喻伯军 徐玉红

【摘要】新课标在实践和创新方面对我们提出了新的育人要求，目前，小学科学教学存在的主要问题：重概念教学，轻学以致用;重活动体验，轻创新思维;重结果评价，轻过程评价。基于小学科学教科版教材，进行项目化学习设计与实施的探索，形成了基于教材的项目研发的“可转化、可优化、可重组”标准，构建了基于教材的项目化学习基本模型和“三可标准”的三种变式模型，为丰富科学教学方法提供了一条路径。

【关键词】小学科学;学科项目化学习;三可标准

小学科学教学改革经过20年的探索，探究式教学已经成为教师的共识。2017年新课标在实践和创新方面对我们提出了新的要求，如何在原有的基础上，进一步优化教学方法，提高学生的实践能力和创新能力，成为小学科学教学发展的一个重要方向。分析当前小学科学的教学方法，主要存在着以下问题：

一是教师对概念教学重视，对运用概念解决实际问题的实践重视不够，导致学生的实践能力不高。

二是在教学實践中，教师重视学生的过程体验，对学生创新思维的发展关注不够，导致许多科学课堂热热闹闹，学生的科学思维发展不足。

三是在教学实践中，教师往往注重学习结果的评价，而对相对困难的过程性评价和嵌人式评价不太重视，导致学生的发展性评价不容易达成。

通过实践探索，我们发现借鉴项目化学习的要素进行教学，可以改进课堂教学，促进学生的思维发展和实践能力的发展，也可以促进教师教学方法的丰富和评价手段的改进。但是教师在实施项目化教学的过程中，遇到了项目内容开发困难和项目实施时间欠缺的问题，这大大制约了一线教师，使许多教师心有余而力不足。经过我们的实践探索，基于小学科学教材的项目化学习应该是小学科学教学改革的有效路径，可以解决教师项目内容开发困难和项目实施时间欠缺的问题。

1.基于教材的项目研发标准

教材内容要转化为项目，需要有路径和方法。基于教材内容，融合项目化学习的要素，将低阶认知“包裹”人高阶认知，在不降低科学学科学业成绩和保证科学基础类知识与技能的情况下，通过项目化学习的设计，培育学生问题解决、批判性思维、沟通、合作与创新等重要的能力。我们以教科版小学科学教材为载体，融入项目化学习的六大要素，确定了教材内容转化为项目的“三可标准”。

1.1可转化标准

教科版教材的主要特点之一是大单元，许多课文内容隐含着项目化学习的内容。可转化标准，指的是将一个单元中适合的内容，基于课标融入项目化学习要素，转化为项目，师生用项目化方式进行学习。

1.2可优化标准

教科版教材中很多大单元的最后一课，本身就已经是项目或接近项目，只需要在一些环节上进行优化，就可以进行项目化实施。例如，从内容和结构上丰富项目的材料，从合作创新、问题解决方面丰富项目的高阶思维。

1.3可重组标准

教材中一个单元中的几节课或整个单元具有相关性，可以通过对单元核心知识的梳理，创设适合的项目情境，对此单元内容进行项目化重组。

依据“三可标准”，我们重新梳理了基于教材的项目。“三可标准”下筛选出的内容，必须根据师生的实际情况进行设计，通过实践检验后可在一线教学中实施。

2.基于教材内容的项目实施基本模型

基于教材内容的项目化学习，尽管学习内容的领域、年级有所不同，但基本的学习过程都包含以下四大步：明确学习任务一设计驱动问题一制订项目计划一项目实施与评价。这四大步是一个不断反复的过程（见图1）。

2.1明确学习任务

首先研读教材内容，对照课程标准，借鉴教参意见，结合学生的能力水平，设计本节课的学习任务。找到核心概念，明确学习目标，列出项目任务，这是一个不断调整的过程。尤其是当课程标准中的要求与区域评价的要求有所不同时，可以根据学生的能力水平确定学习任务。当学生不能理解时，教师需要思考给予学生怎样的支架。

