基于教材拓展内容设计项目学习

基于教材拓展内容设计项目学习有利于学生整合课内外知识，提高实践能力和创新能力。现以五年级“我的滴灌装置”项目学习为例，从精选项目内容、确定项目目标和开展项目实践三个方面梳理基于科学教材拓展内容的项目学习的策略与路径。

一、敲定锚点，精选项目内容

教师基于教材拓展内容开展项目研究，不仅能融合学科教学，还对教材内容起到深化和拓展的作用，从而培养学生解决问题、合作创新等能力。

教科版《科学》教材一般分为聚焦、探究、研讨和拓展四个版块。对于拓展內容，教师往往只在课堂结尾时匆匆带过甚至忽略，没有开展深人的探究。此外，教材中还有不少隐形拓展内容，如提示、资料等，这些内容在教学中也常常被一笔带过。然而，这些拓展内容常常极具教学意义，如果合理运用，能引发学生深度学习。

五年级《珍惜水资源》一课，教材中提到滴灌是目前农业灌溉技术中较为节水的方式之一，并配有滴灌相关的资料和图片。对于滴灌这一节水措施，学生通过阅读教材资料能了解的知识有限。因此，教师选择以此开展项目活动，以便更好地帮助学生理解滴灌原理，同时拓展认识更多的灌溉方式，培养他们的创新思维和解决问题的能力。

二、结合课标，确定项目目标

项目学习的教学目标要结合课程标准，根据核心素养、课程总目标和学段目标来制订。整个项目的总目标和任务目标的确立要凸显学习内容和核心素养表现之间的关联，要符合学生的认知发展规律。

“我的滴灌装置"项目主要指向跨学科概念"结构与功能”，项目总目标如下。

科学观念：通过查阅资料，认识到滴灌是较为节水的灌溉方式；初步了解设计方案受多个因素的影响，需要对设计方案进行可行性和合理性分析；知道制作模型得经历评估验收、发现不足并进行反复修改的过程。

科学思维：分析、比较提供的材料和工具，基于“结构与功能”等科学概念，通过发散思维，提出多种结构模型并交流；能根据生态环境和植物的生长特性，测量汇总、分析比较，设计合理的滴灌装置。

探究实践：初步掌握工程实践的过程，学习使用工具、制作实物模型；能根据现实场地和植物的种植情况，绘制植物滴灌装置设计图，在交流与测试中不断优化改进。

态度责任：体会展示设计作品的成就感，形成尊重他人、认真倾听、敢于发表意见的品质；提升解决实际问题的能力。

三、有序推进，开展项目实践

教师要基于教学目标和学情，结合项自学习的内容，综合考虑各个因素，让学生在真实情境中融入项目，在驱动型任务的推动下，开展科学探究。

1.创设情境，巧设驱动问题

创设一个真实且有意义的情境，引出驱动性问题可以稳步推进项目开展，让学生在探究过程中发现新问题，并根据新问题持续探究，从而实现深度学习的目的，促进思维的发展。

该项目中，教师设计的驱动问题为：“学校光合园里的植物在假期无人浇水，能否制作一个可以自动浇水且节约水资源的滴灌装置呢？”此前，学生在学校光合园中种下了蚕豆、凤仙花等植物，正为周末和假期无人浇水而忧心。这个驱动问题符合当时的真实情境，巧妙地将真实问题转化为科学探究问题，有助于学生发展科学思维。

2.制订计划，设置递进任务

为了便于学生开展项目学习，教师可以制订计划，把学习内容划分为多个学习任务。学生根据项目任务开展学习，并在前一个任务的学习后产生新的任务，这样的生成性学习任务能提高他们学习的内驱力。

项目启动阶段，教师让学生先复习教材中有关滴灌的内容，并为他们提供更多滴灌的相关知识，让他们充分了解滴灌的背景知识。导入环节，教师首先出示教室中一盆植物在假期前和假期后生长状况对比图（假期中没有浇水，植物有些缺水），引发学生思考如何解决假期中无人浇水的问题。随后，教师自然地引出项目的第一个任务：给这盆植物制作一个滴灌装置。要求使用简易材料制作一个能给一盆植物浇水1小时以上的滴灌装置。第一个任务完成后，学生依次完成后面的三个任务，具体见表1。

