基于项目化学习的科学单元整体教学实践研究

［摘 要］项目化学习是以素养为导向，培养学生核心素养的重要途径。在小学中高段开展项目化学习，教师要创造性地使用教材，以一个大项目统领整个单元，开展单元整体教学：基于课标解读，明确项目目标；梳理课程逻辑，设计项目任务；安排教学过程，开展项目活动。这样引导学生在项目化学习中解决真实问题，拓宽了学习空间，增加了学习的深度和广度，实现了提升学生科学核心素养的目标。

［关键词］小学科学；项目化学习；单元整体教学

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2025）09-0073-05

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）指出，科学课程要以素养为导向，培养学生的科学核心素养。同时，《义务教育课程方案（2022年版）》提出，“要积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动，加强知识内在关联，促进知识结构化”。科学学科作为一门探究与实践相结合、注重培养学生科学思维和实践操作能力的基础性学科，具备开展项目化学习的有利条件。

项目化学习侧重于让学生通过解决真实问题来学习和掌握知识技能。在项目化学习过程中，学生通过完成实际操作项目，其知识得到进一步巩固和深化，创新思维和动手能力得到锻炼，核心素养得到提升。但在实际教学中，项目化学习存在以下问题。一是项目内容偏离科学新课标，没有明确目标导向。教科版科学教材多以项目化形式呈现单元教学内容，由于教师在执教过程中很难把握单元目标，或者在执教过程中忽略每节课之间的关联，无法与科学新课标要求密切联系起来，导致没有明确的目标导向。二是项目实施无延续性，学生的学习没有真正发生。有研究表明，非长时间持续开展的项目化学习对学生核心素养的提升作用不大。几节课的教学无法完成对学生素养的培养，项目化学习过程至少需要半年的时间，否则无法获得真正的效果。三是项目指向工程设计，弱化思维发展。项目化学习以培养学生的科学核心素养为宗旨，指向对学生工程设计能力的培养，但有些项目弱化了科学概念的建构，导致学生的科学思维发展受限。

为解决以上问题，笔者把项目化学习融入单元教学中，以一个大项目统领整个单元教学，通过科学概念和探究的协同发展，培养学生的核心素养。

一、基于课标解读，明确项目目标

科学核心素养的培养应坚持整体性原则。以一个大项目统领整个单元教学，有利于将核心素养的培养落实到日常教学中。单元整体教学要求单元总目标和分课时目标结构紧密、逻辑清晰，用一条主线将整个单元内容串联起来。同时，前后课时连贯，保证学生在较长时间内持续性地经历完整的大单元项目化学习过程，实现技术、工程与科学的有效融合。

（一）巧借学段目标，解析项目主题

笔者基于学生核心素养的发展，深入解读科学新课标，根据5～6年级的学段特点，总结出学段目标（见表1）。

（二）剖析跨学科概念，明确项目主题

通过研读科学新课标，笔者找到与五年级下册“船的研究”单元相关的跨学科概念，以及细化后的学科核心概念（见图1）。

（三）深耕学习内容，制订项目目标

学生通过达成学科核心概念的内容要求，实现对跨学科概念的理解（见表2）。教师引导学生在学习单元知识的基础上，体会学科间的联系，感悟学科间的奥妙，激发学生的学习热情。

二、梳理课程逻辑，设计项目任务

教科版科学教材中有多个单元的设计整体采用的是大项目建构、小项目推进的策略，如三年级下册的“物体的运动”、四年级上册的“声音”、四年级下册的“电路”、五年级上册的“光”、五年级下册的“船的研究”“热”、六年级下册的“小小工程师”等。由于教材中的每节课都是一个相对独立的小项目，没有一个共同的大目标，项目实施没有延续性，学生的学习无法真正发生。由布鲁纳提出的内在动机理论可知，教师可以充分调动学生的学习热情和主动性，从而把学生的外部学习动机转化为内部学习动机，提升学生的学习能力和认知水平。课堂教学中，教师可将单元整体项目任务作为外部动机，让学生运用已有知识解决真实问题，激发学生的内部学习动机，从而促使学生主动思考，形成更加完整的科学思维体系。同时，教师要依托项目化学习，利用大项目对教材各个单元进行统整，将单元项目任务前置，并创设合适的情境，以一个大项目统领整个单元的实践和探究，使科学概念有结构、有条理地协同发展。

