小学科学跨学科项目式学习设计与实践研究

摘 要：自从2021年“双减”政策实施以来，学生作业量和完成时长大幅度降低。学生作业压力减小，有了更多的课外时间，如何丰富学生课余时间成为教育领域面临的新挑战。与此同时，新课标也提出以“设立跨学科学习、组织主题教育、加强各学科联系”为目标的新要求。基于此，文章以小学科学课程内容为研究基础，详细阐述项目式学习优势和要点，并探究“跨学科”教学的要点；然后基于实际教学知识点设计“跨学科项目式学习”方案；最后从实践角度阐述小学科学推进“跨学科项目式学习”模式的优势和可行性。

关键词：小学科学；跨学科；项目式学习；教学案例设计；实践验证

中图分类号：G623.6   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）35-0007-06

随着教育改革的深入开展，“跨学科”“项目式学习”得到大范围应用，上述教学模式突破学科限制，可以实现知识点整合，更符合新时期学生学习需求，因此，深受一线教师青睐。与此同时，项目式学习中，教师角色定位也发生转变，不再是传统的知识灌输者，而是作为引导者和合作伙伴出现，这种方式可以更好地激发学生热情，引导其形成积极向上的学习态度。通过小学科学跨学科项目式学习的设计与实践，有望培养出更具综合素养和创新思维的学生，为其未来的学习和生活奠定坚实基础。基于此，文章探究小学科学跨学科项目式学习的设计与实践有实际意义。

一、 研究背景阐述

进入21世纪，科技改变世界成为时代主题，科技教育的重要性进一步凸显。此时，综合科学课程体系建设得到关注，更多应用科学和信息技术基础知识融入其中。且教育相关文件中，着重突出“科学教育”的重要作用。2017年《义务教育小学科学课程标准》明确提出：“早期的科学教育对科学素养形成有重要意义，科学教育可以促使学生体验科学探究过程等。”随着教育改革的推进，科学教育在实践中积累更多经验，2022年的《义务教育小学科学课程标准》中就科学教育提出更详细的指导，并将多种项目研究案例融入其中。

二、 小学科学跨学科项目式学习方案设计

（一）跨学科及项目式学习内涵

跨学科学习强调不拘泥于单一学科的界限，而是将不同学科的知识、理念和方法相互融合，形成更全面、综合的理解体系。这样的学习方式可以促进跨学科思维，培养学生解决问题的综合能力。

项目式学习是以实际项目为基础，通过实践性的任务来推动学生学习。这种学习方式注重问题解决和团队协作，让学生在真实场景中应用所学知识，提高他们的实际操作能力。

（二）教学目标设立

文章以教科版小学六年级科学中的“微小世界”这个单元为例，设计教学方案。主要教学目标如下：

1. 科学观念

（1）具有放大效果的物体都具有“凸”“透”两个特点。

（2）两个凸透镜有效组合在一起可以增加放大倍数。

（3）光学显微镜主要由目镜、物镜组合起来决定放大作用。

2. 科学思维

能利用材料和工具，通过口述、绘制设计草图等方式表达自己的想法。

3. 探究实践

利用身边的材料和简单工具动手完成设计并制作一个简易显微镜，能发现作品中存在的问题并尝试提出解决方案。

能在教师的指导下完成观察各种微小事物任务，进行总结反思，初步养成良好的学习习惯。

4. 态度责任

体会展示作品的喜悦感和成就感，形成尊重他人、愿意倾听他人的想法，乐于分享和表达自己的想法。

（三）教学思路

以项目式学习理论为基础，结合小学学生身心特点和知识掌握水平，梳理教学知识点，总结知识重点、难点，提出项目探究问题和项目设计实践内容，确定整体教学步骤。一般情况下，项目式学习模式设计整体思路如图1所示。

