《领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索》

2021-2022第二学期汇报

领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索课题组  

2022年6月

一、问题的提出

项目式学习（Project-Based Learning，PBL），是学生通过一段时间的工作来调查、探究和解决真实和复杂的问题或挑战，从而掌握相应的知识和技能。相比于传统的教学和学习方法，项目式学习更能使学生的思维能力和解决实际问题的能力得到发展，提升学生的综合素质。近年来，这种教学模式引起了教育界的广泛关注，并在此模式上探究发展出了各种适合学生发展的教学模式。

小学科学课程是以培养学生的科学素养为宗旨的义务教育阶段的核心课程，也是一门综合性的课程，主要针对学生身边的现象，从物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，综合运用所学知识来解决现实生活中的问题。《义务教育小学科学课程标准》中指出，小学科学课程从四个领域综合呈现科学知识和科学方法，强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系，注重自然世界的整体性。《课标》还提倡跨学科的项目式学习，鼓励教师开展STEM教学实践，即一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式。

项目式学习为小学科学教材中物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域的整合提供了条件和途径，可以更好的将四个领域的内容有效渗透、联系起来，形成领域的整合，从而体现小学科学综合性的特点，发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能，帮助学生在不同领域之间建立有意义的联系，培养学生的综合素养。

二、概念界定

1.领域统整

小学科学课程包括物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，四大领域的18个核心概念构成了科学课程的学习内容。小学科学是一门综合性学科，注重从整体上认识自然世界，四个领域本身就是相互联系、密不可分的，各领域所涵盖的知识更是息息相关、融会贯通的。领域统整，即物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域的统合整理，打破领域之间的界限，学生不再是独自、分别、零碎地进行学习，而是通过项目式、主题式的合作探究，在不同领域之间建立有意义的联系，获得统整的观点与能力。

2.项目式学习

项目式学习的源头可以追溯到 20 世纪早期杜威的“建构主义学习论”，它提倡体验型、动手型、学生中心的学习。有别于“以教师讲授为主、以学科为基础”的传统教学法，项目式学习倡导以学习者为中心的教育方式，以问题驱动学习，通过团队讨论与合作学习激发学习者的学习热情，并以真实任务或问题串联学习，将学习融入复杂、有意义的问题情境之中，并通过自主、合作、探究方式发现与解决问题，内化隐含在问题背后的科学知识，培养学生自主学习与解决问题的能力。这种教育方式已成为国际上较流行的一种教学方法。

三、研究内容

1.项目式学习运用于科学教学的价值研究

在课题研究初期，搜集项目式学习在小学科学教学中应用的相关文献资料，组织课题研究人员进行学习，并提炼出研究现状。

2.领域统整视域下项目式学习在科学教学中的应用策略

课题成员通过对学生的探究习惯、探究能力等方面进行全面的调查和研究，确定开展课题研究的实验班，组织科学教师进行教学实践，积累教学经验，并形成策略和方法。

四、研究过程及操作举措

第一阶段——准备启动阶段：

围绕研究主题，在区域教师与学生中开展现状的问卷调查，并对调查结果进行分析，搜集当前国内外与小学科学项目式学习及领域统整相关的研究成果与实践经验，构想课题研究的方案，并邀请课题研究与管理的专家对研究方案进行论证、指导，在此基础上撰写课题申报评审书。

我们开展随堂听课，调查分析，访谈，对课堂教学现状、学生素养现状进行调查，虽然时间并不长，但我们发现了一些常见问题：

1.课堂“假探究”，学生欠思考

在科学学科核心素养的四个要素中，科学探究是一种学习方式和科学研究方式，是一种学习科学观念、发展科学思维、形成科学态度和责任的手段和途径，也是一种综合的能力。探究式学习作为科学课程一种主要的学习方式，被广泛运用于课堂中，然而我们也发现了一些“假探究”的现象。例如，探究的问题过于简单，答案几乎众所周知，学生开展流于形式的探究，在整个过程中甚至无需思考解决问题的方案，这对于学生思维能力的锻炼与培养是不利的，既降低了课堂效率，又使学生失去了探究激情。又如，一些探究的问题太过抽象或脱离真实情境，学生无法通过深度思考获得问题解决的方法和途径，也无法应用所学知识解决生活真实情境中的问题。

2.脱离“真生活”，教学复杂化

科学课程最基本的特点是从儿童身边的自然事物开始学习活动。而随着教育的发展，各种多媒体教学方式不断涌现，一些教师在设置学生实验材料时，选择的都是“高大上”的器材，忽略了那些来自于生活中简单常见的材料，这样既不符合小学生的身心特点，又与实际生活产生距离，学生难以将课堂与生活经验建立联系，也与学生核心素养的培养背道而驰。

