基于项目学习的小学科学教学的实践探索

常州市新北区百草园小学  章丽红

一、项目化学习研究背景

项目化学习的思想源头，可以追溯至杜威( Dewey)和他的“做中学 ”教学理念。而后，杜威的学生克伯屈，首次提出并实践了项目学习( project methods) 。随着近些年来全球范围内的“素养”研究的深入，项目化学习作为培育素养的一种重要手段得到了普遍的重视。与克伯屈时代相比，与“动手做”不同，在 21 世纪技能和素养的导向下，当前国际上所倡导的主流的项目化学习，如斯坦福大学的达林•哈蒙德教授，学习科学领域的克拉斯克 ，巴克教育研究所( Buck Institute for Ecucation,简称BIE)等更强调核心知识的理解，在做事中形成专家思维，引发跨情境的迁移。

我们国家研究较多较早的是上海市教育科学研究院普通教育研究所课程与教学研究室主任夏雪梅博士及其团队，他们提出了学习素养视角下的项目化学习的理念，强调儿童的心智成长。

二、什么是项目化学习

Project Based Learning,简称PBL,目前在国内有多种不同的翻译,如“项目化学习”“项目学习” “基于项目的学习”。那么，它们的具体内涵是什么呢？夏博士对学习素养视角下项目化学习是这样界定的：学生在一段时间内对与学科或跨学科有关的驱动性问题进行深入持续的探索，在调动所有知识、能力、品质等创造性的解决新问题，形成公开成果中，形成对核心知识和学习历程的深刻理解，能够在新情境中进行迁移。

在这个界定中，有几个关键点：
   1.项目化学习指向核心知识的再建构，这是最本质的一条特征，在这个特征中包括两个要素，第一项目化学习要学生学的是核心知识，这个核心知识可以是关键学科概念、学科能力，也可以是与学生成长运转密切相关的知识。第二项目化学习，最终要学生实现知识的再建构，所谓知识的再建构，就不仅仅是说出定义，或者举出例子，也不仅仅是头脑里有什么说什么，它最重要的表现是能够在新的情境中进行迁移，运用转换产生新的知识，并且在行动中做出来，或者解决实际的问题。
   2.创建真实的驱动性问题和成果。真实性是项目化学习的一个重要特征，当然，这个真实，是不是就生活中现实发生的呢？并不是这样。真实是指学生习得的知识和能力，是可以在真实的实际生活中真实运用的，可以迁移的，或者说项目化学习更强调的是思维的真实性。简单地说，就是所学的知识和能力的真实所运用的思维方式的真实。
   3.项目化学习是用高阶学习带动低阶学习，项目化学习在一开始就会用具有挑战性的问题创造高阶思维的情境，激发学生学习的内动力，明确对学生提出带有问题解决、创造、系统推理、分析等高阶认知策略的项目学习。
    4.项目化学习将学习素养转化为持续的学习实践，他要锻炼和培育的是学生在复杂的情境中的灵活的心智转换，是一种包括知识，行动和态度的学习实践，而不是按部就完成探究的流程。这里的实践意味着学生要像一个真正的科学家，工程师，作家等那样遇到真实的问题，并在多种问题情境中经历持续的实践。

基于以上分析，素养视角下的项目化学习应具有5个特征：一是指向个人价值和社会价值的结合。二是指向核心知识的再建构和思维的迁移。三是指向真实而有挑战性的问题，用高阶学习驱动低阶学习。四是有持续的探究和实践。五是有凝结核心知识的指向驱动性问题解决的公开成果。

那么，这样的项目化学习对学生而言意味着什么，对学生有怎样的挑战呢?在日常学科教学中教师往往会发现，学生有可能知道了很多知识，但解决不了问题；学生有可能很会吸收知识，但提不出自己感兴趣的有价值的问题；学生有可能学习了很多解题方法，但情境换一换就不知道如何处理了。项目化学习对解决这些问题就有了较好的突破。