图1 项目式学习模式设计主要内容图示

结合图1来看，教学方案思考要点如下：第一，前段设计。主要目的是确定教学内容，然后思考跨学科项目式教学思路，结合学生知识掌握情况、能力素养水平，计划教学进度。第二，实践设计，该部分包括两方面内容，①单元教学。围绕新课程标准、教材等，思考项目式教学方案，确定每一小节重难点和教学目标，并再次确定设计的活动具备可行性，可以在教师带领下，引导学生进行实践。②教学过程的细化。教师围绕学生兴趣，设置驱动性问题，确保调动学生积极性，引导其主动参与其中。第三，设计多元化评价体系。传统评价方式过于死板，且难以对学生进行多方面评价，对培养学生思维能力存在限制，基于此，在设计项目式教学方案的同时，设立多方面评价体系，将创新思维、创意能力、动手实践能力等纳入评价指标体系，并突破传统教师评价思维限制，实现“学生评价+教师评价”这一目标，设立多元化评价体系，确保评价过程可以进一步辅助项目式教学目标实现。

主要内容和设计思路如下：

以坊间出现一批2019年版的10元假币，与正版唯一的区别在背景溪流中小船，此部分肉眼难以分辨，需要用观察工具进一步核实为背景，出示工程任务设计并制作一个简易显微镜，最后观察10元人民币上小船的方式进行性能测试。通过鉴别人民币的实际问题链接科学概念。根据任务要求，进行头脑风暴，确定最终的评价标准及需要的知识。通过探索学习必备的科学知识：具有放大图像的物体的特点、组合两个凸透镜增强放大效果的方法。在设计环节提供有格子的绘图纸、两块凸透镜，其余材料通过自主寻找，让学生在已知显微镜结构的基础上，发挥创造力，利用不同的材料实现特定的功能。根据设计图，课余时间讨论、制作。遇到问题时，相互讨论解决，并记录于项目日志。通过检验再检验，以评价标准为依据，在交流讨论的基础上对自制显微镜不断进行测试、调整、优化，最终制作完成一个能观察人民币的简易光学显微镜。

（四）主要教学方法

以小组合作方式为基础推动项目式学习方式进行。首先，设立真实的教学情境，以实际现象为引，调动学生探究热情。其次，案例设计中以问题为基础，通过合作探究，了解显微镜的主要构造。并且以问题为基础引入下一环节，带领学生基于驱动式问题，在合作探究中完成实验观察，记录相关数据。最后，在实验基础上，通过深入分析，提出解决策略。

（五）方案设计主要内容

随着科学、技术、工程与数学的整合教育，在当下的科学教育中培养小学生的工程实践能力至关重要。以显微镜作为原型，借助建模的方式展开教学，以提高学生的设计和创造能力。自制显微镜这样的活动操作难度适中，材料易得，学生可以在发明创造的过程中收获成功的喜悦。整体设计方案如下。

1. 基于跨学科理念明确学习任务

借助多媒体、教室教学用具等营造教学情境。通过视频引导学生提出问题，然后以问题为导入，明确工程任务：设计并制作一个简易显微镜，最后观察10元人民币上的小船进行性能测试。

2. 全员参与，科学分组

研究案例设计5人为一个小组，项目从7月中旬正式进行教学，到8月初进行项目展示，并收集实验记录表、记录单等内容，8月中旬确保项目汇报和反思活动全部完成。实验活动以小组为单位，每一小组收集一套完整的实验数据即可（需要保证数据充足、翔实），数据收集情况会影响小组考评分数。最后，展示汇报阶段也以小组为单位，小组可以自行安排汇报展示环节每个人的具体任务。

3. 自主设计，激发学习兴趣

小学科学的教学目标之一是培养学生的科学学习兴趣，促使其形成科学思维。基于此，教学方案设计中，为学生提供足够的空间，允许其自行探究、自主思考是一大亮点。案例中教师围绕学生学习兴趣，在规定的教学大纲和教学计划前提下，允许学生基于自身掌握的知识点和自主学习成果，通过合作、探究、沟通方式，设计小组实验方案。在自主思考设计过程中，学生会掌握更多课外知识。

