初中科学微项目式学习实践探究

摘    要：学科微项目式学习聚焦1～2课时的教学内容，基于真实情境，引导学生进行合作探究、组内和组间交流、学习评价等活动。在微项目式学习活动实施前，教师需要对教学内容、教学目标及学习流程进行重构。在微项目式学习活动实施中，教师可设计多个驱动问题，引导学生在实践中加深对知识的理解和应用，并制订评价量表对学生学习的过程性内容进行评价。微项目式学习的模式具有可推广性，教师需要遵循其维度要求，分析其支架形式，从而使其在促进学生学科核心素养形成方面发挥更大作用。

关键词：微项目式学习；初中科学；核心素养培育

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“《课程标准》”）要求重视综合评价，促进学生发展，尤其是强化过程评价，重视“教—学—评”一体化，关注学生在探究和实践过程中的真实表现与思维活动。但当下的科学课堂仍存在诸多问题，如实证意识欠缺、教学内容松散、过程评价欠缺、缺少成果的物化和输出等。而微项目式学习聚焦1～2课时的教学内容，基于真实情境，引导学生进行合作探究、组内和组间交流、学习评价等活动，能有效地解决上述课堂问题，促进学生学科核心素养的形成。下面，笔者以“自制戥子秤”微项目式学习为例具体阐述。

一、教学内容、教学目标及学习流程重构

重构是微项目式学习方式的创新点，包括教学内容重构、教学目标重构、学习流程重构，它既是项目设计的核心，也是入项探索的基石，还是驱动性问题产生的母体。

（一）教学内容重构的深度解读

微项目式学习不再只是注重知识点的落实，而是通过自主探索、合作交流、实践体验，聚焦成果发布，实现知识的迁移应用。“自制戥子秤”微项目式学习属于浙教版义务教育教科书《科学》九年级上册第3章第4节《简单机械》中“杠杆”部分的内容。《课程标准》对这节课的内容要求是“知道杠杆的特点，并解释一些生活实例”，学业要求是“能探究杠杆的特点，解决杠杆相关问题”，活动要求是“在杠杆的各种省力或费力问题情境中，研究杠杆的平衡条件，这是对杠杆五要素学习的深化和拓展”。笔者结合对《课程标准》的解读，提炼出这节课的核心概念“物质的运动与相互作用”“技术、工程与社会”“工程设计与物化”，以及“系统与模型”“稳定与变化”等跨学科概念，并以此为指引，设计“自制戥子秤”微项目式学习活动，从戥子秤的设计、制作、评价等方面对内容进行了重构，具体如下。

以四两拨千斤为驱动问题，以戥子秤制作为核心任务，将杠杆五要素、杠杆平衡条件融入工程制作，经历“明确问题、抽象建模、规律探究、迁移应用、评价优化”的过程，实现知识、能力的“从有到用”。

（二）教学目标重构的要素分析

笔者从科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面对“自制戥子秤”微项目式学习的教学目标进行重构，突破了KAPO模型中知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标设计，具体如下。

科学观念：通过戥子秤的制作，知道工程需要经历明确问题、抽象建模、规律探究、迁移应用、评价优化等环节。

科学思维：能建构杠杆模型，能分析、解释杠杆五要素，通过实验能从数据中归纳出杠杆平衡条件，展示对相关概念、原理的理解。

探究实践：根据实际反馈结果，对戥子秤模型进行反思和评价，然后迭代改进。

态度责任：乐于合作与交流，善于通过小组合作，共同解决杠杆的五要素、杠杆平衡与戥子秤制作等问题。

（三）学习流程重构的进阶设计

尽管教材呈现的知识内容流程比较有条理，也易于实现知识的系统化，但在思维衔接上则存在明显的强制性和跳跃性。因此，笔者以“自制戥子秤”为课题进行微项目式教学，并从中心环节、问题驱动、核心概念、目标培养四个方面对学习流程进行了重构。“自制戥子秤”微项目式学习进阶设计如图1所示。

其中，“力臂”等核心概念并非生硬给出，而是围绕“自制戥子秤”的驱动性问题，让学生自主猜想杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在的关系，进而通过实践探究活动，实施过程表现性评价和成果终结性评价，最终使学生达成对知识的高阶认知和迁移应用。

二、设计驱动性问题，推进产品“物化”

项目式学习中的“物化”就是学生造物的过程，即学生通过学习对某个项目的材料、色彩、造型等进行分析，完善物品的功能、结构、装饰，制作出产品的过程。对初中生来说，其制作的产品应该具有一定的创造性和推广应用的价值。

在微项目式学习活动中，笔者总共设计了五个驱动问题，引导学生从规律中寻找制作产品的原理，形成设计方案，初步制作产品，并提出迭代改进的设想。后三个问题针对产品“物化”阶段，具体分析如下。

