指向问题解决的微项目化学习设计之道——以教科版《科学》为例

□杨春晖

《中国学生发展核心素养》一文提出学生要具有问题解决能力，善于发现、提出问题，利用所学的知识技能创造性地解决复杂情境中的新问题。［1］在小学科学教学中开展指向问题解决的微项目化学习，符合新时代的育人要求，有利于变革传统的学习方式，引领学生用科学思维看待人和物，综合运用所学知识、技能解决生活中的实际问题，并善于和他人合作、沟通、交流。指向问题解决的微项目化学习是指以问题解决为导向，以微项目为学习载体，让学生经历微小社会问题的解决过程，在经典微事例的学习中提升核心素养。学生日后碰到类似问题时，就知道该从何处入手、要考虑哪些因素。微项目化学习旨在培养学生科学、缜密的逻辑思维，关注学生实际思考和解决问题的能力。这种学习适合在常规的40分钟的课堂内进行。日常教学中，教师可以从以下几方面进行设计。

一、设计真实问题，激发学习内驱力

学习即成长，学生的学习过程不仅是为了获得知识和技能，还是为了促进自身的成长。成长需要历练，真实的生活问题对学生来说具有挑战性，能激发学生投入学习的积极性和主动性。因此，设计真实的生活问题，保证问题的真实性是开展指向问题解决的微项目化学习的第一步。所谓问题的真实性，是指选取的问题是学生身边正在发生的，或是学生今后走上社会将要面临的问题。教师在设计微项目化学习中的问题时，要结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》），把典型的社会问题进行浓缩、提炼，加工成适合学生探究的科学问题。问题的真实性还包括学生获取知识和技能的真实、思维方式的真实。［2］学生在经历微项目化学习的过程中，能够真正地像科学家一样思考问题，像工程师一样发明创造。这种解决问题的磨砺过程能使学生的学习实现从兴趣驱动到认知驱动的转变。微项目化学习的驱动问题既要依据《课程标准》，指向跨学科概念和学科核心概念，又要关联教材内容，如对教材内容进行拓展或延伸。教师要充分考虑解决某一问题对学生成长的价值、学生学习的内驱力、学生完成任务的可行性等因素，由此设计合适的驱动问题，助推学生展开实践。

例如教学教科版《科学》四年级下册《电路中的开关》一课时，教师可以创编一个微项目，驱动问题就是“如何设计制作一个能控制小台灯亮灭的开关”。开关的制作看似是一个微项目，实则指向结构与功能的大概念。在完善台灯模型的真实情境中，学生设计制作的欲望强烈，解决问题的动力充足。在开关制作过程中，学生有前概念的支撑，那就是导体和绝缘体在电路中的应用。面对各种各样的材料，学生自然而然会多样化地选择和组合材料，最终设计出五花八门的开关：按压式的、抽拉式的、旋转式的……每件创意作品的背后都蕴藏着学生独特的思维，学习成果有目共睹。通过学习，学生真切地感受到解决问题带来的成就感，这也是他们开展后续学习的不竭动力。

二、设计评价量规，展现学习罗盘

微项目化学习评价量规是一种真实的评价工具，是对学生的行为表现、探究成果等进行评价或等级评定的一套标准，通常包括评价内容、评价标准、评价方式等基本要素。限于项目“微”、时间“紧”，评价量规不能千篇一律、面面俱到，而要结合具体主题，做到各有侧重、便于操作。在规划微项目学习时，评价量规的设计要前置，用于指引学生做什么、怎么做、做成什么样，以此明确学习规则、制约因素以及解决问题的思路。学习时，教师要提醒学生深入解读评价量规，用它来衡量自己在探究过程中的行为表现，使评价量规真正成为学习罗盘。评价量规作为师生共同建构学习进程的脚手架，切忌由教师包揽制定，而应该由师生协商拟定。事实上，学生参与评价量规制定的过程也是主动参与微项目统筹规划的过程，该过程能够体现评价主体的多元化。评价内容至少包括微项目的问题解决程度、创意程度、学生的合作程度等，体现评价内容的多元化。评价可以采用打“☆”的方式进行，也可以采用文字叙述的方式进行，体现评价方式的多元化。

仍以《电路中的开关》一课为例，自制开关的评价量规如表1所示。学生可以从问题解决、创意程度、学习记录、交流互学、分工合作五个方面对自己和伙伴制作的开关进行评价。这份评价量规最值得欣赏的地方是“伙伴互评”环节的设计。在该环节，学生可以用学习的眼光审视他人的学习成果。其中，“借鉴之处”引导学生对照自身的作品，学习他人的长处，反思自身的学习经历；“改进之处”引导学生描述自己在学习后认知的提升情况，便于教师了解学生的发展情况。精妙简洁的评价量规集教、学、评于一体，关联学习目标，量化学习行为，能够有效促进学生核心素养的提升。

表1

三、组织真探究，锤炼学习思维

指向问题解决的微项目化学习必须是真探究。所谓真探究，指的是搞懂一个现象，强调对问题进行深入思考和全面分析。微项目化学习使学生置身于真实的生活情境中，学生的学习目标不是掌握某个知识，而是解决某个问题。问题来自生活中的某个现象，解决问题的过程是解释现象、学以致用的过程。真探究开展的前提条件是为学生提供自由安全的探究时空，让学生带着问题进行实践，拓展思维的深度和广度。在解决问题的过程中，教师只是一个组织者和引导者。同伴之间的想法研讨、观点碰撞能够帮助学生完善认知。学生从多个角度思考问题，用多种途径解决问题，使成果富有个性化、创造性。