4. 构建多元评价体系，鼓励学生自主探究

传统的单一式评价方式难以满足新时期的教学需求，基于此，研究案例结合现代化教育目标，提出多元评价方案。该评价模式以“过程性评价、总结性评价、表现性评价”三大内容为基础，评价组成如表1所示。

结合表1可知，多元评价体系的构建，可以尽可能公平、公正地做出评价，并且从多个角度评价学生能力。上述应用的KWEL表格主要是一种用于激发学生学习兴趣、引导他们思考和记录知识的工具。“KWL”代表三个阶段的关键词：Know（知道）、Want to know（想知道）、Learned（已学到）。同时，现场展示环节，为了更为细致、全面对学生的表现做出评价，制订如表2所示标准，辅助对学生做出评价。

（六）实践教学

结合上文对教学方案主要内容的详细阐述，以教学进度和教学计划为依据，明确实践教学各阶段学习任务。

结合教材中的“放大镜”“怎样放得更大”等几节课程内容，引导学生在项目式学习中深入了解显微镜的构造，最后以“显微镜的制作”实践活动为基础，总结整体学习过程。

在跨学科项目式学习之前，做好准备工作。结合心理学知识、数学核心素养等，挖掘学生兴趣点，确保构建的教学方案可以调动学生的参与热情。项目式学习过程中，教师发挥指引者和合作者的作用，尽可能为学生提供自主探究平台和空间，从而为培养学生科学核心素养、跨学科知识整合能力等奠定基础。

1. 课中知识内化

基于项目式学习模式，将相关课程内容进行知识整合，以主题“显微镜的制作”为基础进行整合，展示两张真假人民币，帮助学生如何辨别人民币的真伪，由此通过视频和图片了解大有来头的人民币，展示人民币上的“暗迹”。通过用鉴别人民币的实际问题链接科学概念。根据任务要求进行头脑风暴，确定最终的评价标准及需要的知识。

2. 具体实践

整体活动分为四个阶段：第一阶段，科学知识储备；第二阶段，方案的制订与实施；第三阶段，产品展示与汇报评估；第四阶段，拓展延伸，课外实践。

（1）第一阶段

教师给每组提供金属片、木片、玻璃片、纸片、大半球贴片等结构化实验材料，学生用这些物体观察文字，找出能放大图像的物品。在探索中得出结论：具有中间厚边缘薄、透明这两个特点的物体都有放大图像的功能。接着故事导入：詹森偶然把两个凸透镜片放入同一根管子中，发现看到的图像变得更大了，引发学生思考并进行动手实践探究，找到放大本领更强的物体。

（2）第二阶段

有了科学知识储备，在设计环节提供有格子的绘图纸、提示学生需要按比例尺规作图。学生的空间想象能力有限，没能绘制完整的三视图，故要求把各部分结构及其材料标注上，更有利于制作。仅提供凸透镜片，其余材料通过自主寻找，让学生在已知显微镜结构的基础上，发挥创造力，利用不同的材料实现特定的功能。

本工程制作需要的时间较长，故设置相应的项目日志提供给学生填写、记录、回顾，增强学生的合作意识，作为过程性的评价标准之一。学生根据设计图寻找材料，初步建构本组自制显微镜的框架。

（3）第三阶段

学生小组合作对设计图、实物图进行解说：整体结构、各部分材料及连接方法、使用方法。让学生通过交流提问，明晰改进的方向。相互学习，确定优化策略，产品不断向最终的评价标准靠近。

（4）第四阶段

结合评价表自评，学生可以对自己参加的各个活动进行总结和反思。通过他评，学生间可以获得更多的思考和灵感。

三、 小学科学跨学科项目式学习实践分析

文章研究的教学案例在××市某小学2班得到应用，1班采用其他教学方法完成教学。以学生课堂表现、参与度、学生兴趣、成绩为指标，探究跨学科项目式学习教学方式的实践应用价值。