领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索

结题报告

苏州工业园区星洲小学   顾洁

“领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索”，是苏州工业园区“十四五”教育科研课题，课题编号为：syk2021124。课题于2021年立项，研究历时2年。两年来，在各级领导和专家的热情关心和指导下，课题研究开展顺利。经课题组总结概括，本课题目标明确、方法有效、特点鲜明，取得了显著成果，现提出结题申请，敬请各位专家评议。

一、课题研究背景及研究价值

   （一）研究背景

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。

课题提出时实行的课标为《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）（以下简称《标准》（2017年版）），《标准》（2017年版）中指出，小学科学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，让学生能综合运用所学知识来解决现实生活中的问题。《标准》（2017年版）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。

2022年新颁布的《义务教育小学科学课程标准》（以下简称《标准》（2022年版））将四个领域的相关内容提炼出13个学科核心概念，用核心概念贯通学生从一年级至九年级的科学学习，以学科核心概念实现了原来四大领域中学习内容之间的交叉融合，突出了综合性。项目式学习为小学科学四个领域的整合、核心概念的聚焦提供了条件和途径，可以更好的将不同领域的内容有效渗透、联系起来，以大概念为引领，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）研究价值

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。

本研究旨在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，聚焦核心概念，采用项目式学习的方式实现核心概念的有效渗透和联系，设计、开发适合我国小学生学习的科学活动，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。同时也可以为我国小学科学项目式学习教育理论和实践研究提供一些借鉴，为科学课程改革的教学模式提供一些新思路。

二、课题研究的理论依据

项目式学习相比于传统的教学和学习方法，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。科学项目式学习以真实的、情境化的实践活动与其他学科进行内容整合，体现了义务教育课程的综合性、实践性，落实了素养导向的课程理念。

项目式学习在我国起步虽然较晚，但关于项目式学习的研究文献数量一直呈逐年上升的趋势。笔者通过查阅中国期刊网上的相关文章发现，国内关于项目式学习应用的研究主要集中在大学、中学阶段，小学阶段的研究相对来说比较少。关于项目式学习，在研究内容方面，有舒兰兰、陈雨薇、李兰、李会民等不少学者对跨学科项目式学习进行了研究，有基于课程标准的跨学科项目式学习，有基于课程统整的跨学科项目式学习、有指向深度学习品质的跨学科项目式学习、有推动五育并举的项目式学习、有区域协同开展的项目式学习。

上海市实验学校东校的舒兰兰老师对于大概念统整下的小学科学项目式学习有一定的研究，以2022年6月发表于《上海课程教学研究》的《大概念统整下的小学科学项目化学习整体设计——以“校园生物进化主题展览会”为例》一文为代表，提出教师可以立足凝练小学科学大概念，从课程内容结构化、探究任务情境化，聚焦小学科学课程知识结构概念图，探索真实情境下小学科学课程内容的思路建构、学习中心教学实践建构等问题。用大概念统摄建构小学科学教学的结构框架，由此产生难度关联、要素关联与整体关联的单元知识结构概念图，促进大概念统领下小学科学学习中心教学的课堂落地。教学案例丰富，理论分析透彻，教学策略实用得当，值得我们一线教师借鉴和效仿。

另外江苏省常州市新北区河海实验小学陈雨薇老师2023年5月发表于《小学教学研究》的《核心素养旨归下小学科学项目化学习实践与反思——以“太阳能汽车”一课为例》一文中谈到，当前“双减”背景下，小学科学项目化学习不仅能够减轻学科间知识交叉、重复带来的学习负担，而且能够依托研究项目、特色课程，丰富学生的课后服务内容，拓宽育人渠道，发展学生核心素养。

以上是中国知网上能检索到的与本课题相关的一些文献，这些文献研究内容很详细，提出的理论可操作性强，对于本课题的研究有借鉴意义和指导作用。

三、主要研究目标和内容

（一）研究目标

1.通过调查问卷、文献研究等方式呈现本地区当前科学课堂教学中的现状。

2.通过案例研究和实践研究，从项目目标、项目内容、项目实施几个方面，探索实施领域统整视域下科学项目式学习的实践模型，特征和样态，形成可参考、可推广的实践范式。

3.通过实施领域统整视域下科学项目式学习，促进学生核心素养发展，凝聚教师教学理念共识，提升学校的项目式学习组织和实施能力。

（二）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、研究方法

1.文献研究法。系统梳理已有文献中关于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成果，并在充分借鉴和综合分析的基础上提出切合本校、本区特点的研究内容；全面整理相关的研究成果，为构建课题研究提供理论基础。

