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“基于项目式学习”小学科学“技术与工程领域”案例设计与实施研究
摘 要:小学科学课程是培养学生的创新精神和实践能力的重要载体,在小学科学教学中,“技术与工程”是非常重要的课程内容,可以让学生的创新思维及探究实践能力等得到充分的发展,深度地培养学生的科学素养。项目式学习凭借其在学生创造性问题解决能力和科学素养提升上的优势,得到了国内外学者的极大关注。为此,开展基于是项目式学习的小学科学“技术与工程”领域教学实施与效果研究,以期丰富项目式学习本土化的理论,为“技术与工程”领域实践教学提供新的思路。
关键词:项目式学习;技术与工程;小学科学;科学素养
项目式学习是以解决真实问题为驱动,通过项目设计、项目论证和问题探究等一系列行为掌握知识技能、实现预定目标以及解决实际问题的一种学习方式[1]。在“技术与工程”领域的教学中,项目式学习是一种有效的教学策略[2]。以真实问题为导向的项目化学习能够有效联结学生的现实生活与知识构建,能够在解决问题的过程中锻炼学生的工程思维。以项目化学习活动“小小建筑师”为例,以“明确具体任务,激发学习兴趣”“以启发诱导式问题,培养批判性思维”“以劣构问题式设计,培养创造性思维”“以跟踪式工程报告,培养系统性思维”四个步骤开展了实践活动,有效地培养了学生的批判性思维、创造性思维和系统性思维,为学生的终身发展打下了坚实的基础。
(一)明确具体任务,激发学习兴趣
良好的开端是成功的一半,在导入环节中应创设恰当的情境引起学生的好奇心,使其兴致盎然地进入到课堂中。在创设情境中要善于利用多媒体动画,将视、听、说融于一体,把声、形、色、动态和静态安排在不同的界面上,与学生产生交融。这些形式多样的信息很容易吸引学生的注意,使学生尽快进入教师所创设的学习境界中,在其头脑中形成疑问,激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的学习欲望,实现学生无意注意到有意注意的转移,引导他们继续观察、思考和实验。
如在“小小建筑师”单元是年级下册的第一个综合探究活动单元,主要以技术与工程领域内容为主,同时又承担物质科学领域相关知识目标,是中年级学段对学生进行“制订计划”能力培养的第一个综合探究单元。教师可以在具体的教学实践活动过程中,以参观或模拟参观建筑博物馆为活动形式,引领学生大致了解人类建筑发展史,了解不同时期房屋的风格特点、材料选择和工具使用情况,由此引发学生自己也来体验做一名小小建筑师的探索欲望,激发学生的学习兴趣。
(二)以启发诱导式问题,培养批判性思维
批判性思维是科学素养的一个重要部分,也是一种反省性的辩证思维。当下小学科学教学中比较注重学生逻辑思维的训练,也就是批判性思维技巧的训练,学生往往能够进行假设、推理、判断等科学思维的方法,但是却仍然缺少批判思维的意向与能力,这主要是源自学生批判质疑精神不足。教师要提醒学生在深思熟虑的基础上对任何事实有怀疑、提问题。在“小小建筑师”活动的前期研究时,教师可以引导学生思考:面对“自制创意宠物房子”这一任务需要解决哪些问题,有什么办法解决这些问题。学生想到可以查阅资料或观察不同时期房子等研究的方法。在观察房子时,教师可以设问进一步引起学生思考:不同时期的房子有何相同或不同之处?各种各样的房子对自己的设计制作有什么启发?最后,教师以海报的形式将学生的思维显性化。
(三)以劣构问题式设计,培养创造性思维
正所谓“授人以鱼,不如授人以渔”,解决劣构问题更倾向于“授人以渔”。换句话说, 劣构问题可以引领学习者运用高阶思维进行的有意义的学习,培养创造性思维。由于劣构问题本身具有复杂性和不确定性,在教学中运用于解决真实情境中的实际问题时,与日常生活密切相关,趣味性强,对学生很有意义,学生更加容易主动投入更有价值的讨论,更能够激发学生的探讨兴趣。在“小小建筑师”活动中,在设计方案阶段,教师可以为学生提供丰富的结构性材料。结构性材料是指材料间具有某种关系,思考材料间的组合方式能促进学生思维的发展。例如,教师给出木工尺、卷尺、锯子、美工刀、万能胶、螺钉、手套、护目镜等等材料,学生能联想列举出不同的构造方式;给出玻璃、PVC板、木板、铝箔挤塑板等,学生能联想列举出不同的房子。教师可以组织学生根据材料设计出自己的房子建造方案,然后再将学生分组,让学生进行小组内头脑风暴,互相借鉴,讨论自己方案的可改进之处。提供材料、不提供解决方案的项目化学习为学生的创作留下了更广阔的操作空间,更有利于锻炼学生的创造性思维。
(四)以跟踪式工程报告,培养系统性思维
项目化学习过程是一个由各种因素组成的系统,该系统存在许多不确定因素及限制性因素。系统性思维要求在思维中把多变量的复杂系统当成整体并加以思考,它着眼于整体和局部之间,从整体与环境的相互联系、相互作用的关系中综合地、精确地思考对象。系统性思维是一种从整体出发,先综合,后分析,最后再综合的思维模式。
明确问题阶段是项目化学习的第一阶段,教师可以创设“学校举办小小建筑师科技节”这一真实情境,在有针对性的情境引导中,使学生明确任务。这样的方式可以将操作思路具象化,既能够及时回顾前置任务的不足,又能保证后续活动的有序开展,更重要的是培养了学生的系统性思维。在最后的展示交流阶段,教师要留给学生充分的时间,对工程报告书中的设计图和实践心得等进行整理,鼓励学生用实物、课件、海报和视频等多种方式交流。在首尾两个环节中都要求学生以全局的眼光看待问题,有效锻炼学生的系统性思维。
总之,在教学实践过程中,教师要充分尊重学生的个性化差异,通过多元化的教学活动满足不同学习程度的学生对科学知识的实际需求,全面促进学生的身心健康发展。贴近学生真实生活的项目化学习,能有效发展学生的科学素养。通过具体的项目化学习方式激发学生的学习兴趣,培养学生的批判性思维、创造性思维和系统性思维,联结起学生的当下知识与未来生活,推动其终身发展。
参考文献
[1]杨大亮,赵磊,徐林,孙嘉翌.融合STEAM 理念的创客教育教学模式研究[J].科技创业月刊,2020,33(09):118-121
[2]姚春玲,吴莉荣.小学科学“技术与工程”领域教学策略的研究[J].新教师,2023(09):51-53