一等奖 | （续）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

实施：制作“真实产品”，体现工程迭代

任务驱动，指向研究对象

感知　第1课“船的历史”从观看视频入手，通过观察发现船的发展经历了“舟筏时代、帆船时代、蒸汽机船时代、燃油机船时代……”的过程，丰富学生认知。

疑惑　观察完毕，让学生交流船的发展史，提出感兴趣的问题，如船的内部结构怎样？船为什么可以浮在水面上？船的制作方法有哪些？船的运行原理是怎样的？

发布　任务聚焦应符合学生的日常生活，将比较抽象的深奥的本质问题转为驱动性问题，形成学习动力。

“小小造船师”项目围绕“人们是怎么造船的？造船的过程中需要用到哪些技术？你想自己设计并制作一艘小船吗？”的驱动性问题展开，符合学生的年龄特点，适切学生研究水平，引起学生的探究热情，迸发思维火花。

前置量规，明确评价要求

拆解　制造一艘船是一个系统工程，包括船的结构、动力、载重、稳定等子系统，需要拆解任务，分项设计，统筹考虑。

定标　项目式学习可以采用逆向设计的方法。发布任务后，需要学生参与量规的制订。量规可以从内容维度、内容标准、表现指标和等级评定展开（见表2）。①科学观念（船的结构、船的功能与学科联结）；②科学思维（推理论证与创新思维）；③科学探究（方案设计、产品制作、修正完善与评价反思）；④科学态度（分工合作与个人贡献）。有了量规，就可以做到教、学、评一致。

权衡　前置项目量规帮助学生明晰项目任务，激发团队合作积极性，保证项目的顺利实施，规避后期评价时“走过场”的情况。在“小小造船师”项目实施前教师呈现清晰的活动任务标准，让学生不仅知道做什么，也明白要怎么做与做成什么样，突出本项目的针对性与进阶性。

“船的研究”单元项目式学习评价分为3类

诊断性评价：主要针对评价学习知识水平能力起点，通过前测问题了解学生对工程技术流程的认识。

过程性评价：主要从“船的研究”单元的科学观念、科学思维、探究实践和态度责任4个角度进行客观评价。

结果性评价：主要针对小船，从设计、制作、反思与改进、合作、评价多维度评价。

多元设计，暴露原有认知

创意　发布任务，引导学生初步设计想要制作的小船，渗透创新思维、设计思维、工程思维。抛出“你想设计怎样的小船”的问题，学生畅所欲言，奇思妙想，发散思维，有的小组想制作双体帆船，有的小组想制作能够坐人的小船，还有的小组想用家乡百丈的竹子制作竹筏……

制图　按照识别问题与需要设计草图，列明材料清单与成本，要求设计图有尺寸及对应的材料标注，绘图比例合理。以“虎虎生威”小组为例，一开始他们并没有用直尺，也没有标注设计的尺寸与细节说明，设计图经历了多次迭代以后显得非常清楚，学生对技术与工程的认识、分析的习惯和能力得到显著提升（见图3）。

图3　“虎虎生威”组设计图进阶

阐述　举行设计交流会，结合图片交流小组的设计方案，进行自由组队讨论设计。通过集思广益，“FMVP”小组在第2次设计小船时在两侧增加2个大矿泉水瓶，提高稳定性（见图4）。

图 4　“FMVP”组设计图进阶

模型制作，完成物化雏形

选材　根据制作要求与设计图，综合成本、属性等因素，选择最优材料。以“FMVP”组为例，组员对比了塑料袋、广告纸、透明胶、泡沫胶等材料，最后选择了广告纸、透明胶，突破小船防水的难点。

制作　基于设计图的模型尺寸，制作真实船模，尽可能达到模型与设计图的“复刻”。“FMVP”组组员严格按照设计图将泡沫板裁剪成尖形船首，用硬纸板对船进行加固，经过通力合作，完成了小船实物模型（见图5）。

图 5　“FMVP”组设计图与实物模型

诊断　模型与设计图的相似度是诊断的关键。“FMVP”组组员通过对实物模型进行诊断，发现模型的尺寸、结构确实严格按照设计图进行，模型与设计图的相似度极高。

检验评估，提出调整建议

测试　学生自主进行多次测试并记录，搜集各项测试的真实参数，强调公平、公正。以“扬帆起航”组为例，小组成员对制作的双体帆船进行了3次测试，测试情况见表3。

甄别　客观分析数据内涵，加深理解量规的意义，甄别所遇问题，以便对症下药。

调整　针对问题，作出改进（见表4）。

改进完善，优化产品结构

评判　组织船模交流会，汇报者结合前期问题，清晰表达数据分析后的设计，展示并详述船模的效果。教师应着重关注学生之间的合作与交流，适时提醒学生倾听，明白交流者的意思，在倾听完整表述后进行回应。其他学生担任评委，进行综合评判打分（见图6和表5）。

图6　“乘风破浪”主题竞赛活动剪影

推介　团队进一步修改设计图，并按照最新设计图制作，使船模最优化，迭代模型，凸显科学思维，最终推介成品。

提升　横向比较团队与个人综合表现，提升技术与工程实践能力、自我反思能力，形成乐于接受新挑战的品质。不少学生回顾了设计制作船的过程与经历，明白这并不是一蹴而就的，如果有需要改进的地方，就要修改方案重新设计图纸，再进行制作测试，从中体会到了工程技术的“不简单”。

此外，将实践成果以科技小论文等形式进行发表，再一次感受技术与工程的魅力，实现多学科的相互融合与渗透（见图7）。

图 7　“扬帆起航”号项目式学习报告

总结与启示：拓宽科学视野，强化学科融合

量化能力进阶

依托前置的评分量表，监测学生能力的提升，实现学习进阶，使评价更具科学性。为避免组内自评误差，可结合学生互评与教师评价，减少误差几率，引导学生进行自我监控，促进客观公正。此外，还可运用雷达图分析，多维度对比、分析、综合学生主体能力（见图8）。

图 8　多维度评价指标雷达图

强化研究推广

● 依托“学校—家庭—社会”一体化关联，打破课堂时空壁垒，进一步拓宽思维型项目式学习的实施渠道与场域。

● 积极将项目式学习整理成案例报告，申报地方精品课程，促进案例走向成熟，引导更多的学生更具创造性地展开实践活动。

综上所述，“三链六阶二迭代”项目式学习是一种理想的学习模型，体现素养导向下的教学理念，指向核心问题，助力实证探究，促进科学思维，最终培养学生的科学核心素养。

专家点评

本文完整呈现了“船的研究”这个小学《科学》（教科版）新增内容的案例。案例以建构主义理论为指导，通过问卷调查准确全面地了解学生的学情，在对教材与课程标准分析的基础上，设定了详细的教学目标。案例中设计了“三链六阶二迭代”的项目式学习模型，让整个探究活动更加有逻辑、有深度。本文写作线索清晰，内容翔实，语言简练，值得推荐。

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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