PBL视域下问题驱动式科学活动设计

摘要：通过设计PBL视域下的问题驱动式科学活动，明确教学目标、激发主动学习、培养实践能力。在强化问题驱动过程中，注重问题的情境性、学生的主体性、思维的逆向性，培养学生科学素养。

关键词：PBL;问题驱动式;科学活动;小学科学教学

中图分类号：G623.6 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2022）06B-0049-03

小学科学教学的总目标是全面培养学生的核心素养，随着《义务教育科学课程标准（2022年版）》的出台，科学核心素养有了更明确的定义，课程目标也不断完善，不仅要求学生掌握科学本质，还要求学生形成思维、探究、实践等能力以及正确的价值观和社会责任感。

项目式学习即PBL的学习方式，主张设计驱动性问题激发学生思考，引导学生在已有认知和经验的基础上自主学习、解决问题。项目式学习在改变学习方式的同时，还能将科学、技术、社会与环境有机融合，是培养学生科学核心素养的重要途径之一。

一、问题导向：明确教学目标

“导”即为“引”，问题导向，就是以问题为指引，基于目标设计问题，学生在学习活动中思考的方向与工具的选择等都与“问题”本身的指向息息相关，任务非常明确，教学在重难点突出的同时，也避免了浪费时间。

以“形状与结构”的科学活动设计方案为例，可以设计这样的问题：利用一张A4白纸，你有办法让它承受一本书的重量，并且让书离桌面15厘米以上吗？学生分组讨论，设计各种方法，并且一一验证，发现只要将纸卷成筒状或柱状，就能承受一本书。也就是改变了纸的形状，增加了承受力。那么怎样的纸筒能承受更多的重量呢？学生很明确，要卷不同形状的纸筒进行对比，在对比中发现为了公平，除了形状，其余因素都需保持一致，形成控制变量的思想。一个指向性非常明确的问题就足以成为引线，引导学生经历“提出问题—分析问题—制定方案—探究实践—解决问题”的过程，激活原有认知，建立新旧知识间的联系，形成知识的建构与转化，完善概念。

二、问题驱动：激发主动学习

问题驱动学习[1]，学习就是从问题开始的。什么样的问题能成为驱动性问题，激发学生主动学习呢？笔者认为需要满足以下要求：

（一）注重问题的情境性

情境指具体场合的情况、环境、事件等，具有很强的具体性和场域感。在问题设计中融入生活情境，能引起学生情感、兴趣、精神等方面的共鸣，让“情”与“景”有机融合，对调动积极性、活跃思维有着不可替代的作用。例如：在探究水的导电性项目中，设计这样两个问题：1.水会导电吗？2.有这样一则社会新闻：海南突降暴雨，一学生在蹚水的时候路过电线杆，突然触电倒地，幸好经抢救后脱离生命危险。新闻中的学生为何会在水中触电？作为驱动式问题，这两个问题哪个更合适？很显然是第二个问题。第一个问题指向性比较单一，学生的答案基于其已有认知，且指向比较单一。第二个问题利用真实生活中发生的事件，能吸引学生注意，还能让学生启迪思维，思考多种可能性。丰富生动的情境问题，引发学生情感共鸣，让学生先感受后表达，挖掘大脑的潜在能量，可以获得比传统教学更好的教学效果。

（二）注重学生的主体性

在问题驱动式科学活动设计中，体现学生的主体作用是方案设计的基本要求。学生是学习活动的主体，只有激发内部驱动，想要探究，才能发挥主动性与能动性，我们的问题设计就需要能“吊出”学生的好奇心，当然，问题的解决也要符合学生能力水平。

