基于概念建构的学科项目化学习策略

李松叶

[摘 要]在科学课堂中，对科学概念开展项目化学习，首先要遵循项目化学习规律“确定核心概念—预设项目化学习成果—提出驱动性问题—设计认知程序”进行教学设计，然后按照项目化教学程序组织课堂教学，即“创设问题情境，认识核心概念—结合生活情境，验证核心概念—利用驱动性问题，探究核心概念—解决实际问题，应用核心概念”。在科学教学中引入项目化学习，既能满足课程拓展的需求，又可以确保学生的主体地位。

[关键词]小学科学;项目化学习;概念建构;驱动问题

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2022）12-0078-03

当下，学校项目化学习逐渐从超学科拓展项目化、跨学科综合项目化回归基础学科项目化。但是，不少教师认为学科项目化是系统建构学科大概念的学习，它适用于单元知识网的建构。如果在单课时的教学中针对科学概念运用项目化学习，不仅浪费时间，而且大材小用。然而，任何概念性知识的学习，都应该是本质概念的再建构过程，是训练学生思维在情境迁移中灵活转换的过程。因此，在课堂教学中开展项目化学习是必要的，也是可行的。

课堂项目化学习的设计包括四个环节：确定核心概念—预设项目化学习成果—提出驱动性问题—设计认知程序。其中，认知程序就是课堂教学实施过程，也包括四个环节：创设问题情境，认识核心概念—结合生活情境验证核心概念—利用驱动性问题，探究核心概念—解决实际问题，应用核心概念。

下面，通过几个教学案例，具体谈谈如何在课堂教学中针对核心概念知识开展项目化学习。

一、确定核心概念

项目化学习的设计不是从项目或活动开始的，而是要寻找与这个项目化学习相关的概念及知识和技能（包括学科以外的知识与技能）。因此，教师应引导学生将概念及其子概念、具体的事实性知识、程序性知识建立联系，这种联系将直接决定项目化学习的质量。

（一）单概念转化

单概念转化，指在基础学科教材中针对每一课的单一概念进行项目化学习设计。在寻找核心概念的过程中必须明确学科知识、技能目标，结合科学课程标准中的概念分级体系，确定核心概念。

下面，以教科版小学科学教材四年级上册第三单元《运动和力》的第2课《用气球驱动小车》的教学为例。依据小学科学课程标准中的概念体系和教材单元、课时目标要求，确定课时探究的核心概念是反冲力;明确课时目标是让学生在情境中认识反冲力的特征，验证反冲力的规律，利用反冲力的原理解决实际问题，在思维训练过程中建构反冲力的科学概念。

（二）双概念优化

双概念优化，指项目化学习可以利用自身整合的优势，将多个课时的信息内容进行整合，达到最优化的教学设计。

下面，以教科版小学科学教材五年级上册第三单元《计量时间》的第4课《机械摆钟》、第5课《摆的快慢》、第6课《制作钟摆》的教学为例，谈谈如何应用项目化学习进行整合设计，完成单课时的双概念优化设计。依据科学课程标准中的概念体系和教材单元目标、课时目标要求，上述三课的概念目标有两个：（1）单摆具有等时性;（2）摆的快慢与摆长有关，摆越长，摆动越慢。在这两个概念目标中，前者是单元总目标“物体有规律运动可以计时”的一部分，后者是探究摆的要点。因此，教师可利用项目化学习整合的优势将这三课内容合并探究，且探究的重点可落在影响摆动快慢的因素上。

（三）多概念重组

多概念重组，指在基础学科教材单元综合训练课（一般为单元的最后一课）中，通过项目化学习复习单元知识，进行综合拓展训练。项目化学习一般采取发散式网状结构，设计成单元系列，由中心概念到子概念进行探究学习。在进行单元知识概念复习或中心概念拓展应用训练时，也可以采取集中式网状结构，利用项目化学习整合的优势，将单元知识概念进行再建构。

下面，以教科版小学科学教材五年级上册第三单元第7课《计量时间和我们的生活》的教学为例，先看看单元核心概念和每课的概念目标要求。如下表：

以上目标概念都指向一个核心概念：计时工具的等时性。因此，在《计量时间和我们的生活》項目化学习设计中，教师首先可以采取单元集中式网状结构，利用项目化学习整合的优势，引导学生从多概念中归纳出共性，寻找核心概念的等时性（有规律运动的装置可以用来计量时间），然后围绕等时性，引导学生回到生活中进行应用探究，从而达到建构知识、训练思维的教学目标。

二、预设项目化学习成果

项目化学习一般以成果为目标激励学生探究。也就是说，教师在上课之前要让学生胸有成竹，课上引导学生把“胸中的竹子”完美展现出来。

上述《用气球驱动小车》一课围绕反冲力预设了所要达成的三项成果，如下表：

又如，教科版小学科学教材五年级下册第三单元《时间的测量》的第6课《摆的探究》，预设的项目化学习成果有三个：一是小组制作一个单摆;二是小组设计探究影响摆的摆动快慢因素的方案;三是小组制作一个摆钟，要求1分钟摆动60次。

