以《光是怎样传播的》实验教学例谈基于问题探究的项目式学习

◇顾超群（江苏：睢宁县高铁商务区学校）

作为一种基于建构主义理论的情境式学习方式，项目式学习是以问题为导向，以真实的、有吸引力的和有挑战性的情境问题或项目为驱动，引领学生在持续探究、问题解决和完成项目的体验式学习实践中，敏锐地洞察，创造性地思考，实现对学科核心概念和核心技能更深刻理解，习得和掌握重点知识与技能，激发深度思维，获得生长性经验，培育和发展创造性问题解决的可持续能力，生长学科素养。

下面以《光是怎样传播的》教学为例，谈谈基于问题探究的小学科学项目式学习策略。

一、聚焦核心知识，确定学习项目

项目式学习最显著的特点是以项目为抓手，项目成为知识的载体，学生在完成项目式学习过程中，科学素养获得自然生长的机会。教师在实施项目式学习时，应基于项目载体价值，优化项目选择，根据教学内容确定合适的学习项目。科学课堂涉及的知识点相对较多，如果把握不当，容易出现课堂教学主题不集中的现象。这就需要教师强化对科学教学内容的解读，梳理并把握教材知识逻辑，聚焦科学核心知识，确定高价值的学习项目。

《光是怎样传播的》一课，学生在三年级学习过影子形成的条件，了解了光源的概念，已经具有一定的知识储备。但学生对影子形成的原理并不了解，具有探究意愿。从教材上分析，教材将本课教学与上节课教学有机结合，意在引导学生将光的传播特点与声音的传播特点进行比较，引导学生借助既有经验展开辨析活动，引发学生认知冲突，进而推测光的传播特点。根据教材编排特点，本节课的核心知识是光的传播特点，通过探究光的传播特点，引导学生揭开光是怎样传播的。围绕本节课核心知识，我提炼的学习项目是“将你带进我的世界”。项目学习的具体要求是探究光的传播特点，再利用光的传播特点，让幕后说话的人进入我们的世界，出现在我们眼前。

学习项目提炼时，要紧紧围绕教材核心知识，以此将多个知识点进行关联。同时，学习项目又要与教材内容保持高度一致，让教师的教学设计和教材编者意图有机对接，以提高小学科学项目式学习效能。

二、尊重客观规律，设计问题链条

问题是促进项目式学习的有效方式，问题要产生显著的驱动效果需要尊重客观规律，包括科学学科发展规律和学生认知规律。问题设计要尊重学生认知规律，要以一个真实世界中的情境为出发点，并与科学学习内容和项目活动有机关联，持续推动项目进程，并引领学生根据探究学习目标循序渐进地进行实践，在持续思考中激活深度思维，在获取富有创造性的成果中，培育和发展创造性解决问题的能力。

《光是怎样传播的》一课围绕“将你带进我的世界”这一学习项目，我设计了主问题：光是怎样传播的？如何利用光的传播特点将幕后的“你”带进我的世界？围绕主问题，我又设计以下几个子问题，形成有机的问题链条。

问题1：我们为什么能够听到幕后人的声音却看不到他的人？这一问题设计的目的在于引导学生调动声音传播的学习经验，猜测并探索光的传播特点，为项目式学习提供经验支持，引发学生认知冲突。

问题2：为什么只能看到学生黑影?猜测一下光是怎样传播的？结合教材实验方案验证你的猜测。这个问题设计的意图是引导学生从光的传播现象进入光的传播本质，先提出自己的猜测，进而开展实验操作活动，引导学生在实验中自主建构。

问题3：通过实验，你发现光的传播有什么特点?怎样才能在让幕后的“他”来到我们的眼前？试着设计一个实验方案并试一试。这个问题给学生创造了实践运用的机会，驱动学生运用光的直线传播特点解决问题，完成项目任务。

问题4：光的传播特点在生活中具有怎样的运用意义？试着提出一个创造性构想。这个问题对教材和学习项目进行了延展，引导学生将学习视野转向生活，发挥创造力解决生活中的实际问题。

三、创设教学情境，激发学习动机

科学是人类不断实践的产物，科学的发展离不开现实场景。小学科学项目式学习应根据科学的学科特点创设教学情境，激发学生学习愿望，调动学生的自驱力，吸引他们主动参与进来。教学情境创设应综合考虑多重因素，要与科学教学内容有机结合，让情境有助于项目式学习的开展；教学情境还应考虑学情，尽量选择学生熟悉、感兴趣的情境素材，将情境素材有机组合，让学生对项目式学习产生兴趣，最大限度地激发学生的学习潜能。

《光是怎样传播的》一课，情境创设时进行结构化设计，将现实情境和媒体情境有机结合。现实情境采用场景建构法，让一名学生隔着幕布发出声音，然后让班级学生猜猜他是谁。结合创设的现实情境，我提出第一个问题：我们为什么能够听到幕后人的声音却看不到他的人？学生不难答出：听到声音是因为声音借助空气进行传播，不能看到幕布后的学生，是因为幕布的遮挡。

