在小学科学课堂中实施项目式学习，培养学生高阶思维能力——以“‘船’奇世界”主题案例为例

吴嘉宝 _ 北京市丰台区丰台第五小学

在小学科学课堂中引入项目式学习，将科学知识应用到实际生活中，可以激发学生的兴趣，提高他们的学习动力，培养高阶思维能力。本文基于小学科学教科版教材五年级下册“船的研究”的单元教学，以“‘船’奇世界”为主题，以“设计并优化一艘小船”为项目任务，建构基于项目式学习，注重过程与体验的小学科学课堂。

1.入项

在项目实施前，教师首先在班级中做学情前测：在纸上设计一只可以在学校观景水池中行驶并且可以载重一定量物体的小船，在设计中把材料、动力、特色方面进行简要标示。通过简单的前测，能够分析出目前学生设计制作船所存在的问题。经过不断讨论，师生共同明确了船的制作要考虑4点最关键的性能要求：动力和推进性能、浮力和稳定性、耐用性和材料选择、水密性和防水性。

2.确定实施计划

首先，教师向学生介绍船舶的重要性和历史背景，引入相关的问题和有趣的故事，引发学生提出疑问，激发他们对船舶发展的兴趣。接着，教师可以在课堂上与学生一起讨论船舶的发展进程，确定调查要求：调查并记录历史中船舶类型的发展进程，同时针对一种特定的船舶类型进行深入调查。

在调查过程中，学生可以寻求协助和指导，以确保准确性和可靠性。同时，鼓励学生通过语言表达和绘制图表、图像等方式来展示调查结果。在这个阶段，学生通过书籍、媒体、访问等，将需要的资料进行收集和整合，同时，还需要从中提取出适用于后续小组船只设计的有用信息，并进行分析和判断。这样的调查过程不仅避免了简单的复制粘贴，更培养了学生的高阶思维能力。

3.开展研究实践

各小组选择一种船舶类型进行模仿制作。这个阶段并不强调需要达到怎样的载重量，而是让学生应用搜集的船舶知识，设计出一只稳定且可行驶1米远的小船即可。这也是让学生初步对上面提到的四大性能的实现方法进行思考。学生需要制定一个研究计划和项目设计书，在制作前确定项目的目标和预期结果，列出需要的材料和工具，并安排实施步骤的时间表。有了设计思路后，利用项目设计书在班内交流汇报，然后着手制作一个船模。

在制作过程中，为了确保船模设计的合理性和构造的稳定性，学生自然会考虑船体材料选择、结构的合理设计、重心的合适位置、良好的动力系统和控制系统等因素。船的稳定性设计是比较复杂的过程，所以这个阶段不需要对载重量有要求，当船体实现基本的稳定漂浮后，再加上动力系统。

项目进行过程中，教师要提供必要的支持和指导，帮助学生克服遇到的困难。可以通过小组讨论、个别辅导、示范演示等方式来帮助学生理解和解决难点。同时，鼓励学生之间合作和互助，促进他们共同解决问题。

4.形成项目成果

本阶段在整个项目实施期间耗时最久，学生要改进自己的船模，保持1米的行驶距离，但要增加船的载重量。看似只改进载重量这一方面性能，但船的载重量和结构特点、船型、材料、动力系统等多个因素之间息息相关，需要根据实际情况进行综合考虑和优化设计。例如，船所能承载的最大载重量受动力的限制，较大的载重量需要更强大的动力来推动船体前进。再有就是一些共通的改进思路，如一个宽大的船体可以提供更大的浮力，因此，可以承载更多的重量。同样，船体的长度和深度也会影响它的载重量。

为了更好地支持不同小组解决各自的问题，教师在此阶段更注重在课堂上进行阶段性的活动和交流。根据每个小组研究内容的不同，课堂组织的重点是引导学生学习如何获取未知知识以及交流改进的方法等共同问题，再结合小组讨论、自主探究和个别指导等多种形式的学习活动来满足不同小组学生的学习需求。例如，在制作过程中，引导学生注意船模结构的合理性和轻量化设计的思路。通过让学生亲自参与实践，增强他们对船模载重性能改进的理解和实际操作能力。

通过持续的研究，学生能够逐渐建立起对改进方法的理解，并且持续不断地改进和优化设计方案。在改进完成后，学生进行改进效果的测试，算出各小组载重量增加的百分比。

5.出项

经历了改进优化后，学生的设计日志和船模制作已经出炉了。班级中船模的载重量改进百分比也已经测试完毕，有了相应的数据。这时，每个小组都上讲台进行汇报，带着汇报前完成的自评表，不仅交流展示船模设计，而且也要利用屏幕展示改进后的设计日志，着重讲解如何提升载重量、如何解决改进过程中遇到的问题。每个小组汇报完后，再利用互评表进行打分。项目学习的评价表非常重要，评价表的设计也应该聚焦到过程与结果上，所以自评表和和互评表都要更注重表现性相关的评价，而非仅仅关注船模作品的载重效果。

该项目式教学在实施过程中形成了两方面特色。一是注重过程，以船模的改进度作为作品评价的标准。在作品评价表中，突破了常规评价，用船模载重量增加的百分比作为评价标准。学生分小组选择一种船型进行探究和设计，利用每个小组载重量的提升百分比进行主要评价，这样的评价转变能够让学生更为关注过程性学习。同时，这样聚焦过程的评价要求学生随时反思和评估自己的学习策略和方法，使他们能够自主监控学习过程中的成功和困难，并相应调整自己的学习方法和策略。二是深度学习，提高学生的高阶思维能力。从最开始就分小组深入探究、设计、制作一种船型，这样切口小，学生就能够“研”得更深。他们在更聚焦的项目化学习中学会批判性思考、创造性思考，培养问题解决和分析能力，并将所学应用于实际问题中，从而提高高阶思维能力。■