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摘要：项目式学习（PBL）是一种以学生为中心的教学法，能有效提升小学生科学探究能力与合作意识。本文以 “校园生态瓶制作” 为例，探讨其在小学科学实验教学中的应用。通过设计真实任务、分阶段探究、多维度评估，学生在实践中掌握生态知识，培养动手和协作能力。研究表明，该方法显著提高学生参与度与学习成效，未来结合信息化和跨学科整合，应用效果将更优。

关键词：项目式学习；小学科学；实验教学；生态瓶；合作探究

引言

小学科学课程重点在于通过实践培养学生的科学素养，然而传统实验教学常常局限于验证性操作，难以充分激发学生的主动探究兴趣。项目式学习凭借真实情境中的长期任务驱动学习，能够有效整合知识、技能与情感目标。本文以某小学五年级开展的“校园生态瓶制作”项目作为案例，系统阐述项目式学习在科学实验教学中的设计与实施过程，深入分析其对学生综合能力培养的价值，期望能为小学科学教学改革提供具有参考意义的实践经验。

一、项目式学习的设计框架与特点

（一）设计原则

真实性原则依托 “构建微型生态系统” 任务，借助校园环境资源，让学生采集材料搭建生态系统，在亲身体验中增强知识的感性认知。问题驱动原则以 “如何让生态瓶生物长期存活” 为核心，引导学生探索光照、水质等因素影响，激发其自主查阅资料、设计方案，培养探究能力[1]。跨学科整合原则将科学、数学、语文知识融合，实验时，学生用数学记录分析数据，通过撰写报告锻炼语文表达，三大原则相辅相成，全面提升学生能力。

（二）实施流程

在项目式学习过程中，项目启动阶段，教师通过展示各类生态瓶案例，成功激发学生的兴趣和好奇心，引导学生分组讨论设计目标，促使学生思考生态瓶的构成要素和运行原理；知识铺垫阶段，教师提前制作好微课视频，让学生在课后进行自主学习，从而了解生态系统的基本概念和物质循环的过程，为后续实验奠定坚实的理论基础；实验探究阶段，学生依据自己前期讨论得出的设计方案，选择合适的实验材料，搭建生态瓶，并定期观测生态瓶中的生物状态和环境参数，依据观测结果及时进行调整；成果展示阶段，学生将自己在整个项目中的实验过程、实验结果以及心得体会，以展板、视频、口头报告等形式呈现出来，向全班同学分享自己的学习成果，在交流中实现知识的共享与能力的提升。

二、案例背景与实施过程

（一）案例背景

某小学五年级共40名学生开展“校园生态瓶制作”项目，此项目具备多维度教学目标。在知识目标上，学生需通过实验，理解生态系统的组成与物质循环，了解生态系统中生产者、消费者和分解者的作用，以及物质在生态系统中的循环过程。在能力目标方面，学生要在实验过程中掌握科学观察、数据记录与问题解决技能，学会观察生物的生长状态、记录实验数据，并根据数据变化分析问题、解决问题。在情感目标上，通过参与生态瓶制作项目，培养学生的环保意识与团队协作精神，让学生深刻认识到生态环境的重要性，同时在小组合作中学会沟通、协调。

（二）任务设计与分工

分组策略采用5人一组，小组内设置组长、记录员、材料员、观察员、汇报员等角色，且定期轮换。组长负责组织协调小组活动，记录员负责记录实验数据，材料员负责准备实验材料，观察员负责观察生物状态，汇报员负责向全班同学汇报小组的实验成果。通过角色轮换，让每个学生都能体验不同的职责，培养学生的综合能力[2]。实验材料选用透明容器、本地水生植物（如金鱼藻）、小型动物（如螺类）、泥沙、水质检测工具等。这些材料易于获取，且能真实地模拟自然生态环境，有助于学生更好地理解生态系统的运行原理。

阶段任务分为三个阶段。第一周，学生通过查阅资料、实地观察等方式调研本地水生生物，了解其种类和生活习性，然后根据自己的了解设计生态瓶结构草图。第二周，学生依据设计草图采集材料并搭建生态瓶，同时使用水质检测工具测量生态瓶中的pH值和光照强度，记录初始数据。第三周，学生每天观察生态瓶中的生物状态，记录生物的生长情况和行为变化，分析实验数据，根据数据变化调整光照时间或换水频率，以维持生态系统的稳定。

（三）关键教学活动

在实验对比环节，通过设置无光照和过量投喂的对照组，学生得以直观地观察到光照和投喂量对生态系统的影响，切实感受到生态系统平衡的微妙，有效加深了对生态系统平衡的理解；在数据可视化环节，学生将实验数据绘制成折线图，清晰直观地展示出水质变化趋势和生物存活率的变化情况[3]。以此为依据分析生物存活率与环境因素之间的关联性，进一步强化对生态系统的理性认知；而在反思讨论环节，针对实验过程中出现的螺类死亡现象，各小组展开激烈辩论，深入分析螺类死亡的原因，最终总结出生态平衡的重要性。

三、教学成效与成果分析

（一）学习成效评估

知识掌握方面，通过前后测对比，后测结果显示，85%的学生能够准确描述生态瓶的物质循环过程，而前测时这一比例仅为45%，具体数据对比见表1：

（二）典型成果展示

最佳生态瓶是某小组通过精准控制光照与投喂量，维持生态系统稳定超过30天。该小组的生态瓶中，水生植物生长茂盛，小型动物活动正常，水质保持稳定，为其他小组树立了榜样，如图1所示。

创意报告是学生制作短视频，用动画演示“碳循环”过程，该作品获校级科技节一等奖。短视频以生动有趣的动画形式展示了碳在生态系统中的循环过程，让观众更容易理解和接受，体现了学生的创新能力和实践能力。

结语

“校园生态瓶制作”项目通过真实情境的任务驱动，有效激发了小学生的科学探究兴趣，促进了知识应用与综合能力的发展。未来可进一步拓展项目主题，如能源利用、垃圾分类等，并借助数字化工具优化探究过程，使项目式学习成为小学科学实验教学的常态化模式，助力核心素养的落地实施。

参考文献

[1]郎宇轩.项目式学习在小学科学实验教学中的应用[J].科学咨询，2025，（02）：152-155.

[2]吴杜娟.项目式学习在小学科学教学中的应用实践[J].新课程研究，2024，（08）：13-15.

[3]杨羚.项目式学习在小学科学单元整体教学中的应用研究[D].扬州大学，2023.DOI：10.27441/d.cnki.gyzdu.2023.001223.