小学科学项目式学习案例设计和实践策略

摘要：随着《义务教育科学课程标准（2022年版）》对“探究实践”和“科学思维”核心素养的强调，项目式学习（Project-Based Learning，PBL）在小学科学教育领域中的作用日益凸显。项目式学习通过真实情境中的问题解决，促进学生对多学科知识和技能的综合运用，并在实践中塑造其技能、情感态度和价值观。本文以教科版小学科学六年级《小小工程师》单元为例，阐述了学科项目式学习案例的设计和实施过程，涵盖项目分析、项目设计、项目实践、成果展示和项目反思五个环节。

关键词：项目式学习；小学科学；探究实践；工程思维

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，科学教育应注重培养学生的探究实践能力，强调通过问题解决、实践操作等方式，深化学生对科学知识的理解，形成科学思维和技能。项目式学习作为一种有效的教学模式，能够很好地满足这一要求。它以真实世界的问题解决为核心，鼓励学生综合运用学科与跨学科知识，主动探索、协作学习，从而实现深度学习。

本文以教科版小学科学六年级《小小工程师》单元为例，详细阐述项目式学习的案例设计和实施过程。

项目分析：精准定位，核心知识梳理

研读科学课程标准，是教师精准把握科学课程理念和教学目标的重要环节。教师需要分析课标中的核心概念、学段目标、内容要求、学业要求等部分，系统地梳理出本项目涉及学科或跨学科的核心知识网络，为确定项目教学目标提供方向。

《小小工程师》单元在课程标准中对应学习内容包含“技术工程与社会”与“工程设计与物化”2个学科核心概念，涉及到“系统与模型”以及“结构与功能”两个跨学科概念。通过系统梳理，构建了本单元的核心知识网络，如下图：

项目设计：从理论到实践的桥梁

1、核心知识到驱动问题的转化

通过“知识锚定—情境赋能—问题生成”的路径，将抽象概念转化为具体、可操作的真实挑战问题。结合学生的生活场景或社会问题设定任务背景，以“如何（How）”句式提出具体挑战，嵌入量化限制条件来设计驱动性问题。

对于《小小工程师》单元，围绕“工程设计与实践”等核心知识，选择学生熟悉的校园或者周边公园等真实生活场景，根据实际需求设计驱动问题。例如设计驱动性问题：如何为学校露天走廊设计一个遮阳棚，材料成本不超过300元，且能抵御6级风力？

2.驱动问题到核心任务的分解

将驱动问题转化为具体可操作的核心任务，是项目式学习成功实施的关键。以驱动问题为起点，将其拆解为“需求分析→方案设计→原型制作→测试优化”四阶段，每阶段提供脚手架工具，将复杂问题转化为学生可执行的阶段性目标，确保项目式学习兼具挑战性与可操作性。

《小小工程师》之遮阳棚项目将驱动性问题拆解为五个核心任务：对学校师生的需求调查，设计初步的草图方案，制作遮阳棚的模型、测试和优化、迭代优化。

3.前置性评价量规的设计

评价量规不仅是“诊断工具”，更是“教学指南”。评价量规的设计需要确定评价维度，比如知识储备、技能基础、态度与思维。每个维度需有具体指标，比如科学原理理解、工程思维、团队协作能力等。还要考虑评价工具，比如测试题、观察表、自我评估问卷。可能需要分层次，比如水平1到4，对应不同的能力等级。

根据以上设计原则，《小小工程师》遮阳棚评价量表设计如下：

三、项目实践：探究与实践的动态生成

1.小组合作中的动态生成

项目式学习的实施过程中，一般是以小组合作为主要学习方式。每位学生在小组中任务分工不同，他们根据个人特点和优势为解决问题发挥作用。教师在实践过程中，应是一位引导者和组织者，为学生提供必要的认知工具支持，例如实验记录单、思维导图支架等，引导他们进行深入的探究和实践。这种合作探究的学习方式促进了学生之间的交流和合作，也培养了他们的团队精神和沟通能力。

2.思维培养的动态生成

科学思维的培养是探究的核心，思维的培养应植入学习的每一环节中，它可能体现在师生之间的对话中，也可能体现在学生动手实践中，还可能体现在学生合作交流中等等，教师需要引导学生运用不同的思维方法来分析问题，需要引导学生学会运用批判性思维和创造性思维来解决问题。例如，在草图绘制的过程中，教师可以鼓励学生提出多种设计方案，进行对比分析，选择最优方案。在测试模型的过程中，教师引导学生分析实验数据，归纳总结其中的科学原理。

四、成果展示：多维表达与深度对话

在项目式学习的成果展示阶段，学生们通过多种方式展示学习成果，这一过程不仅是对学生学习成果的检验，更是促进学生表达能力、批判性思维和自我反思能力发展的重要环节。

小小工程师之遮阳棚项目可通过模型的展示，学生们可以直观地呈现他们的设计理念、制作过程和最终成果。除了实物模型，学生们还可以利用PPT、视频等多媒体形式展示他们的项目背景、设计思路、制作过程以及测试优化的结果。

五、项目反思：持续改进与成长

众所周知，项目式学习是一个不断迭代的过程，在每一个学习阶段学生都有收获、都有困难，需要学生持续的改进与反思。项目式学习重在学习过程，重在过程中获得知识，汲取经验，锻炼能力，同时也是培养学生的批判思维和创新精神有效方式。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部义务教育科学课程标准（2022版）[S]．北京：北京师范大学出版社，2022：25．

[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，2018.