小学科学螺旋式探究项目在课后服务中的应用

江苏省溧阳市溧城中心小学 黄智磊

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）首次将项目研究作为符合本学科核心概念要求的科学学习活动。然而，常规教学中的项目研究在时间安排和容量调控上通常会遇到一定的困难，导致项目式学习出现不连贯或中断的现象。2021年，“双减”政策深入推进恰逢其时，义务教育开始实行“5+2”课后服务模式。基于项目研究开展小学科学课后服务教学活动既能更好地提升课后服务水平，增强服务吸引力，又能体现以单元主题为核心的融合跨学科概念。本文将以溧城中心小学“小哥白尼”科技兴趣社团实施的一系列逻辑完整的项目式学习为例，总结基于项目式学习的小学科学课后服务教学活动的实施意义和策略。

一、项目研究对小学课后服务科学教育活动的意义

（一）提升学校课后服务效能

课后服务已经成为中小学教育的关键点。以项目形式，利用多学科、跨学科知识解决实际问题的项目式学习显然能帮助小学科学教师更有效地开展课后服务科学教育活动，同时能够充分利用学校的教育资源，进一步丰富课外生活。《荀子》有云：“道虽迩，不行不至；事虽小，不为不成。” 学校在常规课堂教学之外，为培养学生的科学核心素养，促使学生理解跨学科概念，提升学生解决问题的能力，开设了“小哥白尼”科学兴趣社团课程，包含跨学科项目式学习。

（二）促进多元梯度活动构建

建构指向多元发展的项目研究活动，是指根据学生的知识经验和认知水平，设置既有科学性又有趣味性的学习内容，应注意活动的开展要由易到难，螺旋式递进，促进学生的科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四大科学核心素养的获得与发展，促使学生的工程实践能力螺旋式上升。

在教学中，教师应立足学情，将教材中单课或单元中具有内在联系的活动内容进行重组，针对社团活动实际过程中存在的问题，对其进行改进与完善，精心建构促进学生多元发展的有梯度的项目活动。以衍生自苏教版科学三年级上册第二单元“研究土壤”的项目式学习“制作肥料袋”一课为例，教师需要对整单元内容进行项目式重构，将教学路径调整为从“制作肥料袋”项目入手，让学生经历一个完整的项目化学习过程，引导其主动获取“土壤的成分”“土壤的类型”等相关科学知识，学会采集土壤样品并通过一系列实验研究土壤的组成，观察并记录土壤中的各种生物，最终以小组合作的形式共同制作肥料袋。具体设计思路如图1所示。

图1 “研究土壤”单元活动构建方案

（三）激发学生探究实践动机

阿特金森在“期望—价值”理论中提到学生的学习动机是影响他们学业成就的重要因素，而项目式学习能极大地激发学生探究实践的学习动机。特别是当教师正确地实施项目式学习活动时，学生会有很高的积极性，能够积极参与并高质量地完成复杂的工作。“小哥白尼”科技兴趣社团通过活动，开展了一系列的项目式学习，让学生摆脱了课堂学习的枯燥感，创造了不同的学习环境，这种学习环境对学生来说更有趣、更有吸引力，他们能够在教师创设的真实环境中逐步建立科学核心概念。

（四）增强科学思政育人实效

在科学新课标中，对“态度责任”这一核心素养有明确陈述，可定义为学生逐渐形成的科学态度和社会责任，与“树立基本的科学态度，具有正确的价值观和社会责任感”的总目标一致。笔者认为，小学课后服务科学教育活动里的社团课程也是渗透思想政治教育的重要渠道。例如，在“小哥白尼”科技兴趣社团的“体验人类采矿过程”一课中，教师通过组织学生完成项目书，逐步将一些常见日用品及其使用的原料矿物质进行配对，初步认识矿物是重要的生产原料。接下来，学生分组设计人类采矿过程的模型，了解人类采矿活动。学生通过项目活动深刻认识到矿物资源日益枯竭的状况，意识到矿物资源举足轻重，应加以保护，并做到合理开发、节约使用。

二、项目研究在小学课后服务科学教育活动中的实施策略

（一）项目研究的内容设计

1.不同学段的项目内容难度螺旋式递增

科学新课标明确提出，科学教学内容要由浅入深、由表及里、由易到难。因此，小学课后服务科学教育活动中实施的项目式学习也应该规划适合不同学段学生的、螺旋式上升的课程内容。

如“神奇的水”作为“物质的结构与性质”这一核心概念下提炼出的项目式学习主题内容，结合学生的真实生活，以课外拓展需求为导向，与课内知识联结，以“理解水是重要的物质”作为大概念设计项目，提出符合每个学段学生特点、螺旋式上升的内容要求。具体项目式学习内容难度设计如表1所示。

表1 项目式学习不同学段内容难度设计举例

2.结合科技竞赛发掘技术与工程项目

科技竞赛活动作为小学科学教育的重要一环，不仅是学校培养学生的参与意识、竞争意识，训练学生思维能力、实践能力、创新能力和解决问题的能力的重要阵地，更是提升小学生科学核心素养的关键途径。因此，科学教师可以结合不同类型的科技竞赛活动发掘出符合科学核心概念的技术与工程项目。本文尝试从各类科技竞赛活动中发掘相应的项目式学习主题。具体统计情况如表2所示。

表2 项目式学习主题一览表

（二）项目研究的支架搭建

1.设置问题链

问题链是学生自主研究项目的脚手架。因此，教师在规划项目式学习的问题链时要有全局意识，基于学生真实的生活创设情境，再依据各个不同发展区层次学生的整体学情统筹分析，注重知识的结构性和难易程度，循序渐进，力求帮助每一个学生投入主动学习中，使其认知水平拾级而上。

