核心素养下初中科学教学中的项目式学习应用探究

徐卫平

摘要：项目式学习作为一种指向问题解决能力的学习方式，利用真实情境培育学生学科核心素养，让学生通过学习任务层层递进，形成认知模型，提升学科理解能力，实现“知识、能力、素养”协调发展。文章基于文献的梳理和教学经验的总结，从项目准备、项目优化及项目实施三个维度对核心素养下的初中科学项目式学习应用进行探究，以更好地发挥项目式学习作用，提高学生合作能力，增强学生提出问题和解决问题能力，帮助学生通过科学探究建立严谨的科学知识体系，实现全面发展。

关键词：初中科学；核心素养；项目式学习；教学情境；任务驱动

中图分类号：G633.98文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）09-0125-04

课堂是学生重要的学习场所，为此教师要围绕提高课堂教学质量，积极主动地探究与践行教学策略[1]。项目式学习是一种以项目为核心，利用项目主题及多个驱动性问题串，激发学生持续性实践活动和创造性思维，融合学科知识与技能解决问题的学习方式[2]。项目式学习运用互动式、启发式、体验式、探究式方法，包括项目驱动、项目设计、项目实施和项目评价四大环节[3]。在新课程改革背景下，发展学生核心素养已成为教育教学的主要目标。因此，在初中科学教学中，教师应合理设计学习项目，构建真实情境，优化教学环节，突出学生主体性和参与性，着力培养学生的科学实践探究能力和创新意识，促使学生实现“做中学、用中学、创中学”，全面发展学生核心素养。

一、加强教学研究，做好项目准备

项目式学习作为一种指向问题解决能力的学习方式，通过蕴含核心概念驱动性问题的持续探究，引发学生对问题的思考，实现跨情境知识迁移，使学生获得生长性经验，形成可视化成果，提升综合素养。

1.研究课程标准，明确项目选择方向

初中科学教师在选择项目的过程中，应明确课程标准对学科的定位以及对学科育人价值的要求，以保证项目能够承载育人任务，促进学生核心素养发展。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确要求课程教学必须促进学生养成关注科学、技术与社会问题的习惯，形成科学的态度和价值取向，树立社会责任感；引导学生更多地学习终身必备的科学知识，以顺应时代的要求；让学生体验科学探究的过程，学会一定的科学思维方法，以解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题。为此，科学教师一方面要立足学生发展，基于学生的认知规律进行设计。另一方面要将学生置于社会发展中，着眼其终身发展进行项目选择，体现项目对学生的教育培养价值。

2.分析教材内容，找准项目教学切入点

在初中科学教学中，教师应深入分析教材，基于学科概念与现实生活的联系选擇学习项目，并让项目成为连接学生课内外学习的纽带。例如，浙教版九年级上册第三章包含“简单机械”相关内容，探究杠杆、斜面、滑轮、轮轴和齿轮等所蕴含的科学道理，使学生认识机械在生产生活中的作用。学生通过探究，能了解简单机械的特点，解决简单机械的相关问题，计算机械效率，同时能够运用所学科学知识解决生活中的一些问题，体现科学来源于生活又服务于生活的课程设计理念。七年级学生已经学习了“运动和力”的相关知识，在这一基础上学习简单机械的相关知识，能够使学生对物质世界中的“运动与力”形成更加完整的认知，体会并意识到物质运动与力之间的相互关系，进而深化认识本单元“能的转化与能量守恒”这一科学概念，形成物质与能量、稳定与变化等跨学科概念。基于对教材内容的分析，教师可整合相关知识设计以“修复杆秤”为主题的学习项目，要求学生通过动手实践完成对杆秤的修复，完成质量测量任务。

3.重视学情分析，明确项目教学目的

学情分析是项目准备环节的重要任务，教师通过研究学生的实际需要、能力水平和认知倾向等信息，分析所选择的项目与学生的契合度，并针对其中的问题作出及时调整，确保学习项目能够基于学生主体做好充分准备。以浙教版九年级上册第三章“简单机械”内容的项目化教学为例，在项目准备阶段，笔者对学情进行分析：学生对生活中的杠杆十分熟悉，已经有了一定的使用杠杆的经验；学生对杠杆的认识是感性的，但这些认识可能肤浅、片面，甚至错误；学生通过杠杆平衡条件的学习，已经能通过规律去判断生活中的杠杆，但更多的知识是机械性记忆，缺乏灵活运用。为此，笔者利用合适的情境，设计学生感兴趣的学习活动，鼓励学生观察、讨论、猜想、探究，加强对杠杆平衡条件的理解和运用。

