利用网络资源组织海绵城市项目式学习

唐菲

教育学指出教学方法要直观、具体、有趣，这些方法容易将抽象的事物转化为学生能够理解的、易于掌握的知识，这样能够在提高课堂效率的同时加深学生的印象。信息技术凭借其丰富的资源库、方便易获取的感官体验、节约课堂时间等特点逐渐取得了广大教师的认可。在以项目为中心的小学科学课堂，信息技术为学生的学习与创造提供了更加宽阔的舞台。

一、引言

2000年以来，我国大力推动信息技术发展，进行产业转型，这也极大地促进了教育信息化的发展，目前，中国已成为信息技术教育应用的全球前沿阵地。《义务教育小学科学课程标准》（2017版）指出，科学教师应能开发和利用网络资源，弥补现实教学的不足，促进小学生科学学习。由此可見，国家对教育信息化提出了更高的要求，对科学教师也寄予了更多的期许。教师在利用信息技术教学时，应创新教学模式、优化科学教学手段、解决科学教学上较难解决的问题、拓宽学生的科学知识面，以提高教师的教学效率。同时，信息技术一旦为学生搭建好平台，学生在课外也能顺理成章自己主动去探索。

二、项目式学习与海绵城市项目的界定

1995年《科学课》杂志先后刊登了德国安内莉泽·波拉克女士在中德自然常识研讨会上，通过“德国家乡常识课项目设计教学实例”的两篇翻译稿，介绍了项目教学法的价值及其在德国基础教育教学中的应用，项目式学习开始被引进我国。目前，项目式学习的研究在我国方兴未艾，呈上升趋势，成为教育界关注的热点问题。笔者在此采用巴克教育研究所的定义方法，即项目式学习是一套系统的教学方法，是对复杂、真实问题的探索，也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程，在这个过程中，学生能够掌握所需的知识和技能。

海绵城市是将自然途径与人工措施结合在一起，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透以及净化。例如德国某商业区的工程选择将收集全部屋顶雨水用于冲刷马桶，随后将剩余雨水储藏在渗水池内;市政道路与停车场雨水则用于土地截留与下渗到坑洼地段与沟渠。

笔者以海绵城市这个主题作为切入点，恰逢九月初，学生在新闻上目睹了“郑州暴雨”事件。2021年7月18日18时至21日0时，郑州普降大暴雨、特大暴雨，累积平均降水量449毫米，引发城市内涝、数百万群众房屋被淹，给当地群众造成了重大财产损失。这一话题引发了国内社会广泛的热议，加之开学期间苏州地区某日突降大雨，苏州媒体都对此进行了报道，有部分地势低洼的地区遭遇了小范围洪涝灾害，学生所在小区部分遭遇了此次汛情。这些发生在身边的事件容易引起学生的共鸣与疑问，借此机会开展项目式学习能够快速吸引学生注意力。

三、海绵城市项目式学习的实施

海绵城市课程实施整体思路分为四个部分：展现一座海绵城市;雨水的旅程;描绘一座海绵城市的构想图;搭建一座海绵城市。核心目标是使学生在课程学习过程中逐步构建起属于自己的有关城市给排水、生态建设的画卷，发现并解决一些在实践中遇到的实际问题。

（一）展现一座海绵城市

起始课程需要充分调动学生的兴趣以及探究的欲望，需要根据教学内容创设情境，以启发学生的思维，引导学生自己发现、感悟，以便让课堂有一个良好的开端。本课程是以社团的形式开展的，面向四五年级的学生，这部分学生在科学课以及在生活中积累了一些片段化的知识，对于综合的课题有着极强的探究兴趣。

笔者在课前导入时，在互联网上寻找了关于“郑州暴雨”以及灾难片中关于洪水的微视频，利用剪映App对视频进行整理与编辑，让学生感受到洪水灾害的可怕。学生被事件中地铁里竭力呼喊求救的人们所触动，向笔者提出了许多问题，诸如“为什么突然下这么大的雨”“为什么地铁的门打不开”等。这些问题与学生的生活实际有所联系，笔者鼓励学生进行讨论，并适时利用网络图片进行讲解。这些活动，激发了学生探究一座海绵城市的心理，为下一环节做好了铺垫。随后的课堂，笔者以Power Point作为讲解的载体，对现有的海绵城市的案例进行了介绍，如德国、瑞士、新加坡等国家的成功案例。为了让学生有更加真切的感受，我们以Google  Earth如图1。

