基于学习进阶的科学项目化学习探索 ——以2017年教科版《观察鱼》为例

新时代公民的基本素质包括科学态度、科学精神、科学方法、人文精神。小学科学课程的设置方法、学习方式持续变化，新课改下的科学核心素养主要包括科学观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四方面[1]。传统教学模式下，学生在课堂中处于被动地位，自我认知、学习能力均难以增强。项目化学习模式的出现带来了转机，2019年6月发布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》指出“优化教学方式，探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化、合作式学习”。

国内外关于项目化学习（Project_Based Learning，缩写为PBL）的界定有很多，国内夏雪梅博士的研究团队提出学习素养视角下项目化学习：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、品质等创造性地解决新问题、形成公开成果中，形成对核心知识和学习历程的深刻理解，能够在情境中进行迁移[2]。可见，学习素养、项目化学习间存在联系，后者形式多样，既基于学科也超越学科。项目化学习并非着眼于生产显性结果，其目的在于师生共同探讨问题情境。

学科项目化学习设计包含多个维度，一线教师进行设计时的难度较高，设置时应结合项目化学习理念，这也是推动双方发展的有效途径。

一、小学科学课内项目化学习

（一）概念梳理，项目合理化

小学科学学科项目化学习以学科为载体指向学科本质，依据其他学科知识形成融合互助效果。小学科学课程内容以物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程科学为主[3]，可用大概念构建课程内容框架（图1），再进行筛选、整合。

科学知识分为概念性知识、事实性知识、程序性知识，程序性知识可用于STEM项目学习研究，其背后也需概念性知识来支撑。小学科学新教材中的很多知识融合了项目化理念，可结合项目化学习模式，当然，在呈现上要以具体学情为依据。

有观点认为生命领域知识、项目化学习模式不应结合，对此，本文持不同看法。以2017年教科版一年级新教材生物领域动物模块内容《观察鱼》为例，大概念为“动物能适应环境，通过获取植物和其他动物的养分来维持生存”，下级概念为“动物适应环境的身体特征”，进而得出概念“鱼能适应水生环境的身体特征”。因此，“鱼”的概念性知识为核心，从科学课内延伸科学课外可促进科学素养发展。

（二）问题驱动，学习主动化

项目化学习以激发学生思考为开端，以《观察鱼》为例，若直接问学生“鱼能适应环境的身体特征”则难以激发兴趣，可收集孩子们一起研学时去过的海洋馆里的鱼，教师引导学生说出鱼的生活环境，反问“是否生活在水里的就一定是鱼”，引导学生关注鱼身体特点。课上也可将金鱼、泥鳅呈现给学生并提问“这两个都是鱼吗？”。二者外形不同，持不同观点的学生需寻找证据来支持自己，兴趣可得到激发。

（三）创新设计，实践有效化

探究动力的持久性应以一定规律为前提来保持，借助创新任务以对学习产生带动作用，学生可逐步寻找证据来解决问题。《观察鱼》的关键思路是鱼身体结构指向功能，通过观察鱼的身体特点，从而探索出鱼能在水中生活的奥秘，模块有二：一是认识结构，二是结构与功能的联系。课程包含多个课时，依据项目化学习要求来设计任务清单。

课前任务：观察生活中的鱼的特点，及其生活环境。

项目一：观察了解鱼的身体结构。

1.鱼的外部结构

学生通过观察、绘画、记录鱼的结构，期间会碰到一些实际问题，例如鱼的游动，可能无法观察朝下的地方，可能提起鱼时会洒水而导致鱼被惊动。有小组发现鱼盒底部能够大概印出鱼的结构。在鱼盒底部装上镜子，就能利用镜面来观察清晰的鱼的腹部结构，从而观察到鱼的各部分。

2.鱼的内部结构

一年级学生需要观察内部结构、掌握鱼的骨骼，借助化石资料、鲫鱼骨骼标本以进行检索调研，学生可了解坚硬骨骼可支撑鱼身，为其学习脊椎动物奠定基础。

项目二：探寻鱼能在水中生活的原因。

1.鱼的呼吸

鱼可在水中呼吸，通过微视频、图片资料来让学生了解鱼以鳃为呼吸器官，可制作模拟鱼鳃。当然对于一年级学生的要求并不是制作出真正的鱼鳃，而是检验他们对于鳃的认知。可提供一些纸板、双面胶、塑料纸等制作材料，再进行实验探究，鱼鳃出水和入水时的状态，测评实际的实验现象。

2.鱼的运动

学生通过观察鱼的运动，交流自己的发现，然后用手模仿鱼鳍的运动，会发现鱼是靠身体的摆动以及鳍的协调作用运动的。通过对金鱼的不断研究，再同样类比泥鳅会发现泥鳅也跟金鱼一样，生活在水中，用鳃呼吸，用鳍游泳，也是鱼。

课后任务：思考是否能找出符合生活在水中，用鳃呼吸，靠鳍运动，有骨骼这些条件但不是鱼类的动物。

可让学生回去检索调查，小组商讨收集资料后，发现并不能找出这样的动物，以加深对鱼的特点的认识。观察鱼时，学生从收集、接收信息到比较、分析再到解决问题的过程就是自我提升的过程。