以小学科学“冷热与温度”的方案设计为例，首先“冷”“热”本身是自然中对热量的传递过程所体现的一种衡量方式。对学生而言，“冷”与“热”本身并无太大的趣味性，也缺乏对其进一步认识的动力，如果换成这样的问题就不一样：当你发烧时，为什么忽冷忽热？冷的时候体温高，还是热的时候体温高呢？体温的变化是学生生活中常见的一种冷热感知方式，同时也是已知的一种科学尝试，所有人都有发烧的经历，但却没有思考过这样的問题，肯定好奇，想一探究竟。以“体温”的变化入手探究问题，既激发了学生的探究热情，也符合学生的基本知识能力。要发挥学生主体作用，教师就必须联系学生在现实中的生活经验，精心创设问题情境，并从易于激发学生学习热情的方向着手，加强科学活动设计方案的“驱动力”。

（三）注重思维的进阶性

思维是人类大脑在解决问题中运用分析、综合等方式的一种心理活动，低阶思维强调知识的记忆、描述，对问题的把握是定式的，缺乏发散性和批判意识。高阶思维强调分析、综合、评价等认知能力，驱动性问题的设计要引导学生从低阶思维向高阶思维发展，即思维进阶。

以“空气中有什么”科学活动设计为例。根据实验步骤完成实验后提问：通过实验，你发现了什么？这是什么气体？阅读资料，说一说空气主要由哪几种气体组成？每种气体的比例及性质是怎样的？很明显，以上问题都是能直接找到答案的事实性问题，只要学生去观察、阅读就行，没有思维的发展和进阶。如果设计这样的问题：某品牌薯片，厂家为保证安全性，没有放入防腐剂，而是在袋中充入了某种气体，同样可以达到延长薯片保质期的目的，请问可能是哪种气体？为什么？这个问题就是一个开放性问题，它不仅需要学生查阅资料，寻找信息，还需要提出观点、对比分析、推理论证。

前一个事实性问题是后一个开放性问题的基础，要解决这个开放性问题，仅仅知道空气的主要成分及性质还不够，还需要考虑食物变质的原因，影响微生物生长繁殖的因素以及食品安全、经济效益等。好的驱动性问题能在激发学生好奇心与求知欲的同时，促进知识的运用与迁移，引发求异思维，对学生的主动学习有着巨大的促进作用。

三、问题探究：培养实践能力

在提出好的驱动性问题后，还需要设计项目式学习活动，让学生亲身经历动手动脑的探究实践过程，学会知识的运用、迁移，能够综合、分析信息，从而解决问题，在此过程中树立正确的价值观和科学态度、社会责任感，促进实践能力的发展，为学生的终身学习奠定基础。

比如，在工程与技术领域，需要各学科相互渗透，交叉融合，我们需要设计实践性的项目学习任务，让学生经历“发现问题—创意方案—筛选条件—优化设计—加工制作”的过程，而不是简单地根据步骤完成作品或实验。在探究过程中，培养学生的实践能力。通过各项目活动锻炼学生的口头表达能力、信息整合能力、动手操作能力、反思创新能力。

仍以“探究水的导电性”项目为例（见表1）：

从上表可以看出，常规教学流程中，学生只是按部就班，看似在探究，只有简单的机械的操作，浮于表面，完成任务而已，缺乏科学核心素养的发展。而在实践性的学习中，我们将生活中的情景引入主题，再利用驱动性问题引发思考，进行实验探究，并融入技术与工程领域，设计制作水位报警器，在评价中反思、优化，产生新的问题，在问题探究中，提升实践能力，驱动下一轮项目式学习。

项目化学习中的实践不只是动手操作，而是要知、行、思合一，需要学生在了解科学本质时，带着思考去解决某一问题，是动手动脑的过程，是发展学生实践能力的有效方式。

参考文献：

[1]夏雪梅.项目化学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京：教育科学出版社，2018：53.

*本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点自筹课题“小学科学‘问题四驱’教学模式的实践建构”（B-b/2020/02/05）研究成果。

收稿日期：2022-01-11

作者简介：沈丹，常州市武进区星河实验小学分校，常州市教学能手，主要研究方向为小学科学教学。