在小學(xué)科學(xué)課堂中實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力
——以“‘船’奇世界”主題案例為例

吳嘉寶 _ 北京市豐臺(tái)區(qū)豐臺(tái)第五小學(xué)

在小學(xué)科學(xué)課堂中引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將科學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)高階思維能力。本文基于小學(xué)科學(xué)教科版教材五年級(jí)下冊(cè)“船的研究”的單元教學(xué)，以“‘船’奇世界”為主題，以“設(shè)計(jì)并優(yōu)化一艘小船”為項(xiàng)目任務(wù)，建構(gòu)基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，注重過(guò)程與體驗(yàn)的小學(xué)科學(xué)課堂。

1.入項(xiàng)

在項(xiàng)目實(shí)施前，教師首先在班級(jí)中做學(xué)情前測(cè)：在紙上設(shè)計(jì)一只可以在學(xué)校觀景水池中行駛并且可以載重一定量物體的小船，在設(shè)計(jì)中把材料、動(dòng)力、特色方面進(jìn)行簡(jiǎn)要標(biāo)示。通過(guò)簡(jiǎn)單的前測(cè)，能夠分析出目前學(xué)生設(shè)計(jì)制作船所存在的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不斷討論，師生共同明確了船的制作要考慮4點(diǎn)最關(guān)鍵的性能要求：動(dòng)力和推進(jìn)性能、浮力和穩(wěn)定性、耐用性和材料選擇、水密性和防水性。

2.確定實(shí)施計(jì)劃

首先，教師向?qū)W生介紹船舶的重要性和歷史背景，引入相關(guān)的問(wèn)題和有趣的故事，引發(fā)學(xué)生提出疑問(wèn)，激發(fā)他們對(duì)船舶發(fā)展的興趣。接著，教師可以在課堂上與學(xué)生一起討論船舶的發(fā)展進(jìn)程，確定調(diào)查要求：調(diào)查并記錄歷史中船舶類型的發(fā)展進(jìn)程，同時(shí)針對(duì)一種特定的船舶類型進(jìn)行深入調(diào)查。

在調(diào)查過(guò)程中，學(xué)生可以尋求協(xié)助和指導(dǎo)，以確保準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)語(yǔ)言表達(dá)和繪制圖表、圖像等方式來(lái)展示調(diào)查結(jié)果。在這個(gè)階段，學(xué)生通過(guò)書(shū)籍、媒體、訪問(wèn)等，將需要的資料進(jìn)行收集和整合，同時(shí)，還需要從中提取出適用于后續(xù)小組船只設(shè)計(jì)的有用信息，并進(jìn)行分析和判斷。這樣的調(diào)查過(guò)程不僅避免了簡(jiǎn)單的復(fù)制粘貼，更培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維能力。

3.開(kāi)展研究實(shí)踐

各小組選擇一種船舶類型進(jìn)行模仿制作。這個(gè)階段并不強(qiáng)調(diào)需要達(dá)到怎樣的載重量，而是讓學(xué)生應(yīng)用搜集的船舶知識(shí)，設(shè)計(jì)出一只穩(wěn)定且可行駛1米遠(yuǎn)的小船即可。這也是讓學(xué)生初步對(duì)上面提到的四大性能的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行思考。學(xué)生需要制定一個(gè)研究計(jì)劃和項(xiàng)目設(shè)計(jì)書(shū)，在制作前確定項(xiàng)目的目標(biāo)和預(yù)期結(jié)果，列出需要的材料和工具，并安排實(shí)施步驟的時(shí)間表。有了設(shè)計(jì)思路后，利用項(xiàng)目設(shè)計(jì)書(shū)在班內(nèi)交流匯報(bào)，然后著手制作一個(gè)船模。

在制作過(guò)程中，為了確保船模設(shè)計(jì)的合理性和構(gòu)造的穩(wěn)定性，學(xué)生自然會(huì)考慮船體材料選擇、結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)、重心的合適位置、良好的動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等因素。船的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的過(guò)程，所以這個(gè)階段不需要對(duì)載重量有要求，當(dāng)船體實(shí)現(xiàn)基本的穩(wěn)定漂浮后，再加上動(dòng)力系統(tǒng)。