（一）对比课程内容

“船的研究”单元内容指向技术与工程领域，科学新课标要求教师在教学中凸显技术与工程的特点，以学生所学知识为基础，引导他们在真实情境中解决问题，提高他们的动手实践能力。与2017版的科学课程标准相比，科学新课标对浮力概念的学习要求有所降低，学生只需知道“浮力也是力的一种形式”，对“物体受到的重力的关系”以及“液体密度影响物体沉降条件”等内容不再做具体研究。教材弱化科学概念的发展，导致学生的科学思维发展受限。所以，笔者在教材（见图2）的基础上进行改编，将项目化学习理念融入教材内容进行实践。

教材的前四课沿着船的发展史这条线展开教学，指向“技术进步”，最后两课主要开展工程项目。这样编排，看似以船的发展史为主线引领后续的教学，实际上每节课都是新的内容和任务。每课节独立存在，但主线不清晰，学生不清楚学这课的最终目标是什么、课之间有什么联系，因为课之间没有一条清晰的逻辑主线将它们串联起来。因此，笔者依托项目化学习，利用大项目理念，基于教材对整个单元重新编排（见图3），将教材的最后两课前置，以终为始，让学生在单元起始课就明确单元的总任务是“设计和制作一艘物资船”。当然，为了做一艘物资船，学生还需要解决一些问题，如“如何让船按时到达指定地点”“如何增加船的载重量，提高船的稳定性”等。教师由此展开研讨，确定设计需求，给出评价标准，并在后续的准备环节逐一解决这些问题和需求。

（二）理清发展脉络

在开展单元整体教学过程中，教师要理清课程的发展脉络，串联整个单元内容。“船的研究”单元采用“科学概念发展”与“项目问题解决”双线并行的思路开展教学。

1.科学概念发展

根据科学新课标的要求，教材对浮力概念的学习要求有所降低，学生只需知道“浮力也是力的一种形式”即可，对“物体受到的重力的关系”以及“液体密度影响物体沉降条件”等内容，教材不再做具体研究。但教材的科学概念发展脉络不清晰，学生思维能力的提升空间有限。因此，笔者梳理科学概念发展脉络如下（见图4），围绕项目任务，层层递进、不断深入，体现学习进阶（不同学段、不同目标），指向核心概念。

2.项目问题解决

本单元着重引导学生运用技术与工程的思维和方法，基于真实情境，体会社会真实需求转化为一个整体、具体的工程技术问题的过程。通过明确任务、项目准备、设计制作、评估完善等过程，在优化工程模型的过程中，教师运用科学、数学、技术、工程等学科的学习方法，引导学生积累解决问题的方法和经验，丰富科学概念的内涵和外延。这样，科学概念和科学探究协同发展，教学目标明线与暗线并存，科学核心概念在情境中得以建构。

（三）明确项目任务

梳理完课程逻辑后，教师要进一步明确项目任务及每个项目的设计意图，依此展开研究（见表3）。

三、安排教学过程，开展项目活动

皮亚杰提出建构主义学习理论，认为借助项目模型的构建可将知识和经验相结合，通过教师的引导使学生充分理解科学知识。因此，教师要依托一个整体、具体的工程技术问题组织课程内容和梳理问题的逻辑关系，将工程实施过程中需要解决的问题转化为具体的工程技术问题。通过对单元整体的教学规划，把单元的学习任务与目标紧密结合起来，设计出与教学主题相一致的项目方案，进而进行实践教学。

例如，在“船的研究”单元教学中，对船体需要提高稳定性、载重量和动力性能的问题，教师可运用科学、技术、工程、数学等学科知识，在设计、制作、评价等环节对工程模型进行优化，让学生真正做到在做中学、做中悟。

（一）创设情境，明确任务

教师要根据所教内容与主题，在项目任务开始前做好学情调查，进行单元整体规划，创设情境。在单元整体教学开始时，置身于情境中的学生更容易产生探究欲望，从而主动获取新知识，体会到学习的快乐。

