树立思维型教学理念的“计量时间”单元项目式学习设计

〔摘 要〕 本文以小学思维型教学理论为指导，以教科版五年级上册“计量时间”单元教学设计为实践内容，探索了项目式学习在提升学生科学思维能力、探究实践能力、自我监控能力等方面的实践应用。研究通过设置驱动性问题链、合理重构学习内容及注重自我监控等策略，构建了一套有效的项目式学习模式。围绕计时工具的发展脉络，通过项目式探究学习活动，促进学生思维能力的提升，并让学生在探究实践中理解技术和工程与社会发展相辅相成的关系。本文还分析了项目式学习在提升学生自我监控能力和培养必备品格与关键能力方面的作用，为小学思维型教学的实施提供了有益的参考。

〔关键词〕 小学科学；思维型教学；项目式学习；探究能力；核心素养；跨学科概念

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 21 067-069

近年来，随着基础教育课程改革的深入，思维型教学已经成为小学科学教学的重要研究方向。2022年版科学课程标准要求在建构科学观念的基础上，培养学生的批判性思维、创新能力，以及解决问题的能力。思维型教学作为一种以发展学生高阶思维为目标的教学范式，是提升教学质量的有效途径。本研究依托思维型教学理论，探索项目式学习在小学科学课程中的实施策略，旨在促进学生在真实情境中主动学习，实现知识的深度建构与迁移应用。

一、深研课程标准，界定核心概念

教科版科学五年级上册“计量时间”单元聚焦“技术、工程与社会”核心概念，涵盖“技术与工程创造了人造物”“技术与工程改变了人们的生产和生活”等学习内容，落实课标中5～6年级“初步认识技术与工程对科学发展的促进作用”等内容要求。人类对时间的定义来自大自然中以地球自转为基础的计量系统和其他有规律周期性运动的系统，因此关于“计量时间”的探究，必然与物质与能量、系统与模型两个跨学科概念相关联。在设计制作日晷、水钟、钟摆等计时工具的过程中，结构与功能的匹配性也是教学设计的重要考量。本单元引导学生通过学习和探究人类计时发展史上不同阶段的计时工具，设计制作日晷、水钟、摆钟等学习内容，沿着计时工具发展的历史脉络，聚焦几种典型的计时工具，通过项目式学习来探究人类在计量时间方面的探索和发明。

二、聚焦问题驱动，激发学习动机

本研究根据计时工具的发展脉络设计了三个分项目，通过一连串的驱动性问题，引导学生进行自主探究和实践。通过驱动性问题的设置，激发学生的内在动机，积极参与问题解决，实现从知识学习到能力提升的跨越（见文后附表）。

三、合理重构内容，促进自主建构

本案例是对教科版《科学》五年级上册“计量时间”单元的重构。在本单元的教学设计中，采用了项目式学习的方法，通过精心设计的三个分项目，重构教材内容，促进学生自主建构科学观念。根据项目式学习的需求，将本单元教材内容重构为三个紧密相连的分项目：“光阴的故事——设计制作日晷”“似水流年——设计制作水钟”以及“时间之摆——设计制作一分钟60次的摆”。这三个项目各自独立成章，又相互衔接，共同构成了计时工具从简单到复杂、从自然现象到人工设计的发展脉络。在三个设计制作类的分项目完成后，进行一次总结回顾式的梳理，探索计时工具的准确性对人类生活的影响，进一步体会科学、技术和工程与人类发展息息相关。

在每个分项目中，学生被赋予主动探究的角色，在小组合作中进行观察、测量、记录、分析、设计、制作等一系列科学探究。例如，在日晷制作中，学生需要设计制作日晷，进行实地测试；在水钟制作中，需设计实验探究水流速度与时间的关系；在钟摆制作中，学生则需深入探索摆的等时性原理，发现影响摆速的因素。通过完成这些项目，学生不仅掌握了时间计量工具的基本原理和制作方法，更重要的是在探究过程中逐步构建了科学观念，从而提升思维品质。学生认识到具有周期性运动的事物可以用于计时，理解了不同计时器出现的先后顺序，感受到了人类计时方法从原始到现代的演变过程。这种动态的历史图景不仅丰富了学生的知识储备，更激发了他们对科学探索的热情和对人类科技发展的深刻理解。

此外，本单元的教学设计还注重跨学科概念的融合。学生在探究计时工具的过程中，会涉及物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化等跨学科概念。

四、注重自我监控，实现素养提升

在思维型教学理论的五大教学原理中，自我监控是重要的组成部分。自我监控要求学习者将自身的学习活动作为关注的对象，对自己的学习方法、过程、策略等进行持续的、积极的规划、检查、评价、反馈、控制以及必要的调整。这种监控过程体现了学习者对自身学习行为的深度参与和主导，是帮助学生形成学习策略、提升科学思维能力和探究实践能力的关键所在。

本教学设计强调项目各阶段的小结与反思，确保探究方向正确、方法高效。项目结束时，全面梳理学习经验，深化理解，形成稳固认知策略。此过程显著提升了学生的自我监控能力，助其掌控学习进程、灵活调整策略，为学生科学核心素养的提升奠定了坚实基础。

例如，在“时间之摆”分项目的学习中，不同小组可能会选择不同的探究路径。有的小组遵循常规顺序，首先研究摆的运动规律，然后依据规律设计和制作钟摆。有的小组则会采用逆向思维，他们先尝试动手制作钟摆，随后再设计实验来验证自己对摆的运动规律的推测。针对这一情况，教师组织学生进行交流研讨，分享自己的设计思路，促进多角度审视与反思。使学生认识到科学探究途径的多样性和灵活性，促使学生形成更加高效和实用的认知策略。更重要的是，这样的经历极大地提升了学生的自我监控能力。他们学会了在探究过程中不断审视和调整自己的思路和方法。这种思维的灵活性和深刻性，将为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。

“计量时间”单元教学设计与实践证明了项目式学习在小学思维型教学中优势显著。通过问题驱动、自我监控等策略，能够有效培养学生的科学探究与自主学习能力，提升核心素养。未来可继续深入探索项目式学习在跨学科应用及其对学生全面发展的广泛影响。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准［M］.北京：北京师范大学出版社，2022．

[2]常利梅.“义务教育课程标准（2022年版）”课例教学解读[M].福州：海福建教育出版社，2023.

[3]胡卫平.思维型科学探究教学的理论建构[J].课程·教材·教法，2021（6）123-129