二、指向核心素养，优化项目设计

项目式学习主要是利用真实情境培育学生学科核心素养，让学生通过学习任务层层递进，形成认知模型，提升学科理解能力，实现“知识、能力、素养”协调发展。为此，教师需要做好全面的设计与准备，对教学发展做好充分预设。

1.确定项目教学目标

项目教学目标需要结合项目内容、核心概念、素养（能力）水平、学习手段加以确定。为此，教师应对学科本质概念进行提炼，整合具体课程所蕴含的育人价值，对项目教学目标进行科学设计与表述。以“修复杆秤”为例，教师可围绕核心知识点确定教学目标：掌握运用已有的杠杆知识解释模型的方法；掌握运用重心、质量的精确度、数学二分法等知识解决问题的方法；感受杆秤制作中蕴含的传统文化。确定项目教学目标，能将学科核心知识融入学习活动中，使得学生在参与项目的过程中实现综合发展。

2.设计项目实施流程

项目式学习包括以下步骤，即了解项目、方案制定、探究创作、成果展示与评价反思。在核心素养培养理念下，教师要重视整体设计，基于学生发展要求，明确在各个步骤应进行怎样的指导，以及要求学生参加哪些活动、形成怎样的成果等。例如，在以“修复杆秤”为主题的项目式学习中，教师可对项目实施流程进行整体设计。（1）创设情境，了解项目。教师可利用多媒体课件为学生展示传统的杆秤，利用情景型学习支架，增强学习内容的吸引力，帮助学生获得真实感受，激发学生学习兴趣和社会责任感。学生要了解杆秤修复任务，明晰学习责任。（2）任务驱动，制定方案。教师可通过“修复任务”驱动各小组设计方案，理清设计、调试、改进操作流程。学生对遇到的问题进行讨论，集思广益，设计实践方案。（3）实施方案，完成任务。教师要给予学生充分的探索空间，各小组按照方案完成学习任务。同时，教师可将任务展示融入不同环节，为学生提供分享交流的机会。（4）项目评价，总结反思。师生共同参与评价，总结项目式学习经验。

3.细化项目实施流程

在明确项目实施整体流程后，教师还需要对流程中的细节进行完善，如设置驱动性问题、展示项目成果、确定教学评价标准等，以保证项目式学习的有序开展。例如，在以“修复杆秤”为主题的项目式学习中，教师要细化项目实施流程，提出驱动性问题：“请同学们当一回手艺人来修复一杆破损的杆秤。”预设不同阶段成果：其中阶段性成果是“学生根据原理，组合材料初步制得杆秤”，终结性成果是“根据实际需求改进杆秤精度和量程，美化杆秤，赋予美好的寓意”。制定评价量表，从多维度评价各小组杆秤修复情况。确定项目汇报形式，即各组长对小组制作的杆秤和说明进行展示，每组派出评价员，代表小组根据量规评判出最优的杆秤。通过这样的细化，学习项目得到进一步完善，能更好地促使学生展开自主探究、合作学习，实现自身发展。

三、细化教学环节，促进项目实施

项目实施是项目式学习的关键环节，教师应扮演好协调者、辅助者的角色，引导学生在实践中发现新知识，掌握新内容；学生应发挥学习的主体作用，通过独立完成项目把理论与实践有机结合。这样，在教与学的默契配合下，项目能有序落实，提高教师教学指导效果，提升学生的科学理论水平和科学探索技能，进而发展他们合作、探究、解决问题等综合能力，让他们在做中学、在学中做，实现核心素养的发展。