“近期某港口城市物资紧缺，需要社会各方供给救援物资，除了陆运、空运，还可以通过海运输送物资。海运的运载量较大，运输成本较低，也能减少运输人员的流动，我们可以设计并制作一艘物资船。”对这一情境，教材将调查学生关于船的认知放在课堂中进行。船是人们日常生活中常见的重要交通运输工具，但由于学生对船的认知有限，前概念存在差异。因此，在单元整体教学开始前，笔者对学生关于船的认知进行前期调研，站在学生的立场，根据他们的认知进行教学设计。在课前收集学生想要研究的问题，并对这些问题进行分类和排序，这样教师就能清楚地看到学生的学习起点。同时，学生在课堂上对想要研究的问题进行交流，碰撞出思维的火花，有助于教师根据实际情况开展后续的教学。

（二）确定需求，制订标准

在单元教学初始阶段，教师可组织学生进行研讨，确定项目任务的设计需求，由此制订评价标准，并将项目的评价标准（结果性评价和过程性评价）前置，以此指导项目实施过程。这也是项目任务结束后用来评价项目实施过程和成果的依据。

物资船要在安全的前提下，尽可能运送更多的物资，按时到达终点。本单元将任务前置，以实际情景为线索，明确课程的主要课题为设计并建造一艘物资船，在确保安全性的同时，尽量增大船的载重量，运输更多的货物，并使船能够准时抵达目的地。根据课题可确定设计需求，即增加船的载重量、增强船的稳定性、按时到达终点。由此，可提出“选用什么样的材料做船比较好”“如何增大船的载重量”“怎么让船行驶起来”等问题，班级共同研讨并制订出评价标准。

（三）设计制作，评价改进

评价改进作为项目化学习的最终环节，是在设计制作的基础上，围绕确定的设计需求，也就是需要解决的问题和达成的目标，展开实际的项目化学习。这样能让学生展开设计制作，经历发现问题以及解决问题的一系列过程，最终对照评价标准开展测试与改进。教师通过对学生在项目操作过程中的表现进行客观、公正的评估，指出学生存在的问题，并给予鼓励，引导学生自我总结和反思，以此促进学生的综合发展。

学生在准备阶段初步感知浮力，了解各种材质的船的利弊；通过对物资船的设计、制造、评价、改进，深刻体会到人们对造船材料、船体结构、动力装置等方面的持续改进与创新，从而提高船的载重量、稳定性和动力性能；最后对照评价标准对物资船模型进行测试评价，并交流改进。

在准备环节，学生对船舶的结构特点、船舶建造所需的材料、船舶的载重量大小、船舶的动力系统等已经有了比较充分的了解，同时积累了一些在探究活动中形成的动手“造船”经验。学生有了一定的认知基础后，再对物资船进行设计制作和评价改进，既能通过工程模型的设计、制作和优化进一步发展动手能力，又能积累更丰富的解决问题的经验，从而丰富科学概念的内涵和外延。

在评价阶段，教师可以用“画廊走”的方式组织学生开展组间的交流评价。这种方式比一个个小组上台汇报更省时、效率更高，并且每个小组的设计不容易朝同质化方向发展，能取长补短，又有自己小组的设计特色。这样不仅有师生评价，更有生生评价，将评价尽可能落实到各个环节中，有效培养学生的核心素养。

每组派几名学生按固定的走向参观其他组的设计，给对方小组出谋划策。同时，每个小组都要留一名方案讲解员，把自己小组的设计思路和原理介绍给前来本组参观的“工程师”，并记录他们的建议，从而进行优化改进。学生的积极性非常高，都能充分投入课堂，最终成功制造出项目化成果——物资船，达到预期效果。

总之，教师要以一个大项目统领整个单元，围绕以素养为导向的教学理念，构建单元整体教学。通过明确项目目标、设计项目任务、开展项目活动，促进科学概念和实践探究的协同发展，使学生的科学核心素养得到提高。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 崔静梅.基于教材整合的小学英语项目化学习实践[J].教学月刊小学版（综合），2022（5）：35-38.

[2] 鲍峰.大问题引领下小学科学单元整体教学的实施：以“天气”单元为例[J].实验教学与仪器，2022，39（3）：58-60.

[3] 汪燕宏.促进学生在语文学习中融会贯通：基于教材单元的项目化学习实践探索[J].教学月刊小学版（语文），2022（22）：4-7，23.

（责编 杜 华）