小学科学融合项目化学习问题设计策略

福建省福州市仓山区实验小学 陈 䤼

小学科学课程是一门综合性课程，越来越重视科学、技术、工程、艺术、人文科学和数学等平行课程的相互渗透，促进学生的全面发展。项目化学习是一种跨越学科的学习，小学科学融合项目化学习包含知识的建构与转化，它要求学生解决问题，完成项目课题，最终实现对概念知识的深刻的、高阶的理解。

在已有的科学项目化学习成熟案例中，笔者观察整理发现，其重要的特点是聚焦关键科学知识和能力，使学生获得在一段时间内仔细观察和探索有意义的问题的经验，以及处理现实问题的能力，是学生科学素养的重要标志。在导学过程中运用良好的提问策略，有助于学生更积极、更主动地学习如何解决实际问题，用驱动性问题指向这些知识和能力。学生在解决问题的过程中，完成综合性科学课程与生活、人际的衔接和拓展，以自我完成项目成果，呈现对科学知识的创造性、应用性和深刻性的高阶理解。小学科学融合项目化学习要求学生在一段时间内通过研究并应对一个真实的、有吸引力的、复杂的问题、课题或挑战，从而掌握重点知识和技能。

一、基于真实情境，设计驱动性问题

驱动性问题应该建立在有趣的情境中，这些问题应该是真实的，同时也是富有挑战性的，它要求学生具有全面的、复杂的、策略性的思维能力。平时，科学课堂更注重一个问题和一个标准答案，开展探究活动也是为了寻求标准答案，小学科学教学还停留在以知识目标为主，问题设计缺乏教学情境，驱动性不足。

驱动性问题的提出应指向科学学科本质，根据每个学生的年龄，认知特点和直接、间接经验，选择合适的项目主题设计问题。驱动性问题需要来自现实生活情境，能否真正带动大部分学生参与是判断标准。以“磁铁的两级”一课为例，教师创设船队寻找宝藏的情境，并提问：如何根据藏宝图找到宝岛？学生不能立即进入情境产生共情。教师往往提议“请帮我们做一个指南针，找到宝藏”。这种驱动力是被动的，不适用于小学科学项目化学习。要参考《义务教育小学科学课程标准》中的大概念提出驱动性问题。设计基于主题的小学科学驱动性问题应注意如下几个方面。

1.单一主题发散性。引导学生从一个感兴趣的主题出发，了解学生想知道和想发现的内容，通过梳理学生的问题，归纳想共同探究的项目，确定学习主题，最后选择可实践问题开展学习。以“空气”项目化学习为例。四年级学生已经知道空气无形、无味等性质，教师课前收集整理未解决的问题，归纳如表1。

表1 “空气”问题记录汇总表

根据学生提出的问题，教师引领学生经历三个步骤的问题梳理。一是小组协作，调动学生已有的常识和经验，筛选出简单或已知的问题，如“空气有重量吗？”“空气有固体形态吗？”。二是小组讨论：选择什么问题？如何解决这个问题？提出新问题。三是针对性指导，教师倾听每个小组的想法，掌握解决问题的可行性，通过探究性实验来初步解决相关问题，为完成“空气”项目化学习提供实践支持，最后形成适合学生的“空气”项目化学习设计。结合统计图表汇总的课堂问题数量、来源及类型，教师需要判断问题是否有助于驱动性问题的呈现和驱动学生学习，就何时提出驱动性问题和如何提出驱动性问题阐明自己的观点。最终完成这个项目，学生解决了5个问题（如图1），运用了一个更高阶认知策略——探究实验。

图1 单一主题发散性实验

2.多种主题发散性。在小学科学核心课程内容下，用多个主题为支撑，每个主题又辐射出多个驱动性研究问题并指向主题，以主题解决具体问题的方式开展项目化学习。

六年级科学课程内容的一大核心是自然界中存在的能量形式。常见的能量有机械能、动能、声能、光能、电能、热能、电磁能等。如何指导鉴别？如何调查和解释生活中的器材、设备或现象中存在什么样的能量？针对多个主题的分歧，设计不同的驱动性问题，构建“能量”主题的驱动性问题的框架，如表2所示。