学生在每一次测试过程中都会发现不同的问题，如储水量不够大、滴灌时间短、滴灌不均、连接处漏水、无法实现自动化等。教师要帮助学生梳理这些问题，同时进行必要的指导，为后面顺利完成给2平方以上园地里的植物2天以上自动滴灌的任务作铺垫。学生在制作、测试过程中总会遇到一系列的问题，大部分通过小组合作讨论基本能够自主解决，他们难以解决的问题主要有以下几个，需要教师提供帮助。

问题 ① ：能否结合自动感应土壤湿度的装置来控制滴灌的时间和次数。教师提供相关装置、组装视频和程序设定方法，让学生以小组合作的方式完成。

问题 ② ：在任务四中，学生将设计并制作的滴灌装置安装到园地中时，发现自来水管不在对应的农地旁，无法与自动滴灌的装置进行连接。教师提供一段较长的塑料水管，引导学生合作，实现自来水管与对应农田的滴灌装置连接。

问题 ③ ：在任务四中，学生需要安装多个滴灌喷头在对应的植物旁，然而安装完毕后，发现滴灌装置开始工作后由于水压问题导致滴灌喷头方向混乱，无法精准滴灌。在解决这个问题时，学生想到了要固定滴灌喷头的方向，教师引导他们从多个角度思考如何固定更加精准、牢固。

由于学习任务的层层递进，学生会遇到各种问题，在解决问题的过程中会提出各种设想并付诸实践，提升动手能力、解决问题能力。

3.迭代改进，实现思维进阶

学生在一个个挑战任务中要经历设计、制作、测试、迭代等环节。教师要引导他们在项目实施过程中用迭代的思维不断地改进和完善作品，这是一种思维进阶的过程，也是重要的科学探究方式。

在该项目学习中，学生先选择简单的矿泉水瓶和滴漏瓶盖制作了1.0版滴灌装置，测试发现这个装置存在储水量不够大、水滴速度太快、连接处漏水、固定不牢固等问题。针对这些问题，教师提供多样化的材料供学生选择。有的小组选择矿泉水瓶，有的小组选择塑料袋，还有的小组选择自动化水管等，有针对性地改进完善。2.0版滴灌装置解决了漏水、水滴速度过快的问题，但是存在无法根据植物和天气等不同情况进行自动滴灌的问题。针对这些问题，学生在网上学习了土壤湿度感应器的原理和使用方法，同时结合四年级“电路”单元的相关知识，完成了3.0版滴灌装置。该装置基本能实现自动灌溉的需求，水滴的速度也可以根据土壤湿度的情况进行感应调节，还可以根据不同植物对水分的需求进行调控。然而对光合园来说，灌溉的范围还是太小了。4.0版滴灌装置能否使用更多的滴灌喷头实现对更多植物的灌溉呢？学生到光合园进行实地考察，确定需要灌溉的实际面积和植物数量，计算出需要的滴灌喷头和管道距离，最终使用自来水管和自动控制出水装置，设计制作出4.0版滴灌装置（各版本滴灌装置如图1）。

4.多元评价，注重素养提升

项目学习评价是项目实施过程中的重要环节，项目评价前置，有助于项目有针对性地开展。师生可以共同讨论商定评价标准，制订评价量表，科学设置评价的方式与内容。项自的实施过程，可以从学生的学习态度、合作程度、能力提升、交流汇报等方面开展评价。完成的作品，可以从实际作用、牢固程度、价值成本等方面开展评价。评价的方式也可以多样化，如师生评价、生生评价、小组评价等。多元化的评价将过程性评价与结果性评价相结合，学生在评价过程中交流改进、学习借鉴，体现"教一学一评”一体化。

在该项目学习中，教师在任务启动前出示评价要求，师生共同商讨“我的滴灌装置”评价标准，提出了设计图、灌溉能力、灌溉范围、成本和成果分享等评价维度。在项目实施过程中，每完成一次任务，学生都使用评价量表对滴灌装置进行评价。

5.应用迁移，持续拓展延伸

设计制作4.0版滴灌装置后，学生可以利用课余时间继续拓展探究，尝试设计覆盖整个光合园的滴灌系统，还可以根据不同植物对水分的需求，组合不同的灌溉方式，研究大面积的灌溉系统。学生在这个过程中记录自己的研究过程，并通过图文、海报、视频等方式进行推广和分享，师生一起评价。

（作者单位：浙江省绍兴市上虞区上德实验小学）

参考文献

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[3]杨春晖.指向问题解决的为项目化学习设计之道[J].教学月刊·小学版（综合），2023（09）.

西藏林周县访学科学教师在杭州临平三小参与桂馨科学交流活动供图／樊英