第一，它改变了学生学习的知识性质。学生比较习惯的是学科中的知识点学习。而在学科项目化学习中，指向与学科本质有关的核心概念，对知识的定位更综合、上位。埃里克森 ( Erickson) 认为，会学的关键在于形成概念性的思维，学生运用概念来整合思维，进行迁移。知识太零散，太多，容易陷入成千上万的零散知识和技能之中，反而失去了理解的深度和整合运用的可能性。

第二，它提升了学生学习的高阶性。学科项目化学习中驱动性问题的提出改变了原来学科学习从低阶开始并且主要在低阶学习附近徘徊的特点。驱动性问题要有一定的真实性和挑战性，从开始贯穿到最终，往往要求学生有全局性的、复杂的、策略性的思考。不过，虽然驱动性问题的情境很有趣，但是，这也会带来学生不熟悉的信息和更高的要求。

第三，它需要学生更多样的学习实践。学习实践包含提出问题，合作沟通，基于证据的表达，有创意的有美感的呈现，使用信息技术等等。这些实践是学生在通常的学习情境中较少遇到的，有一部分学生可能会不适应，但也有一部分学生可能因此获得新的学习机会。

项目化学习与主题课程、探究性学习、STEM的差异：

项目化学习与基于问题的学习、探究性学习之间有什么不一样？它们之间的共性很多，都是一种以问题为驱动、注重持续性的深入探究的学习方式。区别在于项目化学习需要解决某个问题并产生可见的公开成果，引导所有参与者和公众对成果进行评论和分析，成果的修订、完善、公 开报告的过程被看作学习的重要组成部分。

基于问题的学习与探究性学习并不特别强调最后产生人工制品的成果，最终结论也可以是开放的。就问题性质而言，项目化学习研究的问题更偏向于真实世界及在真实情境中如何运用这种思维方式、思维技能来解决问题，而基于问题的学习和探究性学习可以更加抽象。

项目化学习与学生的小课题研究有什么区别？二者最大的区别在于，小课题研究可以是基于学生自己个人的兴趣，但项目化学习是基于课程标准的。另外一个重要差异在于，学生的小课题研究往往切口较小，而项目化学习最终指向的是背后的大概念或学科最核心、最本质的问题，需要学生持续不断的探索。

教师还常常提出另一个疑问：项目化学习与STEM和STEAM的不同。STEM和STEAM就是项目化学习的一种类型，偏向科技、数学整合的领域，而项目化学习还包含其他如人文、历史、 语言等更多领域。

关于项目化学习与主题式课程的差别，主要体现在课程的内在结构上。主题式课程更多的指向“多学科”。比如，把帽子作为一个主题，不同学科如何从不同角度来看待这个问题，各学科 间是割裂的。项目化学习更多采用跨学科方式，通过学科之间不可分割的联系和持续性的探究来 达到对问题的解决。

按照项目化学习所覆盖的学科领域的范围,我们可以将项目化学习划分出不同的类型:课堂内外的微项目化学习、学科项目化学习、跨学科项目化学习、超学科项目化学习(如下图所示)。

有鉴于此，我们聚焦的是学科项目化学习，是从某一个学科切入，聚焦关键的学科知识和能力，用驱动性问题指向这些知识和能力，在解决问题的过程中进行学科与学科、学科与生活、学科与人际的联系与拓展，用项目成果呈现出对知识的创造性、运用和深度理解。

三、科学学科的项目化学习实践策略

经过多年课改实践，当下的小学科学常态教学形成以建构主义理论为理论基础、以探究式学习为主的模式。这种模式同项目化学习一样体现着杜威倡导的“做中学”思想，两者共性很多。以素养培养为核心导向的项目化学习视角研究当下的科学常态教学，无疑能使后者进一步完善,提升素养培育效果。

在以素养培养为导向的教学中，项目化学习给科学教师提供了一些可尝试的优化思路。

1、单元整体教学：以单元主题为核心构建知识网

知识是项目化学习必不可少的组成部分。对实际问题，项目化学习是从整体的角度进行思考并加以解决的，在这个过程中，学科内或多学科的知识会被整合，形成相应的知识体系。沿着这个思路，教师依托教材进行的常态教学可以把单元主题作为核心，从单元主题的知识体系，整体思考单元内各课的关系。 如五年级《肺和呼吸》单元，把按课教学的碎片化教学转变为分课时的单元整体教学。