问题3：请你用杠杆自制戥子秤，称量重力为0.5 N、1 N、1.5 N的钩码，测量秤砣与支点的距离，并归纳杠杆平衡规律。

设计意图：这一环节有三个步骤，即调平、测出三个重力标记的距离、寻找力的大小和距离的关系并得出规律。设计中有意简化了教材要求的探究实验四个变量，只要求学生比较动力臂和阻力臂的关系，降低了难度，适合学生自主探究。当学生得出动力臂与阻力臂成正比的规律后，就能顺利完成此问题。同时，学生也完成了对杠杆平衡条件的探究，即经历了最核心知识的得出过程。

问题4：根据你标记出来的数据，分析戥子秤上的刻度，看看有什么规律？这个规律对你有什么启示？

设计意图：这一课的核心知识点是杠杆平衡条件，其转化成驱动性问题后，学生比较容易完成。学生根据得出的杠杆平衡规律，利用正比原理平均标出刻度，制作出完整的戥子秤，是这节课“物化”的过程和作品展示的过程。学生还需在这一环节完成用制作的戥子秤称量一块巧克力或者若干颗糖的重力，把测出的重力与用微型电子秤称出的标准量进行比较，从而对戥子秤的制作精度作出误差分析。这一环节使用后置量表对学生的制作产品作出评价。

问题5：在真实的称量中，若称量一个质量较大的物体，需要怎样扩大戥子秤的量程？若称量一个质量较小的物体，要如何提高戥子秤的精确度？除了刚刚说到的改变动力臂（水平平衡时戥子盘与支点的距离），还有什么办法？

设计意图：在戥子秤的制作中，学生能获得杠杆学习的体验，以及完成“物化”的成果。项目式学习与探究学习的区别就是要有深度的讨论和互动，并有产品的迭代改进和推广过程。此驱动性问题旨在引导学生对自己制作的产品进行反思，发现不足，主动产生改进的愿望，进而在实践中进行迭代，并在制作的过程中加深对杠杆知识的理解，学会迁移运用。

三、设计评价量表，检核学习表现

评价是项目式学习的重要环节，目的是关注学生如何学习，激发学习动机，并帮助学生了解如何改进学习策略和设计出更好的产品。评价的方法可以多种多样，教师要注重学生对目标和标准的理解，并围绕项目式学习任务和学生在活动中的表现，设计PTA检核量表，引导学生提升能力。

项目式学习的评价指向学习目标，具有“目标—实践—成果—评价”的一致性。蒋永贵、金京生等人在《以评促探：基于标准的科学探究评价工具设计与应用》一书中提出了四种PTA检核量表，即前置量表、前生量表、后置量表、后生量表［1］。在实际操作中用得比较多的是前置量表和后置量表。笔者在这节课中选用后置量表对学生学习的过程性内容进行评价，然后要求学生各小组分享评价，交流学习体会和改进策略。“戥子秤”评价后置量表如表1所示。

合理恰当的评价工具既有很好的激励作用，也能帮助教师判断学生表现性任务的完成度。如：物化成果是否回答了驱动性问题？是否认知了核心知识？探究实践是否深度参与？产品优化迭代是否有创新？表现性评价任务和评价工具的一致性可以减轻教师的认知负担和工作压力。

四、微项目式学习的后续研究

夏雪梅指出，为终身学习奠基的项目式学习，聚焦的是概念性知识［2］。项目式学习不直接指向知识点，而要围绕学科核心概念，以学生为中心，引导学生选择、计划、提出项目构思，并通过展示、实践等多种形式解决问题，从而提升学习效率，实现以高阶学习带动低阶学习。

（一）微项目式学习的模式推广

在微项目式学习实践中，笔者遵循微项目式学习的六个维度（核心知识、驱动性问题、高阶认知、实习实践、公开成果、学习评价）要求，将“重构·物化·评价”模式迁移应用到其他课例中去，开发出了多个具有区域影响力的案例，如《自制密度计》《皮蛋的制作——酸碱盐的鉴定》《验电器的制作》《发布台风预警——“风”》等。

（二）微项目式学习的支架分析

微项目式学习的支架包括设计单、记录单和观察单。提供设计单可促进项目成员的分工细化，使他们各司其职、有所侧重，避免因任务分配过于笼统而出现降低团队协作效率的情况。提供记录单可让学生及时记录自己的观察与感受、项目实施时遇到的问题，以及每个项目步骤实施后的反思记录，从而形成微项目式学习的闭环。提供观察单应在研究学习报告输出前的微项目式学习实施阶段，教师必须重视指导学生进行有效观察，可以采用定向观察、连续观察、全面观察相结合的方式。[□][◢]

参考文献：

［1］蒋永贵，金京生，等.以评促探：基于标准的科学探究评价工具设计与应用［M］.杭州：浙江大学出版社，2021：17-19.

［2］夏雪梅.项目式学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践［M］.北京：教育科学出版社，2021：35.