例如，教科版（2017年版）小学科学四年级下册《电路中的开关》一课，课程标准中建议“观察常用的各种开关，了解控制电路的方法，制作简易开关”，教材中第一句话就介绍了开关的概念：“开关是电路中控制电流通断的元件。”所以可以这样描述科学概念方面的目标：了解各种开关的类别，理解开关是用来控制电路中电流通断的。通过对历年区域真题的分析，我们发现对设计小开关也是有要求的，最终褚老师这样描述探究实践目标：根据提供的材料，为底座、连接点与闸刀选择合适的材料（导体4种，绝缘体4种），自主设计并制作一个可以控制电路中电流通断的开关。另外，工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善，小开关设计的制约因素就是每小组研发经费20元。这位褚老师确定了学习任务，即通过设计、制作小开关来帮助学生理解开关的作用，又通过结构化的材料和制约条件给学生提供创造性思维支架。

2.2设计驱动问题

“一个好的驱动性问题一方面能引发高阶思维，另一方面能提供问题化的组织结构，为信息和内容提供有意义的目的。”也就是说，好的问题不仅能吸引学习者的注意力，使其投人项目中，还能给学习者提供一个广阔的、多维度的探索空间。它既能激发学习者学习的内在动力，也能指出持续思考、自我探索的方向。如何将目标概念转化为一个好的驱动性问题，需要时间和思考，驱动性问题可能来自很多方面：个人经验，学生的兴趣和习俗，爱好和个人兴趣，报纸和电视，其他教师，各个版本的教材、教参或网络等。

例如，教科版（2017年版）小学科学四年级上册《用橡皮筋驱动小车》一课中，如果把“橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶的距离有什么关系？为什么会有这样的关系？”作为驱动性问题，看起来也可行，但是实践过后会发现，很多学生游离在问题探究之外，甚至学霸也不太感兴趣，因为对他们来说不够有趣或不够有挑战性。我们将它转化为驱动性问题：制作一辆“精准”到站的小车。此时学生们的好胜心被激发了，要想让小车“精准”到站（见图2），获得100分可不是那么容易的，要灵活运用所学知识，准确调整橡皮筋在车轴上缠绕的圈数和方向，因此这个驱动性问题也更具持续性。

2.3制订项目计划

为了覆盖重要的教学目标和适应学生的需要，教师在制订项目计划时需要设计一些知能准备课，或帮助学生学习项目中难懂的概念、讲授实验技术、学习新的探究技能、模仿设计、协助团队建设或刺激求知欲。如果从头开始原创设计，对于一线教师来说，其难度太大，比较耗时，而且质量也很难保证，可以对教材中已有的与项目相关的内容进行利用、整理或修改。

例如，教科版（2017年版）小学科学四年级上册《用橡皮筋驱动小车》项目，这是《运动和力》这一单元的第3课。在第2课《用气球驱动小车》中，学生已经学习了用气球喷气产生的反冲力作为动力，所以学生已经掌握了研究力的大小与小车运动快慢关系的方法，在一定程度上也能用实验数据作为证据证明自己的推测，想要让小车精准到站，学生们还需要：

①掌握用橡皮筋驱动小车的技术;②能够自主探究橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶距离的关系;③逆向思维，减少橡皮筋在车轴上缠绕的圈数，使小车精准到站。前面两个正好可以设计成两个支架任务，第①个支架任务可以通过微课演示帮助学生掌握;第②个探究活动可以在小组合作中进行，教师巡回协助，个别指导。

2.4项目实施与评价

项目的实施，主要让学生根据计划，有序地进行探索和实践。教师在这个过程中，要注意把握实施过程中的计划性、问题指导、时间控制和迭代提升。实施与评价相结合，可以更好地把过程性评价和结果性评价有机地融合起来，让评价更好地引导学生的学习。

由于项目化学习中评价主体的多元化，主观判断各有不同，因此评价需要前置，也就是说学生之间、学生和教师之间应该在项目化学习一开始就分享评价细则并达成共识。实施全程评价前可以强调关键的评价维度，给学生充分的指导，让学生知道什么是好的表现、成果，什么是不能接受的表现、成果，并对照自己和同伴的行为，引发学生自我反思，引导学生更地深层次探索、创造与合作。

2.4.1深入年级，细化评价进度

无论是教学还是评价，学生都是主体。在科学实践测评设计中，同样也要基于学生已有知识基础和经验基础、已有的操作技能和探究能力确定目标。本研究以年级为基点，根据儿童心理年龄的特点，细化评价的维度，夯实评价的过程。

在教科版（2017年版）小学科学二年级上册《做一顶帽子》中，帽子的功能明确，但设计者提供了多种可供选择的材料，先选择能与功能匹配的材料，再进行帽子的设计，最终作出防晒帽子设计的决策。根据二年级学生的认知特点，首先添加了拼音，然后简化了记录，学习支持单中的勾一勾设计材料，画一画设计图，说一说遇到的困难，想一想自己做到的内容，将创新能力、问题求解能力、决策力、反思评价等高阶思维能力都融入到教学中，并且通过项目过程，用支持单记录了下来，自然形成过程性评价。

