重构·融合·创生：初探项目式学习在科学课中的应用

随着课程改革的深人实施，小学科学教育面临新的机遇与挑战。《义务教育科学课程标准（2022年版）》强调，科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。在此背景下，项目式学习作为一种有效的学习方法，逐渐受到广大教师的青睐。项目式学习倡导以学生为中心，以问题为载体，培养学生的创造力、团队合作精神和领导力、动手能力、计划和执行项目的能力。

《摆的快慢》是教科版科学教材五年级上册“计量时间”单元中的第5课，旨在让学生探究摆的快慢与摆绳长度、摆锤质量之间的关系。传统教学往往将这两个实验分开进行，这虽然可以帮助教师掌控课堂教学节奏，但容易导致学生的探究过程缺乏连贯性，演变成“为了探究而探究”。因此，笔者基于项目式学习对本课教学进行重构，以培养学生自主探究、提炼规律的能力，提升他们的科学核心素养。

一、实践探索

1.重构：基于项目式学习的初步设想

（1）创设情境，提出问题

在上一课《机械摆钟》的学习中，学生发现不同的摆在相同时间内摆动次数不同，由此产生困惑：‘影响摆的快慢的因素到底有哪些？"基于此，笔者组织学生展开前置性学习：摆的结构有哪些？根据上节课的学习，学生能轻松给出答案，并沿着这个思路对影响摆的快慢的因素做出猜想：摆绳的长度、摆锤的质量与摆动的幅度可能会影响摆的快慢。基于此，笔者发布项目任务“根据材料，小组合作制作一个30秒摆动30次的摆”，引导学生开展过程探究。

师：上节课，我们每个小组做出的摆在相同时间内摆动次数不同，什么因素会对摆的快慢产生影响呢？

生，：我认为影响摆的快慢的因素可能有摆锤质量、摆绳长度和摆幅大小。

师：你思考得很全面。说到摆幅大小，其实我们可以根据上一节课学习的摆的性质，进一步判断摆幅的影响，你能说说吗？

生 ：摆具有等时性，所以即便摆的摆动幅度越来越小，它在相同时间间隔内的摆动次数也没有改变。

师：排除了摆幅大小的影响后，让我们迎接今天的挑战：小组合作制作一个30秒摆动30次的摆。

（2）标准研讨，学评一致

小学科学“教一学一评”一致性，指在小学科学教学及评估中，教、学、评三者的目标指向、内容组织及达成过程的一致性，其中目标一致性是关键。基于“教一学一评”一致性原则，笔者引导学生一起交流探究项目成功的标准。

师：同学们，怎样才算成功完成这项任务呢？（学生思考并开展讨论）

生：首先，我们要达成目标，即成功制作一个30秒摆动30次的摆。

生4：我认为要有小组分工，每个人都在小组合作中贡献智慧力量。

生：这个实验存在两个变量，因此在实验过程中需要对变量进行控制。

生6：实验需要多次重复，才能避免偶然性。

师：大家的想法都很好。根据刚才的交流，老师归纳出这样的成功标准（出示成功标准），大家对标准的内容有什么困惑吗？

（3）分组探究，观察记录

笔者在介绍完实验器材后，引导学生分组进行探究活动，要求将数据记录在活动记录单上，预设15分钟内完成。同时，笔者给出以下实验建议：“做好人员分工，如实验员、计时员、计数员、记录员等；摆一旦碰到其他物体，则实验无效，须重新开始实验；控制好可改变的条件和不可改变的条件；重复测试部分实验，减少偶然性。”

（4）提炼小结，成果评价

通过刚才的实验，学生都能发现要想让摆在30秒摆动30次，则摆绳长度需要在 23～25cm 之间，与摆锤质量无关。笔者根据学生的活动记录单和成功标准，对学生的探究活动展开生成性点评，培养学生的思辨能力。

2.融合：教学设计实施与问题发现

为了更好地开展项目式学习，笔者不断尝试将科学课堂和工程实践探究相融合。在5次试教过程中，笔者发现了不少问题，其中最大的两个问题在于活动记录单的设计和实验装置的实用性。

（1）活动记录繁杂，兴趣减退

初始的活动记录单指向活动探究的科学性，需要在实验的过程中进行三次重复试验，但这占据大量的实验时间，导致学生对实验探究提不起兴趣，难以在规定时间内完成项目任务。未改进的活动记录单需要学生填写的内容较多，不仅会分散学生的探究精力，而且主观性较强，导致不同学生对工程改进问题产生不同的理解。同时，活动记录单的设计难以体现出工程的迭代思想，导致成功标准的设计未能很好地指向探究活动。

