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引进项目式学习理念助推学生科学思维发展

2023-04-10王丽亚

小学科学 2023年8期
关键词:科学思维项目式学习小学科学

王丽亚

〔摘    要〕核心素养导向下的项目式学习,可以培养学生解决问题的实践创新能力和勇于探究的科学精神。在科学教学中引进项目式学习的理念,可以助推学生科学思维发展,并最终实现学以致用。将科学思维融入项目式学习是符合时代需求的产物。本文将结合教学实际,围绕“创设真实情境”“设计驱动性问题”“构建科学概念”“设计先行评价”,提出基于科学思维的小学科学项目式学习的几点建议。

〔关键词〕小学科学;核心素养;项目式学习;科学思维

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  (2023)  08-0016-03

2022年版《义务教育科学课程标准》以培养学生的核心素养为目标,要求教师在教学过程中把握学科特点,以素养为导向。新课标明确提出“项目研究”的概念。因此,在笔者看来,项目式学习就是其中一种值得探索的培养学生科学素养的方式。长久以来,教师在落实“项目研究”时,存在一种思维(教学)定式,产生了很多“伪项目式”学习。笔者结合实际分析如下。

问题一:情境“真实”又“陌生”,情感融入体验不足。教师在情境创设时,受时间限制,往往简单介绍情境后便急匆匆开始项目式学习,或者情境的真实性与学生实际接触的环境相去甚远。如《运动的小车》一课,教师创设快递站收发快递的情境,对学生而言,不如换成垃圾小车定时取垃圾来得更为熟悉常见。

问题二:探究“浅层”无“进阶”,是“伪项目式”探究学习。教师布置探究任务,提出问题,学生踩着“项目”的小步子前行。教学中缺少进阶性问题的驱动,学生的科学思维无法深入发展。

问题三:概念“深入”而“浅出”,思维提升脱节。传统教学更倾向于低级简单的浅层次学习,学生被动接受知识,无法将知识内化。究其原因,是教师在项目式教学中先教后应用,学生缺少对知识建构的主动性。

问题四:评价“滞后”且“单一”,设计制作脱离要求。项目评价要求越是具体细致,学生思考、设计、制作时,考虑得越周到,科学思维的火花碰撞得越激烈,项目产品的呈现越完美。

如何实现真正意义上的项目式学习,助力学生科学思维发展?本文将结合实际教学案例进行阐述。

一、创设真实情境,启迪学生科学思维

项目式学习强调科学“实践”,是一个对真实有挑战性的问题进行自主合作、持续探究的学习过程。在开展项目式学习时,教师需要尽可能创设真实并且熟悉的情境,组织学生解决问题,最终实现培养学生科学思维的目的。

在《神奇的小喇叭》一课中,教师创设了MP3在使用过程中找不到耳机的情境,引出利用已学知识制作一个小喇叭的项目。在这个情境下,教师让学生回顾旧知—给出小喇叭制作的新知(方法)—使用小喇叭。小喇叭的制作贯穿整节课,情境的作用没有戛然而止,而是将情境作為学生思维发展的载体。

当然,我认为这个情境的设计也有值得商榷的地方:①现在的学生没有见过MP3,更不用说使用了;②小喇叭的制作完成还是需要使用耳机线进行组装。虽然情境真实,但是学生会有“我为什么要做这个项目”的疑问。MP3已经过时了,与当代生活脱节。在教学实践中,学生也确实都反映没有见过MP3。所以教师在教学中不妨让学生自己去用MP3听一听,同时出示一个已经坏了的耳机,这样学生更容易产生共情。

项目式学习应该与时俱进,能够调动学生学习动力和创新思维,需要避免为情境而情境的误区。好情境的创设,可以让师生的认知、观点和情感在情境中不断碰撞与提升,学生的科学思维也能得到一定的发展和提升。

二、设计驱动性问题,培养科学思维能力

项目式学习的核心要素是驱动性问题的设计,这也是项目式学习能够持续开展的关键。它要求教师在深入解读课程标准的基础上,对项目主体进行综合考量,最终提炼出几个具有进阶性的、有意义的、符合学生科学思维发展规律的具有挑战性的问题。

如在《光的反射》一课中,教师在“博物馆安保人员给名作设计激光报警装置”的大情境下,通过3个主要驱动性问题的设置,不断引导学生积极探索,并实现长时维持学生好奇心与求知欲的目的。