二、小学科学课外项目化学习

科学学习即概念化展示科学解释，其以学习进阶为表现形式，其着眼于重要科学素养变量在持续发展期间的路径、阶梯。科学教育界即“学习进阶研究均是围绕核心概念建构，力图刻画学生知识和能力的不同层级，并将学生的表现作为进阶发展的证据，从而对课程和教学产生影响”[4]。项目化学习模式构建需整合低阶学习与高阶学习。

（一）横向进阶，素养综合化

课上完成学习的同时可向科学课外进行延伸，实现不同学科间的关联，整合学科素养以实现横向学习进阶，发展学生的综合素质。

项目三：观察鉴别鱼。

以个人或小组为单位利用周末寻访一种或多种鱼类，学写鱼的名字，观察鱼的外形特征，鱼的生活方式、生长环境等。

项目四：绘制鱼的儿童画。

了解鱼的结构之后，再利用儿童画的方式对绘制的鱼进行艺术加工，可在美术课中落实。

项目五：学习诗歌《江南》。

江南可采莲，莲叶何田田。

鱼戏莲叶间。

鱼戏莲叶东，鱼戏莲叶西，鱼戏莲叶南，鱼戏莲叶北。

通过对《江南》这首诗歌的学习，感受古诗的韵律美，同时再次巩固鱼生活在水中这个特点，可在语文课中落实。

项目六：演唱《江南》。

通过对《江南》演唱，培养孩子动作、表情等肢体语言表现能力，可在音乐课中落实。

（二）纵向进阶，层次深入化

小学、初高中阶段的科学课程属于大概念进阶学习，由课堂向社团课延伸，不受班级限制，探究学科内涵。如一年级学生了解鱼的构造、运动特点后可进一步探究鱼鳍、运动间的联系。

项目七：探究鱼运动的主力是哪种鱼鳍。

通过查找资料可知，金鱼属于鲹科鱼类，鱼鳍大致有胸鳍、腹鳍、背鳍、臀鳍和尾鳍几种，如何鱼确定运动的主力呢？可剪掉部分鱼鳍，但这好像过于血腥、残忍。若用夹子架，鱼会挣扎，很难控制。可采用局部麻醉实验方案，对鱼鳍的局部麻醉，说明鱼的胸鳍、腹鳍、背鳍和臀鳍具有维持身体的平衡和改变运动的方向作用；而尾鳍作用除了调节鱼体在水中游泳的方向外，也可推动鱼体的前进。

项目八：设计制作模型，探究影响尾鳍推动力的因素。

鲫鱼的尾鳍在此实验过程中扮演着十分重要的角色，兼具稳定性调节和产生推进力实现快速游动的功能。小组继续开始深入探究，此时活体鱼较难控制，可制作鱼鳍模型来探究尾鳍的运动。通过改变鱼鳍模型的尾鳍形状，大小及软硬等因素，逐一探究影响尾鳍推动力的因素。

通过反复探究发现，当尾鳍符合频率快、摆动幅度大、面积大、新月弧形以及软硬适中这些条件时，推动力会更强，这对于研究仿生学是非常有价值的。

三、学习成果的项目化展示与评价

（一）成果展示，价值最大化

项目化学习最终是要形成公开的有质量的成果，在多样的群体中进行交流。为更好地展示各项目学习成果，设置“设计制作展板”学习模块，使项目化学习达到跨学科教育的素养目标。

每组可对研究特色加以展示从而发挥创意，合作设计和制作自己的项目展板，增强吸引力。设计、制作、展示过程可培养学生的核心素质，也能收获肯定。如项目“探索水中精灵之鲹科鱼类鱼鳍秘密”不仅获得市，同时被推荐参加省赛，荣获浙江省青少年科技创新项目二等奖。

（二）项目跟进，评价多元化

评价设计环节包括形成性评价、终结性评价，这对于项目化学习具有重要作用。其中形成性评价，也就是项目过程中的评价是以学习目标为参考的形成性评价为主，主要从鱼绘制情况，模型设计情况，团队分工合作以及表达能力等方面去评价。而终结性评价作为参照评价可检测教学目标的达到程度。评价应全程跟进，具多样性，才能发挥激励作用。学习作品的展示与评价活动，可广邀专业人士提供回馈。

不同层面人群提供的回馈，帮可以助学生经由实践而获得能力，形态多样，引导学生自我反思、修正、改进。当然，评价实施的方式与内容，应具体公开，以对学习成果加以考核。

通过科学项目化学习的可行性研究，改变传统课堂教学模式，通过学生在团队合作中的自主学习，学生的综合能力特别是解决具体问题的能力得到了提升，实践证明这是一种非常有效的教学方法。在新的学习模式情境下，我们引领学生通过观察、分析、探究，培养学生计划、创新、社交等“关键能力”，积极构建引导超越知识、唤醒兴趣、走向智慧、激发创造、健全人格的理想育人模式，从而增强学生的科学核心素养。

参考文献

[1]王湛.义务教育小学科学课程标准解读[M].北京:高等教育出版社,2017.

[2]夏雪梅.项目化学习设计: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.

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

[4]颜伟云.初中科学探究学习进阶的广度、精度与深度[J].化学教学,2019,（6）:33-37.