基于PBL模式的初中科学实践活动设计与实施

2022-05-30朱曙明

教学与管理(中学版) 2022年9期

摘要以形成学生初中物理、化学、生物和科学学科核心素养为背景，以真实的问题和提供的真实材料为研究载体，依托校本课程，开展基于PBL学习模式的初中科学实践活动，研究提出可行、可操作的科学实践活动设计与实施策略，以期为实施初中开放性科学实践活动提供新的思路和方法。

关键词 PBL模式科学实践活动 “双减” 跨学科项目化活动课程标准

朱曙明.基于PBL模式的初中科学实践活动设计与实施[J].教学与管理，2022（25）：57-60.

2017年9月，教育部印发《中小学综合实践活动课程指导纲要》，提出综合实践活动是从学生的真实生活和发展需要出发，从生活情境中发现问题，转化为活动主题，通过探究、服务、制作、体验等方式，培养学生综合素质的跨学科实践性课程;2019年中共中央、国务院印发《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》，提出探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化、合作式学习;2022年4月教育部印发《义务教育课程方案（2022年版）》，提出各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习，加强学科之间相互关联，注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力[1]。实践活动以“做中学”“问题导向、任务驱动”作为教学的主要方式，基于学科开展，具有综合性、实践性特点。

本文基于教育部提出的综合实践活动教学改进项目的研究，思考如何设计科学实践活动，如何在实践活动中推进科学类学科10%课时跨学科主题内容，让90%课时学科知识在实践中得到延伸、综合、重组与提升，培养学生跨学科的问题解决能力，为实施科学实践活动学习提供新的思路和方法。

一、科学实践活动教学的现实问题

1.课程目标与活动现状的矛盾

课程目标是学生学习过程中的具体目标，遵循国家课程标准而制定。2015年9月，北京市初中开放性科学实践活动课程正式启动，促进了科学课程的发展。但对北京市初中开放性科学实践活动现状进行调查发现，无论是学生自主选课到资源单位学习，还是资源单位送课到校，都存在安全教育不到位、资源单位内部不规范、考核评价体系不健全等问题[2];校内实践活动存在活动内容零散杂乱、形式单一、活动程式化、评价量规形同虚设等现象，这些现象容易导致科学结构和知识的失衡等问题。因此，在《义务教育课程方案（2022年版）》实施背景下，如何平衡好课程目标与活动任务之间的关系，是有效实施实践活动教学的重要基础。

2.“双减”与“增效”的矛盾

现阶段学校科学课程现状是，学校没有配备科学专业背景的教师，且科学不作为一門课程纳入正式课表中，某种意义上科学教育是一种点缀。学校为完成市区级实践活动课要求，学校每学期统一安排时间，集中上3～4节实践活动课，或者物理、化学和生物教师把活动实践性特征明显的教学内容转化为实践活动课，草率地完成上级要求。表面上是减轻了教师和学生的负担，实质上为内在的科学技能迁移留下空白，导致学生科学素养的缺失。因此，如何改进设计实践活动，在真正意义上实现“双减”的同时还能“增效”，促进学生跨学科学业能力的迁移与提升，值得我们深入研究。

二、基于PBL模式的科学实践活动设计

遵循怎样的设计原则能使科学实践活动促进科学教育教学改进呢？PBL是以问题为基础、项目导向式（Problem Based and Project Organized Learning）的学习模式，它以问题中心作为基本的教育理念，通过项目来组织学习内容。因此，须将PBL学习模式与科学实践活动特征相结合，设计出跨学科、真实、整体、开放的科学实践活动。

1.构建跨学科活动设计方案

国外跨学科实践活动研究较早，比如美国的STEM课程[3]、芬兰的现象教学[4][5]、瑞吉欧教育体系中的“方案教学”[6][7]和奥尔堡大学的PBL课程[8]，均对跨学科主题活动研究较早，积累了一些经验;国内中小学实践活动“跨学科”学习经验不足，活动往往表现于形式，只是将不同学科知识进行简单拼盘，“虚跨”“假跨”问题突出。

跨学科活动应依托某一主要学科知识，关联其他学科知识，将不同学科知识模块化，通过整合知识点，设计以问题为核心的活动组织，通过具体的项目任务有机串接起来，引导学生学习进程，形成结构化的实践活动课程，提高学生跨学科的问题解决能力。

同时，跨学科活动设计应遵循“减负增效”原则。它应成为学科教学的有机组成部分，既要有所学知识的应用，也要有新知识的建构，也可以与其他主题一体化设计，将形成的实践活动学习经验迁移到其他的主题活动中进行问题解决，发展学生的核心素养。

2.设计真实的科学实践活动项目

活动聚焦“真”问题，倡导“做中学”“用中学”“创中学”，注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力，即关注用到哪些科学知识、工程与技术实践技能，发展学生哪些核心素养。