学生在这三个问题的驱动下,对自己的设计不断改进:一面镜子—两面镜子—四面镜子。

在解决问题的过程中,不断生成新的问题,学生在活动中保持着积极的探究热情,最终实现激活学生科学新思维的目的。驱动性的问题的设计应该具备以下特征。

一是引发头脑风暴的驱动性问题。

问题1让我们看到驱动性问题应该具有一定开放性。既然报警装置只有两套,而我们需要更多的光线,学生在教师提出问题后,会立刻在脑海中搜索自己的前概念,联想到利用镜子代替激光发射装置。有效深入的对话,促进学生知识的建构和观念的转变,能够更有效地激活学生的高阶思维。

二是引领主动探究的驱动性问题。

问题2的设计给足学生镜子,让学生自己去设计、思考,由一面、两面到四面,该怎么布控呢?挑战难度不断攀升,学生的兴趣也越来越浓厚。最终学生发现自己能够利用这么多的镜子制造更多的光线,这是多么有成就感的一件事呀!

三是具有逻辑关系的驱动型问题。

本课教学中出示的三个大问题对该课三个教学活动起到穿针引线的作用。三个活动之间具有一定的链条关系,促进思维推进有序,最终实现深度学习的目的。

以驱动性问题为导向,经历真实情境中科学家思考研究的历程,采用子问题层层推进解决的实施逻辑,使得学生解决问题的能力、思维发展的水平得以提高,最终实现核心素养中所要求的四大目标。

三、构建科学概念,发展科学思维品质

俗话说:“实践出真知。”项目式学习强调学生在做项目的过程中,科学概念的获得是因为项目所需而自觉主动地学习与项目相关的重要学科概念、原理和能力,是学生自主发掘知识产生的过程。

如《用气球驱动小车》一课中,教师出示一组数据揭示车速过快是引发车祸的主要原因,让学生思考利用反冲力来设置减速装置的情境。课本在实验之前,用了很大的篇幅介绍利用气球探究反冲力。但是气球放气过程中会向相反方向运动是现在很多学生都熟知的前概念,这就变成一种重复学习。教师创设情境,弱化了反冲力的探究,将重点放在探究气球大小、喷嘴大小与反冲力的关系上。

基于此,本课设计了三个活动:

活动一:出示材料,学生自主探索,发现问题。气球反冲力过大会往回运动。活动二:针对活动一进行调试。学生在调试过程中经历实践、反思和概念重构。当然,在实际教学中斜面倾斜角度会对实验产生一定的影响,个别小组可能会失败。为什么失败呢?这种“有效失敗”,也是科学思维的发展。学生做出产品并不是最终目的,我们要做的,是让学生在这个过程中调动前概念,习得新知识,促进科学思维的发展。

四、设计先行评价,改进科学思维方式

科学的评价应该具有综合性、增值性和过程性。评价的设计也是项目式教学中最难的部分。项目式学习的评价是贯穿整个学习过程的,评价先行可以改进学生科学的思维方式,指导和实现产品的优化迭代。

以《模拟安装照明电路》为例,教师首先出示了贫困山区通电后,小红对自己房间安装照明电路的需求。学生思考安装照明电路需要考虑的因素,这就是一种解决问题的思维方式。然后课件直接从三个维度给出设计制作的评价要求:

有了先行的评价标准,学生在照明电路的设计与安装过程中,就能做到有的放矢。三个评价要求指向各有不同:科学性指向双回路的设计;实用性指向安装位置的设计;安全性指向实际操作。多维度的评价指引学生考虑问题要全面,培养学生科学的思维方式。

实验结束后,让学生根据自己组在项目完成过程中的表现进行打分,然后在班级内进行展示和互评,通过贴星星的方式直观有效地进行评价。这也是一种最简单有效的交流方式。

先行的评价标准让学生对于即将开始的学习项目有一个清晰的目标和正确的方向,促进学生在项目学习过程中有效交流,及时地调整与修正,最终实现产品的优化迭代,改进解决问题的科学思维方式。

综上所述,项目式学习以学生为中心,给学生提供了动手操作和亲身体验的机会,使他们由原来教育活动的主体初步转变为社会实践的主体。既重视科学知识在实践中的应用,又重视学生主动探索精神的培养。它改变了教与学的传统模式,重视学生的创造性思维,是一种有效提升学生科学思维能力的方法。

参考文献

[1]喻伯军.义务教育课程标准(2022年版)课例式解读科学[M].北京:教育科学出版社,2022.

[2]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.

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