三、提出驱动性问题

项目化学习的突破口是设计驱动性问题，也叫挑战性问题。首先，创设真实的问题情境。真实的问题情境可以是生活中的现实，也可以是模拟的生活情境。在真实的问题情境中，学生所学的知识和技能是真实的，运用的思维方式是真实的，解决问题的思路是可以迁移的。其次，设计具体的驱动性问题。驱动性问题既指向本质性问题，又指向学生的生活情境;既具有探索性，又具有趣味性、挑战性。学生通过解决驱动性问题，实现对知识的建构、素养的提升。

进行项目化学习，驱动性问题是教师、学生、教材联系的中枢，是探究核心概念的切入口。问题因情境而生，情境依问题而存。因此，创设问题情境是提出问题的关键。上述《用气球驱动小车》一课的核心概念是反冲力，教师以游戏和魔术创设情境。如小游戏“让气球入座”：将气球吹大后瞄准座位放飞，气球像孙大圣一样，翻着跟斗飞走了。学生瞄准时就已经在猜测气球向什么方向喷气，会怎样运动。又如，小魔术“降伏孙大圣”：将气球吹大后在掌心放飞，结果气球怎么也飞不出手掌心。在这个过程中，学生能感受到气球喷气时对手掌的推力。然后教师提出第一个驱动性问题：“气球没有翅膀，怎么能飞起来呢？”学生根据自己的观察和体验，在思考这一问题的过程中，对反冲力有了初步的认识。

在验证气球可以驱动小车向不同的方向运动这一环节，教师先给学生设置小气球、小喷气口、车身重量等条件。学生发现小车运动的速度慢，距离短。此时，教师顺势提出第二个驱动性问题：“怎样才能让小车运动的距离更长些呢？”学生根据实验迫不及待地提出解决的办法，然后分组选取一个因素进行实验。于是，学生顺利突破难点，完成课程探究任务。接下来，教师组织学生开展小车改装比赛，并提出第三个驱动性问题：“‘学科学，用科学。’那么，怎样才能让气球乖乖地回到座位上呢？”学生又回到游戏情境中，利用反冲力的原理解决实际问题。

在上述《摆的探究》一课的教学中，教师主要通过创设故事情境，提出驱动性问题。

1.故事导入，提出驱动性问题

师：在17岁那年，意大利科学家伽利略在教堂看到悬在天花板上的吊灯随风晃动，就好奇地数着吊灯摆动的次数，发现它很有规律。于是，伽利略深入思索：“吊灯在一定时间里摆动的次数是固定的吗？其他悬挂的物体在同一时间摆动的次数都和吊灯一样吗？为什么呢？”

2.制作单摆，发现问题

（学生分组根据提供的材料模拟吊灯，制作单摆，验证驱动性问题）

（1）每个单摆测试三次，看摆动的次数是否相同

（2）小组交流，看各小组单摆的摆动次数是否一致

（验证结果，发现问题：每个单摆的摆动次数是固定的，但不同的单摆的摆动次数不同）

3.提出问题，设计方案

师：各小组的单摆的摆动次数为什么不同呢？影响单摆摆动快慢的因素是什么呢？

（教师引导学生从摆的长短、摆锤的重量、摆的幅度三个因素中，选择一个设计实验方案）

4.再入故事，制作摆钟

（1）故事驱动，布置任务

师：伽利略被誉为“近代物理学之父”和“钟表之父”，他发现单摆等时性的规律是制作摆钟的基础，但遗憾的是在摆钟发明之前，伽利略逝世了。今天，咱们要完成伟人未竟的事业，制作出1分钟摆动60次的摆钟，你们有信心吗？

（2）概念应用，制作摆钟

（3）竞赛测试，检测效果

四、设计认知程序

依据学生认知规律和项目化学习的特点，可将《用气球驱动小车》一课的教學分为四个程序。如下：

1.情境导入，感知核心概念

（1）小游戏：让气球就座

（2）小魔术：降伏孙大圣

（3）小视频：观看“钻天雷”“水上喷射器”“火箭发射”的视频（感受物体喷火、喷水、喷气飞行的场面）

2.观察实践，验证核心概念

驱动小车向不同方向运动：验证反冲力的方向与气球喷气方向相反的原理。

3.设计实验，探究核心概念

探究影响小车运动距离的因素。

4.解决问题，应用核心概念

（1）小车改装驱动比赛（重点解决车身轻重、喷气量多少、喷气口大小三个问题）

（2）解决游戏中的问题（重点解决固定气球喷气方向的问题）

学生在游戏或故事情境中发现问题，认识概念，再回到游戏或故事的情境中验证概念、解决问题，有效地进行能力迁移，使核心素养在潜移默化中得到提升。

总之，在科学教学中引入项目化学习，既能满足课程拓展的需求，又可以确保学生的主体地位，努力改变学生的学习方式，提高学生的学科素养。

（责编 杜 华）