1.创设情境，了解项目

科学知识不是脱离情境的孤立存在，而是“溶解”与“稀释”在一定的问题情境中[4]。学习一旦脱离真实情境，就容易形成片面的、孤立的理解。項目式学习倡导“用以致学”的问题驱动，能内化为学生学习动力的引领[5]。为此，教师可以采用多种方式创设情境，引出驱动性问题，让学生了解项目要求，为后续探究做好准备。例如，在“修复杆秤”这一项目学习中，教师可借助多媒体播放视频，并引出项目内容：用天平称量时，一边要放待称量的物体，一边要放等重的砝码。不方便携带。面对这样的问题，如何根据实际用途对它进行改进？杆秤———我国传统度量衡的三大件之一，如今逐渐消失在人们的记忆中，复兴传统手工艺的“根”与“魂”，是我们年轻一代所应肩负的责任。接下来，我们就当一回手艺人，修复一杆破损的杆秤。这样的情境与生活密切相关，也与学生所学的杠杆原理等知识密切相关，具有一定的实践性和挑战性。

2.任务驱动，制定方案

学生的学习过程，也是思维能力逐渐提升的过程。为使学生的思维真正发生、发展，教师可以通过项目式学习让学生在动手实践过程中获得相应的体验，并在问题的解决过程中自主获取知识，提升思维能力[6]。教师要明确项目学习中的各项任务，给予学生充分的自主权，让学生通过小组合作制定任务实施方案，以解决实践探究中面临的各种问题。例如，在“修复杆秤”项目学习中，教师可为学生设置“走近杆秤”“设计杆秤”“调试杆秤”“改进杆秤”等一系列任务，并要求学生通过集思广益设计项目实施方案。各组学生在合作的基础上给出各自的方案，有的小组在“走近杆秤”任务中明确要通过杆秤的实用演示，了解杆秤结构，并通过对比杆秤与天平，了解杆秤的测量原理和杆秤称量的优点；在“设计杆秤”任务中明确利用给定的一次性筷子、PVC管、棉绳、一次性餐盘、螺帽等材料制作杆秤，并利用已知质量的砝码标注刻度；在“调试杆秤”任务中测量给定物体的质量、记录测量结果、统计分析、比较杆秤的准确度，进而思考杆秤作为称量工具保证准确度的重要性；在“改进杆秤”任务中测量物体，根据测量结果制定扩大量程和提高精确度的改进方案。在这一环节，学生通过制定项目实施方案，深度参与到实践学习中来，提高了合作学习能力，也锻炼了解决问题的能力。

3.实施方案，完成任务

在这一环节，教师要为学生提供工具、协作交流空间和时间，并适时参与其中，辅助学生顺利进行项目式学习，实现预期教学目标。例如，在“修复杆秤”项目学习中，教师可组织学生对项目方案进行实施，并提供必要的帮助和引导。在“走近杆秤”活动中，教师应明确“知结构，明原理”这一核心任务，引导学生进行杆秤的使用演示，学习杆秤的部件组成，并通过对比杆秤与天平，了解杆秤的测量原理。教师可让学生上台演示，拉近学生与“杆秤”的距离，让学生进一步了解杆秤。在“设计杆秤”环节，教师应明确“组部件，标刻度”这一核心任务，要求学生认真观察实验盒中给定的生活中易得的材料，思考如何将材料制作成杆秤。在任务驱动下，学生集思广益突破了如下问题：需要进行怎样的处理才可以将一次性筷子转化为秤杆？怎样才能使一次性餐盘制作的秤盘能够稳定地装下被测物？制作时需要注意哪些细节？如何让螺帽成为一个合格的秤砣？在解决这些问题后，学生依据教师提供的量规中“基本构造”的评价细则完成杆秤部件的组装。在这一环节，学生通过组部件提高了动手能力，通过“组部件，标刻度”的思考和实践合作，增强了沟通能力和合作能力。在“调试杆秤”环节，教师应明确“立标准，定公平”这一核心任务，引导各小组调试杆秤，测量给定物体的质量。之后，分小组展示测量结果，并进行统计和汇报，比较每组所制杆秤的准确度。在教师的提示下，学生在互动讨论中进行延伸拓展，认识到杆秤作为称量工具，其准确度意味着公平公正，由此学生也理解了古代匠人坚守技艺、坚持诚信的“秤心”。在这一环节，学生在调试杆秤过程中发现小组测量值不一致，并由此展开讨论，进而明晰了杆秤在我国不仅是一件测量工具，还是公平与诚信的象征。在“改进杆秤”环节，教师应明确“扩量程，提精度”这一核心任务，引导学生提高杆秤的精确度。有的小组利用自制杆秤测量大苹果，发现苹果的重量已超过其量程，进而根据实际需求，产生扩大量程改进方案的讨论；有的小组利用自制杆秤测量1颗水果糖，发现其重量小于杆秤的最小刻度值，进而产生提高精确度改进方案的讨论。在这一环节，学生通过头脑风暴，调动已有的知识和经验，重新发现问题、解决问题，不仅巩固了之前的实践经验，还拓展了思维的宽度。