随着教学的推进,教师结合上述单元关系网或思维导图进行梳理，由此学生习得的单元知识就是网状的，互有联系。

实际上，单元整体性思想在《科学课程标准》中已有体现，其中的课程目标、课程内容以及教师参考用书的单元分析内容都可以成为实现这一思路的支撑 材料,需要教师仔细研究。

2、问题情境：用真实培育素养

高品质的项目化学习是培育素养的极佳方式，其中真实是一个重要特征。项目化学习中所指的真实， 指的是习得的知识、能力是真实的，使用的思维方式是真实的;前者指学生在项目化学习中习得的知识和 能力能在真实世界中真实使用,后者指解决问题的思路能在各种环境中迁移运用。真实，也应该是以素养 培育为导向的科学常态教学所要体现的内容。因此， 在科学常态教学中，真实可以理解为从现实的情境中 提出和分析问题,解决问题的过程与现实生活相似。

具体教学时,教师要挖掘情境创设资源，创设并利用好问题情境。如《摆的研究》，教材给了一个“伽利略注意到教堂吊灯不停摆动,想要研究吊灯摆动的快慢和什么因素有关”的导入语,教学时，教师就可凭此材料创设一个学术情境:“伽利略会如何开展研究 呢? ”通过问题让学生把自己想象成伽利略，在教师引导下从那个引起伽利略注意的吊灯开始,思考在实验 室如何重演吊灯摆动的过程Q学生从实验装置的设计（吊灯到摆），到猜测影响摆动速度的因素,再到实 验步骤的设计和操作，在真实的情境中模拟体验科学 家如何进行科学探究。教师也可结合教材设计成微 steam实践或微项目化学习活动，创设一个技术工程 情境:做一个摆钟。这样学生除了习得解决此问题的 相关知识、技能外，更重要的是体验了工程师们的工 作过程。

问题情境的资源可以来自教材，来自生活，甚至 可以是虚拟的。情境的真实并不一定在生活现实中 存在或发生，而是要能提供真实的问题或与真实世界 解决问题相似的经历，解决问题时运用的知识、技能 和思维的真实才是本质。

问题与情境融合容易激发学生内在的探究需求，为学生的全面参与创造条件,这一点对低年级的科学 常态教学尤为重要。比如同是看树叶,到树下看远比 坐在课桌前看生动有趣。更重要的是，问题情境在一 定程度上改变了问题性质，把偏抽象的问题转换成项 目化学习偏真实的问题,给予了学生一个较为真实的 解决问题的过程和体验,促进学生的学习与真实世界 联结，培育学生的核心素养。

3、逆向设计:优化体验，确保效果

在教学准备的思路中，逆向思维设计是以终为始，先设计与学习目标匹配的评价，再设计学习活动。项目化学习的设计具有逆向思维设计的特点，即在产生驱动性问题和成果之后，考虑评价的问题,然后进行教学设计。

逆向思维设计科学常态教学,首先关注预期学习结果，以此选择适合的教学行为，有助于优化学生的学习体验，助力学生达到学习目标，是为确保学习效 果而进行的设计。

与学习目标匹配的评价是逆向思维设计的重要一环，也是优化学习体验的保障，有利于学生拓展相关知识,提高理解力，增强学习热情,积极反思，提高自我评估能力。

设计与学习目标相匹配的评价必须要确保评价与目标一致:第一，内容上的对应，如有与学习目标中的知识、技能、探究、社会性互动和沟通、学习品质、情感态度相同主题的评价;第二,评价目标与学习目标有同样的要求，两者在期望学生“应知道什么”和“应做什么”目标上是匹配的;第三，评价方法与学习目标是匹配的，即评价方法各有特点，要为不同的学习目标选择、制定合适的评价方法;第四，评价与目标的一致还表现在过程中，指学习目标要融入评价与学习活 动整合之中，评价自然也要一起同步落实，贯穿活动全程，及时发挥作用。

从项目化学习视角研究科学教学,就是以素养培育为导向，不断用新的理念完善科学常态教学，追求学生真实的发展。