表2 “能量”主题驱动性问题的框架

二、前概念认知冲突作为前置问题设计的基础

认知冲突的产生与项目化学习的问题设计密切相关，学生在日常生活中，通过各种渠道和自身的经历，形成对客观存在的事物和现象的一些概念和观点，即“前概念”。学生的前概念和科学大概念存在差距，由前概念到科学大概念的转变，是一个认知建构的过程。在设计科学项目化学习问题时，以前概念认知冲突作为前置问题设计依据，有助于学生产生主观的、主动的学习意志，这样的前置问题具有挑战性，需要学生想方设法设计过程和有效的实践路径来解决。教师尽量不问选择性和被动的问题以及暗示性问题，如“能不能”“对不对”“是什么”等。

在“水”主题项目学习降水量时，大多数学生认为降水量的多少就是收集到降水体积的大小，而不是科学概念中水平面上积聚的深度。教师要充分了解学生的前概念，设计前置问题，帮助学生建构科学概念。如提问：“如何测量降水量？我们能收集所有的降水并测量吗？”学生产生认知冲突，会想到借助容器帮忙收集，追问：“如果用形状不同的杯子，收集到的降水一样吗？”最后通过探究实验验证猜想，前概念是出发点，学生建构需要用圆柱形直筒杯来收集测量降水量。利用这样设计具有冲突的问题，让学生分享或讨论已有的经验，有助于建立共同观点，也更有助于解决共同的认知冲突，使学生聚焦问题，主动参与解决问题。

三、搭建问题支架推进项目化学习

项目化学习要求学生达到的思维发展目标和学生现有认知程度之间存在最近发展区，制订和执行支架式问题策略，可以在项目学习过程中增加思维阶梯，降低思维难度，挖潜课堂资源，提高学习效率，增强学习兴趣和成就感，有效培养学生的高阶思维。通过支架式提问，将学生之间零散的知识链接起来，梳理出共同的经验，引导学生形成共识。

小学科学项目化学习过程中，各种认知活动是相对独立而又连续的，比如“做一顶帽子”项目化学习的第一课时，教师引导学生认识帽子结构，讨论各种帽子有不同的用途，最后引导学生根据功能设计自己的帽子。第二课时学生根据设计图制作帽子过程，发现二年级学生制作遇到困难，选用工具和材料比较单一，导致加工帽子有困难，帽子功能性有限。笔者在执教第二课时，为了降低制作帽子难度，利用自制帽子作为导入，提出支架式问题：“我做了一顶帽子，大家观察一下，它有什么问题？”学生发现帽子太小不能戴，帽子是平的不能固定在头部。笔者利用支架式问题追问：“如何制作一顶能戴的帽子？”学生思考讨论。笔者再次追问：“如何测量头围？”“怎么用各种工具和材料加工帽子？”降低了任务的复杂程度，缩小问题空间，给学生适当的启发和引导，最终学生使用各种工具、各种材料加工制作自己的帽子。通过支架式问题，学生认识逐渐加深，不断思考，发现问题，锻炼了科学思维及解决问题的能力。

项目化学习中学生的实践活动主要包括提问、观察、操作、实验和解决问题。良好的问题设计策略能激发学习者的注意力，使其积极主动参与项目探索。在深入研究和理解巴克教育研究所提出的项目化学习八大准则的基础上，结合小学科学课程特点，笔者认为小学科学项目化学习的问题设计策略应该从以下几个方面着手：小学科学项目化学习中驱动性问题设计、关注项目化学习前概念认知冲突作为前置问题设计、学习实践中问题支架的设计，采用项目化案例研究的方式进行探索，使学生在一段时间内不断探索与科学学科相关的驱动问题，初步形成调动一切知识、能力和素养，创造性地解决新问题的能力。