（1）基于学生真实的生活设计驱动性问题

项目式学习中，教师创设的情境就是学生进行探究、思考的环境，要贴近生活，联系学生的亲身经历，这样更容易让学生产生代入感，愿意主动学习。例如，苏教版科学四年级上册第二单元中“借助参照物判断物体是否在运动”一课，教师可以根据这一主题创设真实情境中的驱动性问题。

教师创设情境：小明和妈妈坐高铁去南京，刚上车就从车窗看到旁边轨道上对向驶过一辆高铁，小明对妈妈说：“我们出发啦！”听到后，妈妈笑了。你觉得小明说得对吗？

这一情境引发了学生的激烈讨论，教师组织一名学生在教室的窗外跑过，请教室内坐在窗边的学生说一说感受。学生通过简单的实践和讨论，首次体验了运动的相对性。在情境创设中，教师要考虑学生可能遇到的思维困难，尽量用他们学过的知识进行引导，尽可能激发学生去积极思考。

（2）围绕驱动问题建构项目问题支架

在项目研究过程中，教师需要尽可能抛给学生一系列相关且有趣的问题，围绕驱动性问题构建项目问题链，形成项目研究支架，持续不断地鼓励学生主动探索。例如，苏教版科学四年级上册第三单元“浮力”中要求学生通过观察、对比、实验等方式，明确改变物体沉浮状态的方法，从而理解潜水艇的沉浮原理。在常规的科学课堂教学中，学生在理解潜水艇沉浮原理时对知识的迁移有一定的困难，于是教师借机确立项目式学习主题“帮助小明制作一个钓鱼的浮漂”，并基于学生学情提炼出四个驱动性问题，梳理出解决问题所需的知识和技能（见表3）。

表3 “自制浮漂”驱动性问题一览表

2.组织研究团

小学中高年级实施项目式学习适合的团队人数为4人或6人。在项目式学习中，团队成员的异质性也是必要的。比如，项目团队应尽量男、女生混合，这是其一。再者，如果项目团队中存在不同学习水平的成员，成员间互帮互助，可促进成员思维水平的发展。笔者通过长期观察，学校课后服务 “小哥白尼”科技兴趣社团的固定成员由于接触了与自己年龄不同、想法不同且风格各异的人，与不同的人交流、合作拓宽了自己的视野，同时养成了尊重他人的态度，逐渐形成了包容、平和的性格。

3.提供信息源

项目式学习发生在学生的“最近发展区”，而不同学业水平的学生的“最近发展区”是不一样的。因此，在建构主义的视域下，教师若不及时给学生搭建资源支架，学生自主实现项目式学习就会有难度甚至不能实现，所以教师要为学生提供学习支持。学习支持是指在项目式学习实施中适时地为学生提供支持，除了上文所述的项目研究问题链构成的学习支架，还应包括资源支持。比如，教师可以提供相关视频、网址链接等帮助学生快速进入项目情境；提供查找资料、分析处理数据的设备和工具等，以便学生能够自主、高效地进行项目式学习。

（三）项目研究与信息技术融合

1.优化融合契合项目研究的信息技术

随着科技的进步，现代信息技术快速涌入学校，开始被教师接纳并带入课堂。白板、平板电脑等交互式设备的使用，打破了传统课堂上简单课件授课的模式，大量的人机对话、生生对话，逐步体现出学生的主体地位；智慧教学平台内嵌的虚拟实验室、各种信息传感器等先进技术的运用，突破了传统实验教学中因材料受限无法进行实验，或因实验具有危险性而不敢实验的困境，也让实验数据、实验结果立即呈现。以白板内嵌的“仿真实验”模块的使用为例，四年级学生在项目中拓展探究点亮小灯泡的不同连接方法时，可以通过仿真电学实验模拟简单的串联电路和并联电路。同时，虚拟电流也可以帮助学生想象电流是怎样流动的，更直观地帮助学生理解组成简单电路的条件。

2.精准选用适合项目研究的网络资源

智慧教学平台中教学资源丰富，外嵌资源的运用也相对灵活，能满足不同内容的项目研究进行设计和使用。以一节基于智慧教学平台的兴趣小组活动课——“庞大的‘家族’”为例，教师通过指导学生观察各种昆虫的VR模型，从而实现对昆虫的微观、精细化的观察，逐步发现、归纳出昆虫的共同特征。教师以昆虫关键特征的认识为本课的突破口，引导学生完成昆虫模型的制作，在“制作—反思—修正”的过程中，帮助学生建立昆虫的模型，掌握判定的标准，纠正认知偏差，形成清晰完整的昆虫概念。在学生掌握判断标准后，教师利用平台游戏模块精心设计教育游戏完成拓展活动，让学生巩固知识，并进行判断与解释。最后，学生依据昆虫的概念模型制作出实物模型，深化认知，完成了从“理”到“形”的输出。

三、结语

综上所述，“减负”是“双减”政策的目标，基于项目式学习的小学课后服务科学教育活动，拓展了小学科学探究实践的深度和广度，确保了课后服务内容的丰富程度，增添了课后服务的趣味性，让学生在项目的驱动下乐于学习，并主动完成项目研究；有助于学生自主学习能力的提高。同时，它还可以提高学生的知识综合运用能力，促进学生科学核心素养的发展，真正做到了提升课后服务的质量，促进学生的全面发展。