项目内容涉及社会调查、科学探究和创新制作领域，既有学科拓展课例，又有综合实践活动课例。课题组基于PBL模式的科学实践活动研究的部分主题（见表1）。

3.整体规划科学实践活动内容

尽管项目化活动有别于学科课堂教学，但应该整体考虑，系统设计活动方案，防止知识的碎片化和活动设计的结构性失衡等问题产生。通过以下措施设计科学实践活动。

（1）关联义务教育课程标准

2022年4月，教育部印发《义务教育课程方案》，提出各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习。参考《义务教育课程标准（2022版）》物理、化学和生物等科学类学科中跨学科主题内容，结合地域特点，开发项目活动案例，避免活动设计的随意性。

（2）形成联合教研的态势

组织科学类学科教师进行联合教研，综合研究不同学科课程标准的性质、目标和内容框架，加强学科之间的联系，构建知识、技能与核心素养的目标框架，更有利于促进科学类学科跨主体教学改进的目的。

比如，学校三层教学楼与实验楼之间连廊在夏天温度过高，教师和学生经过连廊时，感觉像蒸桑拿一样，项目组针对此现象，设计“桑拿连廊”项目进行研究，依据课程标准，制定项目目标和项目任务（见表2）。

4.创新开放性的科学实践活动形式

如何设计开放性实践活动？应在课程目标体系内，聚焦“真”問题，提供学生更自由的时空、资源和实践平台，挖掘学生本能，主动研究。比如：自愿组建项目组，自主选择项目主题;联结学校内外资源，可延伸到家庭、社区和社会资源;求助家长、专家及社会专业人士解决问题;远程协同的线上项目学习和线下学习活动的设计与组织两种方式弹性实施项目;向学校申请经费购买材料，设计和改进项目;成果形式多样化，如论文、PPT、物化作品和设计产品等;评价方式多元化，可通过作品展示、创意展示、演讲辩论、纸笔问答等多种形式进行评价等。

三、基于PBL模式的科学实践活动实施策略

传统科学实践活动容易出现学习动力不足、课堂涣散、活动目标难以达成等问题，可通过以下措施优化活动实施方案。

1.构建实践活动框架

项目组如何管理项目进程，项目导师如何组织和指导项目组开展活动，系统化的科学实践活动实施方案将促进项目目标的达成。基于PBL模式的初中开放性科学实践活动框架（如图1），其中调查研究是通过调查校内和校外科学实践活动课程开设的现状，确定研究核心问题，通过梳理国内外文献相关研究，确定科学实践活动研究主题的生长点和创新点;设计方案依据科学类学科课程标准2022年版，联合不同学科教研组动态教研，形成结构化的实践活动方案;科学实践活动构建从两个维度展开，即活动设计和活动实施，活动设计聚焦“真”问题，联结学校内外资源，设计项目活动方案，活动实施采用线下学习活动的设计与组织和线上远程协同的项目学习两种方式弹性实施;研究成果是形成科学实践活动设计与实施的策略，开发PBL项目主题案例，撰写论文，物化成果。科学实践活动以行动研究为主，理论研究为辅，边研究边实践边调整。

2.制定项目技术路线

活动内容设计基于学生可持续发展的要求，设计长短期相结合的主题活动，遵循一学年一年级一大主题，一学期一项目组一小主题原则，构建科学合理的活动主题序列，项目主题实施的技术路线（如图2）。

3.撰写项目管理日志

在执行项目过程中，发现少数项目组存在合作意识淡薄、相互推诿工作任务的问题，或者因项目实施时间跨度较长，导致项目任务重叠现象，影响项目进展。因此，项目组推荐一位成员负责填写项目日志，记录项目研究内容、活动进度、实施效果及未解决的问题等，以推进项目按计划进展。

4.动态联合教研内容

项目化跨学科主题设计，以某一学科知识为主，关联其它学科知识。因此，不同学科教师联合形成动态教研的态势，讨论项目进展方向和研究内容，制定项目指导方案;项目组均可求助不同学科导师进行线上或线下指导，从而解决问题。

四、科学实践活动设计的总结与反思

项目化学习是科学教育改革的重要学习方式，与传统的科学实践活动设计相比，PBL活动设计有明显优势（见表3）。

但是，项目主题活动容易出现重经历轻知识、知识的碎片化和活动设计的结构性失衡等问题，我们一定要警惕这类现象发生。

本文重点梳理了项目化科学实践活动设计与活动实施的策略，值得注意的是，项目立项时，应从可行性、可操作和系统性三个维度评估项目主题，设计项目目标、研究内容、研究路径，预设项目研究成果。

《义务教育课程方案（2022年版）》指出各门课程设置不少于10%课时跨学科主题学习内容，希望本文提出的项目主题活动策略可为跨学科主题学习提供参考。

参考文献