2.4.2更新理念，拓宽评价维度

新学习方式的评价既有对概念性知识、高阶认知策略的评价，也包含对低阶的基础知识和基本技能的评价，如教科版五年级上册《光》单元第7课《做个太阳能热水器》。

首先确定《光》单元的单元目标：光的传播特点一直线传播和反射现象，另外认识到太阳具有热能，探究阳光强弱和温度的关系。引入真实的生活情景，冬天新疆阿克苏很冷，小朋友很想用热水洗手，从这个问题出发，去思考怎样设计并制造太阳能热水器。学习完本单元内容以后，我们将运用所学基础知识和基本技能设计并制造太阳能热水器模型，并进行迭代改进。

学生对光的传播特点、光的路径和反射、光的强度与热之间的相互关系已经略有知晓，但如何综合运用这些知识来解决实际问题的能力不足。在STEM理念下，学生以小组为单位，各抒己见，将已知的光和热的知识进行梳理，并提出一些有疑惑的和要用到但还未学习的知识，在项目进行过程中边做边学，这样单元中的基本知识与基本技能就能被很好地卷人高阶思维的过程中，拓宽了评价的维度，同时也让学习过程变得既有趣又有意义。

3.基于“三可标准”的项目学习模型变式

我们对教科版小学教材中适合项目化学习的内容进行了分类，并且在基于教材的项目化学习基本模型的基础上，根据内容来源不同提炼了以下三种变式。

3.1可转化变式

将一个单元中本身不是项目，但是适合项目化的课，基于课标、教材转化为项目，师生用项目化方式进行学习。

例如，教科版（2017年版）小学科学二年级上册《材料》这一单元第4课，《神奇的纸》中有一个“摸一摸”活动，在常态课堂上学生会领取一杯热水，用白纸贴着杯子感受冷热程度;换用瓦愣状纸，再次感受冷热程度，并对比有什么区别，教学指向“材料经过加工、改造、优化后其性能会发生改变”。

怎样将这个活动转化为一个项目呢？“摸一摸”活动，要转化为“隔热纸杯垫”项目，首先需根据课标中工程与技术领域有关的要求和学情，转化为包括低阶学习的高阶认识目标：①知道不同材质的纸有不同的特征，能根據自己的需求选择合适的纸材料;②初步知道草图绘制的要求并能进行简单的绘制;③能根据实际的需求，通过改变或优化材料的性能来制作符合一定功能需要的物品;④能将自己的想法绘制成草图并制作出来，在他人的建议下不断地修正和完善自己的制作;⑤测量纸杯垫的长度、宽度和厚度，制作最合适的纸杯垫;⑥计算纸杯垫的用纸成本。

好的驱动性问题应该联系学生的生活实际，与重要、真实世界的问题有关。创设真实情境，招待客人时热水杯会烫坏桌子，可以用报纸来制作一个隔热纸杯垫，但是平的报纸隔热作用不明显，可以改变材料的性能来制作一个真正具有隔热功能的纸杯垫。引出驱动性问题“利用一张报纸给水杯（杯底长7cm，宽5cm）制作一个隔热垫”，既有一定的挑战性，又符合二年级学生的认知水平。

学生们在解决这个驱动性问题的过程中，需要整合“有关纸的特征，材料结构的比较与选择，设计图的绘制，纸杯垫长度、宽度和厚度的测量，纸杯垫成本的计算”等科学基础知识和技能。接着制订项目计划，就是设计基础课和探究活动，来学习项目涉及的科学基础知识和技能。本项目来自二年级教材，因此评价也需要根据二年级儿童心理年龄的特点来制订。

比对基于教材的项目化学习基本模式，把一节课或一个活动转化为一个项目，需要将教材中这节课或这个活动的学习目标“转化为高阶认知目标”（见图3），把原来指向概念理解的目标转化为运用概念进行决策、解决问题等。而这个高阶认知目标需要覆盖原教材中的核心概念，就像“隔热纸杯垫”的认知目标覆盖了《神奇的纸》中“材料经过加工、改造、优化后其性能会发生改变”这一概念的认知。