項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，教師要提供必要的支持和指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服遇到的困難?？梢酝ㄟ^(guò)小組討論、個(gè)別輔導(dǎo)、示范演示等方式來(lái)幫助學(xué)生理解和解決難點(diǎn)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生之間合作和互助，促進(jìn)他們共同解決問(wèn)題。

4.形成項(xiàng)目成果

本階段在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施期間耗時(shí)最久，學(xué)生要改進(jìn)自己的船模，保持1米的行駛距離，但要增加船的載重量?？此浦桓倪M(jìn)載重量這一方面性能，但船的載重量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、船型、材料、動(dòng)力系統(tǒng)等多個(gè)因素之間息息相關(guān)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，船所能承載的最大載重量受動(dòng)力的限制，較大的載重量需要更強(qiáng)大的動(dòng)力來(lái)推動(dòng)船體前進(jìn)。再有就是一些共通的改進(jìn)思路，如一個(gè)寬大的船體可以提供更大的浮力，因此，可以承載更多的重量。同樣，船體的長(zhǎng)度和深度也會(huì)影響它的載重量。

為了更好地支持不同小組解決各自的問(wèn)題，教師在此階段更注重在課堂上進(jìn)行階段性的活動(dòng)和交流。根據(jù)每個(gè)小組研究?jī)?nèi)容的不同，課堂組織的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何獲取未知知識(shí)以及交流改進(jìn)的方法等共同問(wèn)題，再結(jié)合小組討論、自主探究和個(gè)別指導(dǎo)等多種形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)滿足不同小組學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。例如，在制作過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生注意船模結(jié)構(gòu)的合理性和輕量化設(shè)計(jì)的思路。通過(guò)讓學(xué)生親自參與實(shí)踐，增強(qiáng)他們對(duì)船模載重性能改進(jìn)的理解和實(shí)際操作能力。

通過(guò)持續(xù)的研究，學(xué)生能夠逐漸建立起對(duì)改進(jìn)方法的理解，并且持續(xù)不斷地改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在改進(jìn)完成后，學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)效果的測(cè)試，算出各小組載重量增加的百分比。

5.出項(xiàng)

經(jīng)歷了改進(jìn)優(yōu)化后，學(xué)生的設(shè)計(jì)日志和船模制作已經(jīng)出爐了。班級(jí)中船模的載重量改進(jìn)百分比也已經(jīng)測(cè)試完畢，有了相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這時(shí)，每個(gè)小組都上講臺(tái)進(jìn)行匯報(bào)，帶著匯報(bào)前完成的自評(píng)表，不僅交流展示船模設(shè)計(jì)，而且也要利用屏幕展示改進(jìn)后的設(shè)計(jì)日志，著重講解如何提升載重量、如何解決改進(jìn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。每個(gè)小組匯報(bào)完后，再利用互評(píng)表進(jìn)行打分。項(xiàng)目學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)表非常重要，評(píng)價(jià)表的設(shè)計(jì)也應(yīng)該聚焦到過(guò)程與結(jié)果上，所以自評(píng)表和和互評(píng)表都要更注重表現(xiàn)性相關(guān)的評(píng)價(jià)，而非僅僅關(guān)注船模作品的載重效果。

該項(xiàng)目式教學(xué)在實(shí)施過(guò)程中形成了兩方面特色。一是注重過(guò)程，以船模的改進(jìn)度作為作品評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。在作品評(píng)價(jià)表中，突破了常規(guī)評(píng)價(jià)，用船模載重量增加的百分比作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生分小組選擇一種船型進(jìn)行探究和設(shè)計(jì)，利用每個(gè)小組載重量的提升百分比進(jìn)行主要評(píng)價(jià)，這樣的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變能夠讓學(xué)生更為關(guān)注過(guò)程性學(xué)習(xí)。同時(shí)，這樣聚焦過(guò)程的評(píng)價(jià)要求學(xué)生隨時(shí)反思和評(píng)估自己的學(xué)習(xí)策略和方法，使他們能夠自主監(jiān)控學(xué)習(xí)過(guò)程中的成功和困難，并相應(yīng)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法和策略。二是深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的高階思維能力。從最開(kāi)始就分小組深入探究、設(shè)計(jì)、制作一種船型，這樣切口小，學(xué)生就能夠“研”得更深。他們?cè)诟劢沟捻?xiàng)目化學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)批判性思考、創(chuàng)造性思考，培養(yǎng)問(wèn)題解決和分析能力，并將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中，從而提高高階思維能力。■