4.项目评价，总结反思

在項目式学习的开展过程中，教师要重视评价，从而使其具有较强的导向性、诊断性及改进性。评价什么，选择何种评价形式，这些都是教师在课前需要认真考虑的。在践行中，笔者着重运用表现性评价。所谓表现性评价指的是通过客观测验以外的行动、表演、展示、操作以及写作等更真实的表现对学生进行评价。表现性评价的合理运用，需要有真实或模拟真实的环境任务、评价的表现以及结果的评分标准。因此，用好表现性评价必须关注表现目标、表现任务以及评分规则[7]。除此之外，在评价环节中，教师也可以指导学生完成自我评价、小组自评与小组互评，并根据评价进行相应的反思，为下一次项目式学习积累经验[8]。例如，在“修复杆秤”项目学习中，教师可发放评价量表，让学生根据杠杆制作量规进行自评与互评，并引导学生根据评价结果进行改进，提高项目完成度。教师要通过奖励肯定学生的学习成果，激励学生继续参与项目式学习。同时，教师还要对此次项目式学习进行总结和反思。通过开展项目式学习，教师了解了项目化理论以及应用的知识，提高了自身的研究水平，学到了新的教学理念，能够以更开放的姿态和视野去面对初中科学课程改革；学生提高了学习科学的兴趣和主动性，通过解决复杂问题拓展了思维，在动手制作过程中提高了动手能力，通过完成作品，提高活动内驱力，体验项目完成的成就感。

四、结语

综上所述，项目式学习重塑了跨学科实践，更贴近学习的本质，让跨学科实践变得有意义、有意思、有可能。在初中科学教学中展开项目式学习能够提高学生的合作能力，增强学生提出问题和解决问题的能力，帮助学生通过科学探究建立起严谨的科学知识体系，进而实现学生的全面发展。随着课程改革的深入，任课教师还应进一步探索项目式学习在初中科学中的应用，促进教学模式的不断优化，为学生的核心素养发展创造更加有利的教育教学环境。

参考文献：

[1]陈宗成.初中物理项目学习的堂本化策略[J].教学与管理，2020（31）： 70-72.

[2]符爱琴，周晓燕.初中化学微项目化学习课程的构建研究———以项目“皮蛋的制作”为例[J].化学教学，2022（01）：32-37.

[3]廖燕.项目式学习助力发展物理高阶思维的探索———以初中物理条形磁铁磁场分布的教学为例[J].教育观察，2020（27）：58-59.

[4]黄艳红.初中物理项目式学习的实践与反思[J].教学与管理，2021（22）：70-72.

[5]周建秋.基于核心素养的初中科学情境教学的实践路径[J].现代中小学教育，2023（05）：40-44.

[6]李伟.基于任务驱动的初中物理深度学习———以“力弹力”教学为例[J].物理之友，2022，38（08）：32-35.

[7]姚雪飞.表现性评价在初中科学项目式学习中的实践研究[J].教学月刊，2020（09）：16-20.

[8]李成广.基于项目式学习的初中“创意生态瓶”跨学科实践[J].生物学教学，2023（08）：18-20.

Exploration of Project-based Learning Application in Junior Middle School Science Teaching under Core Competence

Xu Weiping

（Liangzhu No.1 Middle School， Yuhang District， Hangzhou City， Zhejiang Province， Hangzhou 311113， China）

Abstract： As a learning method that focuses on problem-solving ability， project-based learning cultivates students subject core competence through real-life situations， allowing them to progress through learning tasks layer by layer， form cognitive models， enhance subject understanding ability， and achieve coordinated development of knowledge， ability， and literacy. Based on literature review and summary of teaching experience， this article explores the application of project-based learning in junior middle school science from three dimensions： project preparation， project optimization， and project implementation， in order to better play the role of project-based learning， improve students cooperation ability， enhance their ability to raise and solve problems， help students establish a rigorous scientific knowledge system through scientific exploration， and achieve comprehensive development.

Key words： junior middleschoolscience； corecompetence； project-based learning；teachingcontext；task driven