在创设现实情境基础上，我又借助多媒体创设第二重情境，展示生活中光传播的图片，包括阳光穿过云层、舞台的聚光灯等。借助创设的问题情境，我提出第二个问题：结合这些现象，再想一想为什么只看到学生的黑影?猜测一下光是怎样传播的？结合教材实验方案验证你的猜测。

两重教学情境突出了学生的主体地位，给学生创造参与情境创设的机会。通过听声猜人游戏活动激发了学生学习兴趣，引起学生思考；第二重情境则从现实情境向生活情境转变，扩展了情境展现的内容。通过生活中的光现象从特殊走向一般，进一步激发了学生的深度思考，让学生产生强烈的探究愿望。

四、组织探究活动，落实项目式学习

科学作为一门自然学科，科学知识的获得和学生科学素养的培养离不开活动支持。活动是深化学生体验的基本途径，也是促进问题解决、推动项目式学习走向深入的现实诉求。探究活动设计应紧扣设计的问题链条，不断创新探究活动形式，确保探究活动形式与活动内容高度一致，与学生需求有机对接，让学生的探究热情得以维持，为项目式学习提供源源不断的内在动力。《光是怎样传播的》一课，在学生提出猜想的基础上，我重点设计了以下探究性学习活动。

（一）小组实验

实验采用小组合作的形式，各个小组深入解读教材，把握教材实验操作的基本目的和实验操作流程。为了更好地引导学生开展科学实验，我给学生提供了一个微课。结合教材和提供的微课，再出示实验材料。各个小组设计与策划实验，实验前进行组间交流，包括实验的基本操作流程和实验中的注意点，各个小组提出意见并进一步完善实验方案。最后，各个小组独立完成实验操作，做好实验记录，撰写简单的实验报告。

（二）成果汇报

各个小组结合科学实验展示实验成果，主要针对实验前的猜想进行汇报。在成果汇报过程中，为了进一步扩大学生实验过程中的发现，我又针对学生的汇报提示重点问题：纸屏上的光斑在卡纸上移动前后有什么变化？这个现象如何解释？通过成果汇报，明确光是沿着直线传播的。

（三）深度比较

结合成果汇报活动，学生再围绕声音的传播和光的传播进行比较学习。为了促进比较探究，我让各个小组再设计一个声音传播的实验，让学生了解声音可以在固体、液体和空气中传播。通过比较探究活动，促使学生的科学知识融会贯通，科学素养也在系列化探究活动中得到较好培养。

五、设计跨界问题，引发学习创造

新课程标准突出学科的综合性和开放性，科学项目式学习应根据新课标理念进一步拓展课堂教学空间，设计跨界问题，促进不同领域、不同学科之间的融通，让科学教学向更加广阔的生活空间延展。跨界问题设计需要打破课内和课外的界限，引导学生进一步放开思维。同时，教师应基于生活之源，连接课堂和学生生活，给学生提供创造性学习的机会。《光是怎样传播的》一课，跨界问题主要包括以下两个方面：

问题1：怎样才能让幕后的“你”来到我们的眼前？结合光线直线传播的特点，设计一个方案让幕后的“你”出现在我们的眼前。结合设计的方案，绘制光线传播图。为了促进学生问题解决，我给学生提供了“光的反射”知识链接：光的反射是一种光学现象，是指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。结合链接的资料，学生很快想到借助镜子成像和反射现象。通过跨界问题的设计，引导学生突破科学教材的束缚，向更加广阔的知识领域扩展，激发了学生创造潜能。

问题2：光的传播特点在生活中具有怎样的运用意义？试着提出一个创造性构想。基于小学生的认知水平，我同样借助一段链接资料，包括光的直射、光的反射、光的折射和光的散射概念和相应的现象、应用案例等，引导学生开展创造性学习活动。跨界问题设计时，指向科学实践与运用，将科学学习和学生生活有机结合起来。跨界问题设计时，又充分考虑学生学情特点，给学生自主学习提供必要的支持。学生了解了光的几种现象，既丰富了知识，又给学生创造性学习提供了支持，让学生具备开展创造性学习的机会。

总之，作为一种重要的学习方式，解决真实情境中的真实问题，实现深度学习和获得学习力的持续发展，培育核心素养是项目式学习的目标。教师在实施项目式学习时，应将项目式学习和问题有机结合起来，让项目式学习建立在问题探究基础上。这样既可以提高科学课堂教学内容的集中度，让课堂教学形成一个有机的整体，又能发挥问题的驱动作用。只有这样，项目式学习才能在问题驱动下深入开展，让所有学生完成具有创造性、开放性的问题解决活动，从知识建构走向知识迁移，让科学问题探究成为学生科学素养发展的有益滋养。