渗透项目式学习理念的探究活动设计

付蓉

项目式学习强调真实问题和最终成果。将项目式学习理念纳入小学科学学科领域整体研究，补充小学科学教材原有的内容知识体系，改变呈现方式，凸显学生中心和生活源泉，搜集学生提出的真实问题，设计有效活动。通过活动引发师生思考、理解、应用，提高师生科学素养，同时培养学生的共情心理、钻研精神、合作能力、综合素养。

一、发掘项目式学习理念的教育价值

科学源于真实世界，发生于古代哲学家对于真实现象深层次的思考和高度的科学复原。而项目式学习恰恰强调研究问题的真实性，与科学研究的本质不谋而合。崔允漷教授将项目式学习的核心概括为用来组织和推进活动的真实问题和最终形成的问题解决方案或产品。汤林春教授在2018年就提出项目式学习后续研究的三个重点方向：一是丰富与人生发展相关的新的学习观，二是基于中国国情澄清我们所期待的项目式学习到底是什么，三是与学校和教师共同探索形成可推广的支架和工具。教师鼓励学生在细致的实际观察中发现问题，组织学生针对感兴趣的真实问题设计研究方案，最终形成能够解决问题的成果。

（一）以“真实世界中的人”为中心，培养学生的共情心理

人在进入学校学习之前首先是真实世界中的人，真实情境和问题是教育启蒙的第一阵地。真实问题的发掘源自人的需求，问题解决者需要站在需求者的角度考虑问题，理解需求心理，以此找到解决问题的突破点进行探索。教学过程中，学生被带入拟实情境，一开始不得不去了解个体的应用需求，站在他人的角度思考甚至切身体验。如在“吸尘器”的主题活动中，教师将活动的第一环节设定为调查环节，即在相关网络资料查阅的基础上自主设计调查问卷，对生产厂家、吸尘器使用者等进行调研。这一过程能让学生真切地体验到别人的心理和感受，体验到站在对方的角度和站在自己角度的差异，并且逐步发展为能有意识地站在对方的角度考虑问题，使共情心理的培养达到自然而然之境。

（二）在体验中改进，培养学生的钻研精神

解决真实问题不是想当然，需要通过不断测试与改进，使设计原型从一开始的粗糙、简陋不断走向完善。只有聚焦问题、直面问题才能有突破、有进步。同样，在“吸尘器”的主题活动中，学生在了解了“伯努利原理”并进行调查和讨论后自制一款便捷的吸尘器。教师先引导学生进行自制吸尘器的设计并画出简要示意图，先在小组中展示并能够根据同学的建议进行改进，再在全班进行展示并改进。接着进行吸尘器的制作，克服制作中的困难，并在制作完成后进行功能测试，经过多次改进，将本组产品在班级中进行展示和功能演示，在其他学生进行评价后继续改进。学生在一次次改进中发现问题，突破困难，逐渐提升积极思考、勇于探索、不畏万难的坚毅品质。在反思与重建中，学生的多种认知能力也得以建立并得到提高。

（三）在交流中思考，培养学生的团队合作能力

一人之思有限，众人之计无限。学生通过团队合作，在与同伴不断地沟通和交流中充分表达自己的思考，吸纳他人的思想精髓，一步步完善方案。表达交流的过程贯穿于“吸尘器”这一主题活动的始终。特别是调查问卷的设计、调查活动的实施和自制吸尘器过程中的小组合作以及最终的产品展示和建议吸纳，都离不开学生的自我表达和对他人观点的倾听吸纳，从而提升解决问题的效果。通过这类活动，学生的团队合作能力得到锻炼，语言表达和理解能力得以提高，并能逐步掌握与人沟通的技巧与方法。同时，学生亲身体验到团队合作的正面意义，培养乐于合作、乐于表达分享的心理状态。

（四）多种思维方式融合一体，提升学生综合性思维能力

发现问题、解决问题的过程也是思维转变与进阶的过程。学生在设计方案的过程中努力找寻相对思维能力间的平衡，如抽象与形象、辐合与发散、具体与综合、 逻辑与直觉。在“吸尘器”这一主题活动中，“伯努利原理的图解和模拟实验”巧妙地將抽象难懂的物理原理形象化又能回归抽象的理解。学生在设计吸尘器时，不仅要发散思维大胆想象，也要通过分析、综合、比较、判断和推理，选择出最有价值设想的、可行性最强的一种设计。这些思维方式交汇融合，贯穿于整个探究活动过程中，学生们自主思考，逐步形成高阶思维，提高综合性思维能力。

（五）各领域融会贯通，培养学生综合素养

学生在当下接受的教育都要服务于解决未来社会他们所面临的真实问题，单一的知识已经难以解决开放、综合、复杂的真实问题。因此，需要学生形成有深度、有广度的综合性素养。这也是STEM教育理念与项目式学习不谋而合的地方。在“吸尘器”这一主题活动中，需要实现多个领域的教学目标。在科学领域，需要学生们知道吸尘器是利用了伯努利原理;能找到合适的材料和结构制作一款便捷的吸尘器;体会不同材料的性能与吸尘器功能之间的关系。在技术领域，需要学生具有网络资料筛选能力和初步的设计绘图能力;能够用身边的材料以及工具设计、改进、制作一个吸尘器模型。在工程领域，要求学生经历吸尘器的工程设计过程;能制定吸尘器的设计方案和检测方案;能选择合适的制作材料，基本完成吸尘器的制作。在数学领域，则要求学生能够利用数据和计算，探索易于吸尘储尘的吸尘器结构;能利用数据分析吸尘强度与马达的关系。以科学核心概念为学习中心，以实践过程的体验和实际产品的应用为基本点，组织学生开展项目式学习，使学生的综合素养得到提升，培养全面发展的人。

