的參與度、合作能力、創新思維和問題解決能力。通過自評、互評和師評相結合的方式，學生能夠從不同角度審視自己的學習過程，發現不足并加以改進。在反思環節，應引導學生總結經驗和教訓，思考如何將所學知識應用到實際生活中，進一步深化對科學概念和工程原理的理解。

根據“水火箭”項目式學習的實施情況，教師可簡要將評價分為兩個階段，即項目進行中和項目結束后。在項目進行中，重點關注學生設計和制作階段的表現，通過設置階段性評價任務，要求學生提交設計草圖并解釋其設計理念，或者記錄制作過程中的關鍵步驟和遇到的問題，以對學生進行綜合性檢測。同時，通過小組討論和教師點評，學生能夠及時調整設計方案，優化制作流程。比如在設計水火箭時，學生最初忽略了空氣阻力的影響，導致火箭飛行距離不理想，通過教師的引導和同伴的建議，其重新設計火箭的頭部形狀，進一步優化了水火箭的設計。這樣，既能夠讓學生在其中充分鍛煉綜合素質，發展核心素養，還能夠再次優化學習成果，給足其探究展示的動力。

而在項目結束后的測試和優化階段，則要組織學生進行成果展示和反思總結。每個小組需要展示他們的水火箭，并詳細說明設計思路、制作過程、測試結果和改進措施。通過自評和互評，學生能夠從不同角度審視自己的作品，發現優點和不足。最后再對自己的水火箭進行改進優化，進一步鞏固學生所學的科學知識，并培養其自我反思和持續改進的能力。

三、結語

綜上所述，小學科學因其性質與項目式學習相結合有許多先天的優勢，能夠更好地引領學生在科學探究中發展核心素養。并且，在以學生為中心的課堂教學模式上，學生顯然也會更具活力，學習時自然也會積極參與，進一步提高其學習質量。教師需把握其特質與優勢，根據項目內容設計導向性的問題以引導學生探究，同時，學生團隊的力量可有效提高學習效率，經過評價與總結，推進項目式學習在小學科學中的有效應用。

參考文獻

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