3.2可优化变式

教科版小学科学新教材中的一些课，尤其是大单元的最后一课，本身就已经是项目或接近项目，只需要在一些环节进行优化，就可以进行项目化实施。例如，从内容和结构上丰富项目的材料，从合作创新、问题解决方面丰富项目的高阶思维培养。

情境1：在活动中学习“生态系统”

李老师在上教科版五年级科学上册第6课《做一个生态瓶》时，先与学生一起分析池塘中生物与生物之间的关系，再引出“生态系统”，请学生阅读课本上生态系统的概念并记住，然后简单讨论如何设计一个生态瓶，接着每个组领取李老师提前准备好的材料，设计制作一个生态瓶。

学生很喜欢在参与活动的过程中学习新的知识，但是实际上学生制作的生态系统并没有基于他们自己的设计。对于池塘的分析、生态系统概念的记忆，除了考试中会出现，学生并不知道它们怎样与自身的生活相联系。

情境2：在项目中学习“生态系统”

吴老师也在上《做一个生态瓶》这一课，“我们学校生态池里养着的小鱼，隔一段时间就会死掉几条，你们觉得小鱼死掉的原因可能是什么？”学生们根据自己的已有认知提出了很多猜测，吴老师接着引导学生们根据自己的猜测想出解决的方法，“大家认为这些因素都可能會导致小鱼死亡，那我们有什么办法解决这些问题，把生态池建设得更好呢？”接着提出怎样去验证自己的猜想的问题，“同学们说的这些方法真的可以让生态池建设得更好吗？我们有什么可操作的办法来检验吗？”通过一个问题串创设真实的校园情境，引出项目驱动性问题，引起学生思考和解决问题的兴趣。

情境2中，吴老师与学生一起商量确定评价量规，学生们自学生态瓶的制作方法，模仿校园的生态系统设计，并按照自己小组的设计选择材料，制作一个生态瓶。最后小组展示汇报生态瓶建设的生物种类、数量和非生物情况，其他小组运用生态系统概念和评价量规举牌打分评价。

对比发现，情境1中的李老师的教学过程中的探究和生态瓶的设计具有一定的局限性，吴老师提供了丰富可选的项目材料，优化了学习任务（见图4），创设了真实的情境，优化了驱动性问题，优化了评价过程，学生能在真实的问题驱动下，学习“生态系统”的概念，并运用所学知识解决问题。

3.3可重组变式

教材中一个单元中的几节课或整个单元具有相关性，可以通过单元核心知识梳理，创设适合的项目情境，对此单元内容进行项目化重组。

例如，教科版（2017年版）四年级上册《声音》这一单元，按照原来的设计，学生将认识声音是由发声物体振动产生的，声音的高低与发声物体的长短和粗细有关，但是没有充分的感知和实践体验，更没有自己动手尝试制作喜欢的乐器，以及进行调音演奏的经历，无法学以致用。

《制作我的小乐器》项目包括三个任务，它们分别是制作尤克里里、小小调音师和我们的音乐会。创设真实的制作演奏“尤克里里”情境，通过组装调试尤克里里及用多种乐器合奏《小星星》的体验学习，帮助学生深人理解声音的产生原理，探究影响琴发出的声音的高低与琴弦的长短、粗细和松紧的关系，并学习使用螺丝刀等工具，整个项目可以说是科学、技术、工程、艺术四个方面的深度融合。一边享受着科学和艺术结合带来的快乐，一边锻炼自己的动手实践和问题解决能力。

先梳理明确单元学习任务，再对单元核心知识进行重组。教材中也有《制作我的小乐器》一课，已有高阶认知目标，此项目没有用教材中的内容，而是创造性地选用了“尤克里里”，从试教中学生的反应来看，学生的学习兴趣浓厚，实施效果也较好。所以基于教材的项目化学习的可重组变式，在基本模式上还需要加上一个核心知识重组环节（见图5），有时候也需要转化为高阶认知目标。

基于教材，聚焦培养学生高阶思维和问题解决能力的学科项目化教学，经过两年多的实践探索，项目化学习的教育理念，已为许多教师所理解和内化。如何开发更加适合的学科项目，如何把探究式教学和项目化学习有机地结合起来，不断丰富、完善师生教学方式，优化课堂教学模式和策略，提升学生综合素养，还有待继续探索。

（本文作者喻伯军系浙江省教研室小学科学特级教师;本文作者徐玉红系浙江省杭州市基础教育研究室附属学校中小学一级教师）

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