2.行动研究法。将已形成的研究成果应用于教育教学实践中，根据实践成效适度修正原有认识，实现理论与实践的双向建构和相互验证。

3.调查研究法。通过问卷和访谈，了解相关人员关于领域统整视域下项目式学习在科学教学中的应用的真实认识，这对明确研究的方向和任务的有着重要的参考作用。

4.观察研究法。对学生的学习过程进行听、看、记录等有的放矢的观察活动，从中获得真实的一手材料。

五、研究步骤

1.研究准备阶段（2021.11～2022.02）

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。

2.实践探索阶段（2022.03～2023.08）

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。

3.总结提升阶段（2023.09～2023.12）

搜集、汇总、整理研究阶段中各子课题组的实践经验素材（典型案例分析、典型课堂实录、学生探究记录、专题性研究总结），理论考察素材（课题组核心人员的专题论文）等，进行分类概括、综合提炼，形成系统的实践成果、理论成果材料。

六、研究成果

1.理论认识

科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。核心概念是学科知识框架体系中最重要、关键的知识内容，也是知识框架体系的重要联结点。用学科核心概念统整科学学习内容，实现了物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域中学习内容之间的交叉融合。

以项目式学习为载体实施科学教学，以发展学生核心素养为目标，立足国家课程标准，基于学生认知发展的规律，从项目目标、项目内容、项目实施等方面，探索出领域统整下项目式学习的具体实施路径，让学生的科学学习不再是对零散式、片段式科学知识的记忆，而是深入理解从大量事实中概括出的抽象规律和原理，实现对核心概念的理解和运用，掌握这些基本概念和原理并能迁移应用于新情境中（见图1）。

图1 领域统整视域下科学项目式学习的实施路径

领域统整下的科学项目式学习以真实的、情境化的实践活动为载体，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习核心概念的学习过程中，以具体的知识概念构建大概念，运用大概念解决生活中的问题，发展学生核心素养和培育综合能力。

2.实践经验

（1）以核心素养为导向引领课程开发。核心素养在真实情境中解决复杂问题时表现出来，领域统整视域下的科学项目式学习的课程开发以全面提升学生核心素养为目标，深度发展学生的科学概念与应用、探究与交流、思维与创新、科学态度与责任等素养，设计密切联系学生的生活情境，帮助学生通过实践探索，综合应用学到的知识和方法去解决真实情境的问题。

（2）以项目学习为载体促进知识整合。采用项目式学习为载体实施科学教学，从项目目标、项目内容、项目实施等方面，探索领域统整下项目式学习的具体实施路径，让学生的科学学习不再是对零散式、片段式科学知识的记忆，而是深入理解从大量事实中概括出的抽象规律和原理，实现对核心概念的理解、运用，以及对多领域知识的整合。

（3）以探究实践为中心内化核心素养。在领域统整视域下的科学项目式学习实施中，强调以科学探究为主要的学习方式，让学生养成通过“动手做”解决问题的习惯，培养学生的探究实践能力。这样的课堂是从有意义的真实情境出发，学生亲历“提出问题——建立模型——设计方案——不断优化修正方案——分析成果产品”等过程，有操作，有设计，也有产品。学生通过参与科学家、工程师类似的科学实践，深入理解科学家、工程师解决问题的过程，内化形成自身的科学素养。

（4）以创新能力为重心实现学科联通。领域统整视域下的科学项目式课程开发往往涉及多学科知识的综合应用，需要结构化整合处理学科知识、生活实际和素养导向，在内容上基于学科、面向现实、打破边界；在方式上注重实践、支持多样、倡导融合，激发学生好奇心和想象力，培养学生的科学探究能力、创新意识和解决复杂问题的能力。学生通过跨学科的项目式学习，创造性解决问题，能够解决知识传授与真实生活割裂的问题，在此这样的创造性过程中，逐渐从“教师主体”走向“学生主体”，从“小问题、单一概念”到“大任务、大概念”，从“你问我答”到“互助群学”。

3.教学实效

（1）教师教学水平不断更新。在课题的研究过程中，课题组全体成员阅读了大量相关书籍和论文，教学理念得到提升，同时将新的教学理念运用到教学实践中去。在中国教育学会优质课、苏州市小学科学教师基本功、苏州工业园区小学科学基本功评比中，课题组成员顾洁、孙月、徐蓓等教师多次取得一、二等奖的好成绩；顾洁、孙月老师被评为园区STEM教育研究员。