《放大镜》是教科版《科学》六年级上册“微小世界”单元的起始课。为加深学生对放大镜的认知，教师设计了如下驱动问题：同学们去郊外游玩，看到一些植物和虫子，想仔细地观察，但是没有携带观察工具。身边有一次性纸碗、装食物用的保鲜膜、装有少量水的矿泉水瓶等。如何利用这些材料制作放大倍数较大的放大镜，更好地开展观察活动？对学生来说，该场景似曾相识，却从未亲身实践过。面对有趣的挑战，学生兴趣盎然。他们把对放大镜特点的认识迁移到解决问题的过程中，用新颖独特的方式尝试组装材料。例如选取装水的矿泉水瓶和保鲜膜，把纸碗的底部剪去，包上保鲜膜，再滴上水，这样就形成了一个简易的放大镜。学生在制作过程中还会不断进行比较、分析、改进，探寻增加放大倍数的方法。这是一个“像科学家一样思考和行动”的过程，充满探究趣味。

四、开展成果分享，复盘学习历程

指向问题解决的微项目化学习要呈现可视的成果，以此说明问题的解决成效。静态的成果除了实物以外，还有方案、模型、研究报告、电子简报、思维导图等。这些个性化成果最能聚焦学生的目光，引发学生思考。课堂中“画廊漫步”式的公众展示评议环节，就是为了通过形式的变化促进思维的流动和碰撞。学生在具备初步的实践经验后，再去审视同伴的作品时，就能产生共鸣，获得启发，达到取长补短的目的。学生之间的相互质疑则能够引发横向比较和深度思考。

在开展微项目化学习的过程中，不仅要关注静态的实践成果，还要关注动态的学习主体。因此，成果分享除了分享看得见的实物以外，还要分享看不见的思想，主要包括三个方面：一是问题解决的方法，即呈现自己是如何解决问题的，复盘学习的历程；二是问题解决的成效，即展示自己的微项目成果，评析学习的成效；三是问题解决的反思，即展示自己在解决问题过程中形成的新认知或新疑惑，阐述知识的重构过程。教师要给学生充足的时间和空间，让他们把自己的所思所想结合图式、作品等系统地表述出来。对同伴来说，不管是成功的经验还是失败的教训，都是宝贵的学习财富。对自身来说，对问题解决过程的梳理就是一种反思，语言表达的过程就是一种思维过程。

“做一顶帽子”是二年级的一个微项目，要解决的问题是“如何设计制作不同场景中用到的帽子”。学生通过自主选择材料，制作适合不同场景的帽子，例如海边防晒隔热的帽子、雪山上防风保暖的帽子、雨林中防湿隔热的帽子等。本课学习的重心在于制作的帽子须符合特定的场景需求，指向结构与功能相统一的跨学科概念的掌握。二年级学生往往将材料进行简单加工或组合。为了凸显结构与功能的统一性，教师先组织学生小组合作，交流制作帽子的材料以及选取此种材料的理由，探讨帽子的结构以及该结构的优势，阐述帽子的功效。然后带领学生动手制作帽子，最后展示不同团队成员制作的不同类型的帽子。学生只有看见学习成果，清晰制作流程，才能对帽子的结构与功能有更深的认识。

五、助推反思迭代，洞察学习本质

建构主义学习理论强调学习者是通过体验、反思，把新信息融入现有认知来建构知识的，而不是被动地接收信息。［3］学习的本质是知识的再建构，学生要在学习的关键节点回顾、总结经验，善于借鉴同伴的建议，改进、优化问题解决的方法。这就是微项目化学习的反思迭代过程。微项目化学习中，需要反思的问题如下：问题是否解决？方法有无更优？效率能否提升？成本能否降低？合作是否合理？随着一个个微项目的开展，学生逐渐学会反思，从多角度审视问题的解决方法。在此过程中，评价量规也是重要的参照，能够帮助学生实现技术、思维、情感等方面的进阶。如果说反思是内隐于头脑、外显于语言的行为，那么迭代就是手脑并用的双向行动，学生要按照自己的反思去调整行动，让反思落在行动上，而不是仅仅停留在口头上。［4］

教科版《科学》五年级下册“船的研究”单元中有一课为《增加船的载重量》，从单元整体教学来看，这一课就是微项目化学习中反思迭代的典型课例。学生在前一课《用沉的材料造船》的学习中，已经尝试过使用铝箔纸造一艘船，知道船能浮在水面上，并能承载一定的垫圈。本课的驱动问题就是增加铝箔船的载重量。问题引入自然恰当，又具有挑战性。在设计制作小船时，学生自然地回顾前几节课的造船经历，进行深层次的知识技能反思：一是“我已经学会了什么”，即怎样能让船浮在水面上，并能承载一定的重量；二是“增加船的载重量有什么意义”，即建立真实世界中的造船活动和课堂上的造船活动之间的联系；三是“接下来我要怎么做”，即采取什么方法能增加船的载重量，有什么制作技巧等。除此之外，学生还要进行团队合作反思，在有限的课堂时间内展开高效合作，确保同伴间达成共识，明确自己在学习中的收获和在团队中的贡献。反思迭代贯穿微项目化学习的全过程，逐渐成为学生的一种行为习惯。

个体的发展是微项目化学习的终极目标，每一个学生都是观察者、调查者、设计者、制作者和实践者。他们在经历微项目化学习时不仅能获得丰富的操作体验，还能获得社会情感能力和实践创新能力的发展。指向问题解决的微项目化学习是一种学习方式的变革，深度的学习体验能使学生更透彻地理解微项目所承载的核心知识和技能。当学生将所学的知识技能迁移应用到真实世界的不同场景时，学生的核心素养就真正得到了提升，为成为“未来的社会人”打下了基础。