二、渗透项目式学习理念的探究设计及评价

生活处处有科学，研究生活中真实的科学问题，能让学生感受科学与真实生活之间的密切联系，领悟到科学的研究价值。例如学生通过对生活中“住”领域的观察，产生了很多科学问题。家居生活中，吸尘器强悍的吸尘功能深深吸引着他们，他们非常想把吸尘器拆开来进行研究，解决头脑中“吸尘器里面是怎么样的？”“吸尘器为什么能吸尘？”等问题。教师关注到这一现象，把“吸尘器”引入了课堂，转化成适合小学生研究的内容，期待增强学生科学探究的欲望，促使他们想尽一切办法去解开有关吸尘器的奥秘。

（一）統计分析后的内容选择

为了解不同年龄阶段的学生对这一问题的关注程度，教师就“吸尘器为什么能吸尘”这一问题对三至六年级的学生进行了摸底调查。（图1）

统计结果显示，五年级的学生对“吸尘器为什么能吸尘”这个话题特别感兴趣。苏教版的科学教材里并没有关于大气压强的专项教学内容，然而伯努利现象在生活中又非常常见：吸盘、吸管、吸尘器、安全黄线等等，这个问题有着较高的研究价值。

五年级的学生对力、电路知识都有了一定的储备，对结构设计也有一定的能力。借助“吸尘器”这个话题，让他们去了解生活中的伯努利现象，并利用所学知识去设计一款便捷的吸尘器，从而改善生活质量，这个学习内容具有一定的操作性。根据五年级学生的意向，“自制吸尘器”这个课题就诞生了。

（二）从有趣的小实验到学习主题

要让学生能自制吸尘器，首先得让其了解吸尘器的原理，有了一定的理论知识、结构设计基础，才能像设计师那样进行精准的设计、制作。为了理解伯努利原理，教师设计了几个吸小球的实验，让学生理解大气压力。关于吸尘器的结构，则是让学生去查阅资料，或者去生产吸尘器的厂家进行调查访问。最后，学生利用所学知识自主设计并制作完成一款便捷的吸尘器。教师设计了三个递进式活动：了解伯努利原理、前期调查吸尘器、自制吸尘器。

（三）渗透项目式学习理念的教学策略

“吸尘器”课例是基于项目式学习理念开发的一个学习项目，它将多学科的基础知识整合在一起，设计成了若干个教学内容，在科学课堂中组织学生进行研究，促进学生核心素养的发展。那么，在平时的教学中，我们应该如何开展指向真实问题的项目式学习，让其更好地为学生的综合发展服务呢？

1.教学主题具有真实性

真实性的研究主题更能激起学生的研究兴趣，也更具有研究价值。可以从生活中的衣食住行入手，关注家庭生活、自然资源、高新科技、生物世界、环境卫生等方面的实际问题。

2.课堂学习具有实践性

在“伯努利原理”这一板块的学习中，教师设计了一些有趣的探究活动，如水管吸小球、吹风机吹小球实验，通过这些有趣的实践体验激发学生探究的欲望，透过现象看本质。然后，让学生自主设计调查问卷，通过网上、实地考察等多种途径对吸尘器的结构、性能和存在问题进行调查研究，为后期设计吸尘器做铺垫。在“自制吸尘器”这一板块的教学中，以“自制一款便捷的吸尘器”活动为主题，整合科学、数学、工程与技术的学习，让学生像工程师一样，经历产品的设计、讨论、制作、测试、改进与评价等一系列探究过程。学生通过对吸尘器原理的专项学习和对市场已有产品的调查研究，已经积累了一定的有关吸尘器的知识和技术储备，然后再着手自制吸尘器，就比较有针对性。聚焦自己的创意设计，有效地培养了学生发现问题、解决问题和创新实践的能力。

3.评价过程具有综合性

项目式学习的综合性评价跟传统学科的综合性评价不尽相同。传统学科的综合性评价侧重知识评价，可以通过考核来建立，而项目式学习的综合性评价不是考核，而是以最终成果（产品、方案等）为依据。

在“自制吸尘器”这一内容的教学中，评价的对象是学生设计的吸尘器图纸和制作出的创意吸尘器成品，以及每个学生在这一过程中的表现。在设计吸尘器结构这一环节中，大部分学生都能大胆地表达自己的想法，描述自己的设计思路。其他学生对他们的设计方案也都提出了建设性意见，这些想法都是基于学生自评和互评基础上的。大家能充分地发挥团队合作的作用，设计出一款自己满意的作品。在测试吸尘器的性能时，大家也都能集思广益，对产品出现的问题进行改进，直到满意为止。这种评价方式有效地促进了学生的学习，让他们的学习变得更主动。（图2）

三、结语

叶澜教授提出，教育要让孩子从小成为尊重真与诚的人，说真与诚的话，做真与诚的事。通过本课题的研究，能够从小学阶段开始培养学生关注真实问题，敢“说真话，做真事”。这不仅有利于改变学生对待科学的态度，也有利于拓展学校科学教育的效能，以科学与生活相渗透的方式提升民众的科学素养。同时，项目式学习理念的融入，在培养学生的共情心理、钻研精神、跨领域素质、团队合作能力以及综合性思维能力等方面都起到了一定的推动作用。