表1：教师优质课及基本功竞赛情况

（2）教师科研能力显著提高。通过课题的研究，课题组全体的科研能力得到了一定的提升，更加积极主动地撰写教育教学随笔、教学反思和教学论文。主持人顾洁老师《基于领域统整的项目式学习<水的重生>教学活动设计与实践》、核心成员孙月老师《在项目式学习中引导学生合作探究》、核心成员李景萍老师《小学科学项目化学习的策略探索》、核心成员徐蓓老师《基于项目化学习的小学科学课堂教学实践》等20余篇教学论文在省市级期刊发表。同时课题组成员积极参加各类论文评比，其中顾洁老师的《创造教育理念在培养学生科学核心素养中的应用》在江苏省“行知杯”论文评选中获得三等奖，《小学科学教学中融入劳动教育的实践探索》在苏州市教育学会教育论文评选获得二等奖。

表2：教师论文发表及获奖情况

（3）学生实践能力稳步提升。全体课题组成员积极开展科技活动和辅导学生参加科技竞赛，在省金钥匙科技竞赛、省青少年科技模型大赛、市科技模型教育竞赛等近百人次获得一等奖；课题组孙月老师指导学生参与的《厨房真菌知多少》项目获得全国跨学科与项目式学习国际学术研讨会暨国际 StarT 中国区 2022 年度项目评比一等奖，该项目同时获得园区“小院士”、“家生活”微视频评比一等奖；徐蓓、吴敏娜老师指导学生获得全国环丁青少年环保创意大赛大奖；吴敏娜老师指导学生的《一种环保无残留洗涤剂瓶》获得国家实用新型专利；李景萍、吴敏娜老师指导的STEM科技社团被评为“苏州工业园区十佳社团”。

表3：学生竞赛获奖情况

（4）客观社会影响逐步产生。全体课题组成员在主持人顾洁老师的带领下，围绕领域统整视域下的科学项目式学习，积极参与苏州工业园区科学教师共同体活动、苏州工业园区STEM教育创新月度汇、苏州工业园区小学科学项目化学习论坛、苏州工业园区-甘肃武川两地联合教研活动、苏州工业园区-四川广安两地联合教研活动等。在活动中开设公开课、公开讲座，积极分享项目式学习教学实践经验，受到专家和一线教师的一致好评。同时，通过网络平台对领域统整视域下项目式学习在科学教学中的实践探索进行了宣传报道，产生了一定社会影响。

表4：教师公开课、公开讲座情况

七、课题不足与未来研究展望

在课题研究中，小学科学项目式学习聚焦学生核心素养，指向领域统整，最终用项目成果呈现出对知识的结构性、创造性运用和深度理解，让学生实现对核心概念的理解和运用。

通过两年的努力，无论是理论研究，还是实践运行，获得了丰硕的研究成果。在课题研究过程中也发现当下的小学科学项目式学习常出现几种状况：一种是注重项目的情境体验，热闹有余，思维不足；另一种是注重项目的任务设计，挑战有余，支架不足；还有一种注重项目知识构建，深度有余，素养不足。我们作为课题研究的执行者，将继续以课题研究为契机，继续更好地将理论与实践相结合，引入大概念构建策略、情境体验策略、学习支架支撑策略，探索大概念引领下小学科学项目式学习的具体实施路径，形成实践模型，将外在的“项目线索”转化为内在的“知识线索”，将“专家结论”深化为 “专家思维”。希望在小学科学项目式学习中建立一种从“具体-抽象-具体”的解决问题的高速通路，帮助学生以具体的知识概念构建大概念，大概念的运用解决生活中的问题，逐渐培养专家型思维，从而发展学生核心素养和培育综合能力，为新课改形势下小学科学教学提供有价值的做法、建议。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部．义务教育小学科学课程标准[S]．北京：北京师范大学出版社，2017．

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

[3] 李霞. 新版课程标准解析与教学指导·小学科学[M]. 北京:北京师范大学出版社,2022.

[4] 舒兰兰.大概念统整下的小学科学项目化学习整体设计——以“校园生物进化主题展览会”为例[J]. 上海课程教学研究,2022(6):42-46.

[5] 陈雨薇.核心素养旨归下小学科学项目化学习实践与反思——以“太阳能汽车”一课为例[J].小学教学研究,2023(2):87-88.