软件为教学载体，其界面可以以图片的形式展现城市建设的全貌。笔者首先教给学生如何操作，再让学生自由观察案例的不同部分，探究设计建设的原理，学生的积极性较高。

（二）雨水的旅程

学生已在生活中积累了大量关于水的认知经验，比如水可以溶解物质、加热水时可以看见气泡等，这些知识是碎片化的。教科版科学三年级上册对水这部分内容进行了科学概念的转化，学生在课堂上已经逐步建立起了物质相互转化的概念。在本课程中，我们致力于探索水的变化给人类带来的影响。

在科学课程中，有一些知识比较深奥难懂，学生如果未亲身动手实验，就会很难理解。在本课程中，如果机械地重复科学课上的小实验，无疑激发不起学生继续探索的兴趣;再者，探究活动需要学生进行长时间、连续性的观察，而课程时间有限。为此，笔者试图探寻教育信息化与课程的结合。小学生对于交互性的游戏有极大兴趣，笔者在Ipad的应用中找到了这一款游戏《天气》如图2。

这是一款探究水的游戏，学生在这款游戏中学习并玩耍天气，与阳光、空气、水、温度、风和降雨一起玩，可以让天下雨、下雪，也可以制造一场大雷雨。在制造雨水、雪的过程中，学生完成了对旧知识的巩固，也由原来的课堂引发出了一系列新问题比如“为什么雨一会停，一会又下”“遇到暴雨的时候，古代的建筑是怎么抵御的”这些问题都反映着学生对新知的渴求。

（三）描绘一幅海绵城市假想图

小学阶段的孩子喜欢涂涂画画，笔者就此询问几位学生原因，他们的答案是“喜欢画画，因为可以陶冶性情”“画画会让我们的生活变得五颜六色、色彩斑斓，还会让生活变得更加美妙”……可见绘画对于学生是一项正向的喜爱的刺激。

学生在美术课堂选用的是马克笔、水彩等颜料，传统的绘画方式使得学生对于颜色的把控更加真实，纸张带来的轻微摩擦、晕染等触感能够培养学生手部感觉，而弊端是一旦画作形成，较难改正。为了突破这一短板，充分释放学生的想象力，笔者给每个小组提供了Ipad以及电容笔，利用Notability App进行绘画。这个应用中，学生能够纵情挥发色彩，提供的颜色种类丰富，粗细可调，画笔工具种类齐全，学生即使画错了还可擦拭，小组的创作热情高涨。

（四）搭建一座海绵城市

通过前面的课程，学生已经对海绵城市有了充分的理解，此时开展搭建海绵城市的环节，可以综合锻炼学生知识整合的能力。在海绵城市的幻想画课程中，学生已经可以列出城市的一些具体设备、构造，在搭建环节，能让学生将想象转化为现实，并认识想象与现实之间的差异。

笔者在此采用了市售的一套辅助性质的STEAM材料包，指导学生利用亚克力板、中控板、电机等材料搭建一个实体模型。在此过程中，学生需要完成搭建以及编程，使得搭建的模型智慧化，实现预期的功能。图形化编程软件drpai，利用了scratch的基本原理，使得编程简单，符合学生的年龄段特征。在编程过程中，学生不断遇到问题，但他们会通过寻求网络以及外界帮助来解决问题。学生在这一过程中，不仅提高了解决问题的能力，还极大地增强了自信心。在编程中与搭建模型时，不少学生提出了异议，比如“海绵城市的样品的最下层蓄水层，可以改动”“我可以改造房子，使房子自身能发电”“水层层过滤，能不能利用这一点安装一个发电机”这些奇思妙想突破了课堂，笔者鼓励学生去网上商城购买相应的材料来改装海绵城市。（图3为初步搭建完成的模型）

四、海绵城市项目式学习总结

本项目试图以海绵城市这个大概念为学生学习的锚点，提供必要的学习要素给学生，让学生在真实环境中自主探究、合作探索。在项目式学习中，我们结合最新的教育信息化技术，力求极大地激发学生主動探索的精神，将想象力转化为一定的成果。在这一过程中，学生的积极性被充分调动，并在实践中构建起了自己的知识网络。

在我国现代信息技术和各科课程教学相互结合的大环境下，广大师生拥有了更加广阔的平台与发展机会。在课程教学中，我们要熟练掌握不同的教育信息化 术，合理地利用网络资源辅助我们进行教学。在信息化的浪潮中，我们要调动学生的主观能动性，促进学生积极参与学习;要引导学生创新思维，培养学生的想象力，让他们在掌握科学教学内容的同时，借助科学知识来解决日常生活中遇到的问题，不断提升科学素养。