一等奖 | 船的研究——“三链六阶二迭代”项目式学习策略

2022年“全国青少年科技教育工作者论文征集活动”获奖论文专栏

船的研究——

“三链六阶二迭代”项目式学习策略

李溯源／杭州市临平第一小学

《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：“义务教育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。”[1]项目式学习是落实学生核心素养培养、体现学习本质的教学模式。“船的研究”是小学《科学》（教科版）新增内容，对应技术与工程领域，采用大单元组织形式，以船的发展史为主线，符合项目式学习的切入与实施[2]。如何引导孩子在真实问题情境中运用科学思维和方法持续探究，做思结合，建立科学观念呢？笔者认为可以打造“三链六阶二迭代”学习模型，开展项目式学习，实现学习进阶，培养科学素养。

教材解读、学情分析与目标定位

教材解读

船是常见且重要的交通工具，船的发展史是人类科技进步史的一部分，体现了人类发现问题、解决问题的过程，蕴含丰富的科学资源和教育价值。新的领域带来新的结构，以船的材料、构造、动力等演化节点为单元逻辑，呈现“产生问题—设计产品—完成项目”的发展过程，在提升船稳定性、载重量和动力性能的情境中，运用科学、技术、工程和数学等工具，在设计、制作、测评中动手优化工程模型，“做中学，做中悟”的特征更加明显（见图1）。

图 1　“船的研究”大单元教材脉络

学情分析

本单元实施前，教师要设计表格，做好学情调查。从调查结果（见表1）可以看出，学生对船的了解不多，想研究的问题比较多，但不尽一致。学生原有认知经验有限，教学定位需适切学生学习水平。教师要把握学生的认知基础和前概念类型，找准教学起点，做到无缝对接。

目标定位

“船的研究”属于技术与工程领域，对应课标的学习内容如下：

● 12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造；

● 12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活；

● 12.3 科学、技术、工程相互影响与促进。

对应的学科核心概念有两个：一是“技术、工程与社会”；二是“工程设计与物化”。

跨学科概念有“系统与模型”和“结构与功能”两个。

其科学素养目标分解如下。

科学观念　①理解工程技术的内涵，理解科学本质，让学生经历“问题—设计—制作—测试—优化”船的研究过程；②建立人的需求、科学技术推动船的发展和人类文明进程的观念。

科学思维　尝试将人的需求转化为具体的工程技术问题，综合运用科学、数学、技术、工程等知识，提升比较与分类、分析与综合的科学思维，形成“设计的改进、制作的优化、评价中认识进阶”的迭代思想。

探究实践　①针对具体任务，按照“六进阶”的基本步骤设计与制作；②能将自己简单的创意转化为设计图、模型、实物和测试评价。

态度责任　包括愿景认同、责任分担和协商共赢。①体验“造船”的成功与乐趣，激发运用科学、技术与工程研究和解决问题的兴趣；②在“造船”中愿意沟通交流，综合考虑小组成员的意见，形成集体的观念；③培养实事求是、乐于探究和实践的科学态度，具备可持续发展的社会责任感。

“三链六阶二迭代”项目式学习模型的界定与特点

界定

“三链六阶二迭代”项目式学习（见图2），“三链”是指问题链、活动链、思维链，以活动链为载体，问题链为动力，思维链为目标。“六阶”是指让学生经历“任务驱动—量规前置—多元设计—制作模型—检测改进—展示评价”6个阶段，促进科学观念、科学实践、科学思维和态度责任协同发展。其中，“检测改进”环节会促进前置量规的完善。“二迭代”是指项目式学习要经历两次迭代，一次在“多元设计”环节，优化设计草图，属于设计思维的迭代；第二次在“检测改进”与“展示评价”环节，优化船型作品，属于工程思维的迭代，二者相互依存，相互促进。

图 2　“三链六阶二迭代”项目式学习模型

问题链——精准提问，“问”到好处

问题链，即问题成链，通常具有“做什么—什么要求—怎么想—怎么说—怎么测—怎么评”的推进路径。

活动链——结构探究，“探”显逻辑

科学探究是以活动为载体，设置成6个环节，形成活动链：①任务驱动，指向研究对象；②制订量规，明确评价标准；③多元设计，暴露原有认知；④制作模型，完成物化雏形；⑤检测改进，提出调整建议；⑥展示评价，优化产品结构。

思维链——激活思维，“思”达深度

思维链以问题链为指向，抓住科学的本质特征，进行深度思考，以评促行。

特点

进阶上升　经历“提出问题—分析问题—解决问题”典型认识活动，实现学习进阶。

协同发展　问题链驱动活动链，活动链促进思维链，思维链衍生新的问题链。三者相互依存，相互促进，螺旋上升，协同发展。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部．义务教育科学课程标准[M]．北京：北京师范大学出版社，2022.4．

[2] 夏雪梅．项目化学习设计：学习素养视角下地国际与本土实践[M]．北京：教育科学出版社，2021.3．

来源：全文刊载于《中国科技教育》杂志2023-7期专题栏目

内容编辑 | 孟想 中国科技教育

文章编辑 | 毕晨辉

创作来源 | 《中国科技教育》2023-7

一校 | 孟想 中国科技教育

复校 | 刘科 中国科技教育

终校 | 朱志安 中国科学技术出版社