（2）实验装置复杂，不易操作

实验所需材料有铁架台、秒表、直尺、绕线横杆、线夹子、摆锤1套（红球 6g 黄球 12g 蓝球 18g ）、带孔量角器等。这样的装置虽可以一次性解决摆绳长度、摆锤质量、摆幅大小三个潜在影响因素的调整操作，避免出现更换钩码、改变绳长等情况，但耗时过长，并且使用三个不同重量的小球还控制了摆锤体积这一暗含的变量。在实际操作过程中，学生觉得材料过多且需要在实验之前熟悉装置的使用方法，同时带孔量角器会对实验设计产生干扰。此外，有些学生还在探究已排除的摆动幅度这一因素，延缓了探究进程。

3.创生：设计方案优化与评估

为了得到更好的教学效果，使学生更高效地开展项目式学习，笔者针对以上问题进行优化

（1）记录评价灵活化

针对活动记录单繁杂的特点，笔者做出以下调整（见表1）。一是体现迭代思想。本节课的项目探究倾向于工程型探究，需要学生不断摸索，找到最贴近项目任务的产品数据，因此活动单要有所体现。每一次实验都列出摆绳长度、摆锤质量以及摆动次数，并提出优化方案供学生选择，这样可以指向控制单一变量，体现迭代的思想。二是减少机械性重复试验，即删去不符合项目任务的重复测试，避免实验枯燥且机械化。

在评价过程中，笔者选择了两份典型的活动记录单，按照改进后的成功标准（见表2）逐一对比评价，并基于评价标准，促进学生反思评价。

（2）实验装置简约化

针对实验装置太复杂、不实用且易产生干扰的问题，笔者做出以下调整：一是将绕线横杆替换为三根绑牢的木棍，并将细绳插在木棍之间的缝隙中，这样可以有效避免实验操作中摆绳缠绕的问题，且三根木棍更结实牢固；二是去掉带孔量角器，减少摆绳长度最大值，从而避免摆动幅度的干扰，且较短的摆绳更易操作。

二、总结反思

对摆的快慢的研究过程，也是学生不断发现问题、不断探究、不断获得新知的过程。学生对摆的摆动规律的研究逐步深人的过程，实质上是透过表象深挖本质的过程。而项目式学习以问题任务为指向，根据探究需求，朝着发展和完善学生科学概念的方向推进。

1.内容项目化：项目式指向关键概念，指向任 务解决

项目化学习的目的是让学生在真实的问题情境中解决问题并探求科学真理。以《摆的快慢》的教学为例，如果单纯让学生探究摆锤质量和摆绳长度对摆的快慢的影响，难以激发学生的探究欲。这样的知识指向型教学，忽视了学生在学习过程中的主体地位。项目式学习则以问题为指向，学生要想解决问题，就必须探究影响摆的快慢的因素有哪些，对所学知识进行项目化重构。这样可以激发学生的主观能动性，促使学生深人探究。

2.方式实践化：关注真实问题，指向学思结合，指向证据论证

在探究过程中，要有合适的探究方法。如在本节课中，要找到30秒摆动30次的摆的实验数据，需要学生采用迭代思想不断试错，在一次次尝试中获得充足的数据，并从中提炼出影响摆的快慢的因素。学生在真实情境下探究，学思结合，思辨能力得到了充分锻炼。

3.过程进阶化：基于任务需求，基于成功标准，基于探究逻辑

为了使项目得到有效反馈，笔者基于“教一学一评”一致性，根据成功标准和探究逻辑，对学生是否注意到探究过程中的重点事项进行评价。如是否在操作中只改变一种因素，其他因素保持不变；是否在迭代过程中对产品结果进行重复性检验，从而避免偶然性等。这样评价可以提升学生的设计思维和批判性思维，培养学生的科学学习兴趣。

项目式学习的兴趣导向、尊重实践、尊重经验、关注思维的理念，带来了不同于传统课堂教学的新体验。教师可将项目式学习与科学课堂相融合，不断提升学生的科学核心素养。

[参考文献]

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[3] 卞志荣，张杰.原始问题项目式教学研究[J」.中学物理教学参考，2021，50（7）：1-3.

[4] 吴回春.小学科学项目式教学策略的实践研究[J].教育界，2020（20）：45-46.

（责编杜华）