3.知识“零散化”，忽视大概念

很多科学课堂的教学都是单独的知识，然而知识绝不仅仅是对相关领域的事实和公式的罗列，而应是围绕学科核心概念，联系和组织起来的。这些核心概念引导他们去思考自己的领域，对于学生来说，帮助他们围绕核心概念或大概念来建构和组织头脑中的知识非常重要，这将有助于学生对知识的深入理解和迁移应用，并为未来学习和工作打下良好的基础。

第二阶段——课堂实验阶段：

根据主课题方案及子课题计划，集中精力，全面展开领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索的研究，一方面借鉴理论和已有经验，演绎到课题研究行为中去；一方面根据研究实际效应，补充经验欠缺，修正理论误差，调整预期方案，在这一动态过程中不断完善研究行为，充实理论内涵。该阶段期间，建立课题研究的网络管理平台，按照相关要求设置相应栏目，定期上传课题活动资料与研究成果，重视课题研究的过程化管理，实实在在地真研究。

从课题立项到现在，我们对该课题进行了深入思考，对苏州工业园区当前科学课堂教学中的现状进行了调查。研究发现，园区对学校科技教育十分重视，各学校注重学生科学素养的培养。在园区，已经有相当多的学校开展了与科学相关的项目式学习，并尝试了跨学科的项目式学习。各学校也在日常科学课的教学中，融入了STEM教学理念和项目式学习，开展了《微景观》、《校园地图》、《自制洗手液》等多个项目式学习课程。

我们课题组在研究前期，初步进行了领域统整视域下项目式学习的科学教学实践，面向五、六年级学生开展了《水的重生》项目式学习。该项目式学习跨物质科学、技术与工程两大领域，围绕各领域涉及到的核心概念进行教学设计，加强知识间的内在关联，促进知识的结构化。实践发现：学生在这样的项目式学习活动中，不再是独自、分别、零碎地学习，而需要综合运用不同领域的知识和方法，这对提高学生综合运用知识、解决问题的能力大有裨益，也为学生综合素养的发展奠定基础。同时，《水的重生》这一项目式学习将核心素养的培养有机融入教学目标中，学生通过学习能形成基本的科学观念，了解污水的净化过程，会利用常见的材料制作简易的污水净化器；具有初步的科学思维能力，会利用分析与综合、比较与分类等基本思维方法设计污水净化器，并在提出意见、修改优化的过程中培养创造性思维；具有初步的探究实践能力，经历污水净化器的构思、设计、制作、测试、优化等过程；树立基本的科学态度，增强工程设计信心与创新意识，具有环保和节约水资源的意识。

五、初步研究结论

项目式学习，实质上是通过学习将学生的综合素养进行进一步的提升，解决学生在学习中的难题，促进学生在学习中形成的探索意识，不断将学生的发展点集中到对学生能力的全面培养上和科学素养的提升上。由此可见，项目式学习与小学科学的课程理念相契合，将项目式学习融入小学科学教学，是小学科学创新与发展的新机遇。

将科学课程中物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域实现统整，采用项目式学习的方式实现领域内容的有效渗透和联系，发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能，这样的教学模式有助于激发学生对科学课程学习的兴趣，使科学探究活动成为学生主动体验式探究学习，在经历探究过程中学习运用科学知识，解决探究过程中的问题，有利于培养学生的科学素养和21世纪必备技能。

六、研究思考（遇到的问题、困惑及拟采取对策）

2022年新颁布的《义务教育小学科学课程标准》聚焦学科核心概念，精选与每个核心概念相关的学习内容，设计相应的系列学习活动，做到适合年龄特征、突出重点、明确要求，确保学生有充足的时间探究、实践与思考，在学习学科核心概念的基础上，理解跨学科概念，并应用与真实情境。

《课标》中指出，科学课程设置13个学科核心概念，是所有学生在义务教育阶段应该掌握的科学课程的核心内容。通过对学科核心概念的学习，理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念(如图1所示)。将科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养的培养有机融入学科核心概念的学习过程中。

图1 科学课程的内容结构

新课标弱化了四大领域，强调了核心概念的学习。在以往的教学中，有些教师过于关注细小、琐碎的知识。在知识爆炸的年代，知识的累积与日俱增，要指望学生记住许多细碎的信息，是不切实际的且低效的。因此，学生不是需要记忆所有细枝末节的信息或孤立的事实，而是需要深入理解从大量事实中概括出的抽象规律和原理，掌握这些基本概念和原理并能迁移应用于新情境中，以便更好地应对未来的挑战。

因此课题接下来的研究也将聚焦核心概念，研究基于核心概念的项目式学习在科学教学中的实践探索。围绕核心概念、大概念来组织知识，是一种非常经济和有效的科学课程或教学活动的方式。项目式学习课程内容围绕核心概念和大概念组织展开，课堂教学帮助学生掌握核心概念和大概念，将有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。

执笔：苏州工业园区星洲小学 顾洁