陳滔

【摘? ?要】項目化學習是提升學生實踐創(chuàng)新素養(yǎng)的有力抓手。“校園工程師”課程作為項目化學習的校本課程新樣態(tài)，將融合國家基礎性課程的學科內(nèi)容作為“初級工程師”的敲門磚，將利用校園情境設置的真實問題作為“中級工程師”的試金石，讓“高級工程師”在社會實踐中提升創(chuàng)造力。實踐表明，“校園工程師”課程打破了傳統(tǒng)課堂的壁壘，切實提升了學生的實踐創(chuàng)新素養(yǎng)。

【關鍵詞】校園工程師;項目化學習;實踐創(chuàng)新

具備科學素養(yǎng)并不僅指掌握了科學知識或能運用科學技術，更指擁有科學思維，具備科學精神，能科學地處理實際問題，參與公共事務。

項目化學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)新素養(yǎng)的有效途徑。近年來，項目化學習方式得到了眾多學校的關注。但在具體實踐中，往往存在著參與性不足、適切性不強、真實性不夠等實際問題，導致項目化學習方式難以有效促進學生創(chuàng)新實踐素養(yǎng)的提升。

校本課程“校園工程師”（以下簡稱“校園工程師”）以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素養(yǎng)為目標，以項目化學習方式為載體，讓學生在真實的校園環(huán)境中，用團隊合作的方式，綜合運用多種學科的知識和技能解決實際問題。它突破了傳統(tǒng)學習的邊界，擴大了學習的參與面，提高了學習的真實性。學生通過初級、中級、高級工程師的學習實踐，在解決問題的過程中不斷提升實踐創(chuàng)新素養(yǎng)。課程實施框架如圖1。

一、初級工程師：常態(tài)課堂中推行“三步”教學，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

“校園工程師”課程的實踐先結合國家基礎性課程，打造“初級工程師”。圍繞項目式學習提倡的“問題驅動、支架學習、展示迭代”等要素開展“三步”教學（如圖2），是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的有效方式。

（一）找準起點，確定驅動問題

基于學科知識的驅動問題是項目化學習的起點，教師需要幫助學生找準學習起點，提出驅動問題。

1.從學生的學習基礎出發(fā)

教師可以從學生的學習基礎出發(fā)，在“KWH（know-what-how）表”（如表1）的幫助下尋找驅動問題。

對于表1中最后一列學生所呈現(xiàn)出來的問題，經(jīng)過加工改造后可以成為進行學科項目化學習的驅動問題。

2.從學科核心概念著手

教師可以從學科概念著手，提出驅動問題。如從課堂小概念出發(fā)，依據(jù)單元中概念，指向學科大概念，沿著概念的進階通道找到符合項目化學習理念的驅動問題。以“食物鏈食物網(wǎng)”為例，其概念進階如表2所示。

教學中，教師可以從大概念著手，尋找本課學習的驅動問題：如果我要去河邊釣魚，除了帶好釣魚工具之外，還要做什么準備？從而圍繞本課小概念，拓展單元中概念，指向學科大概念，逐步開展項目化學習。

（二）提供支架，助力探究解決

項目化學習提倡以學生為學習的中心，教師的作用主要是在學生自主探究的過程中，為他們適時提供學習支架。支架的呈現(xiàn)方式可以有多種形式，如提示相關基本概念，為學生搭建認知支架;創(chuàng)設適切的問題情境，為學生搭建情感支架;與學生一起梳理知識體系，為學生搭建遷移支架;等等，由此通過提供支架助力學生解決問題。

（三）展示評價，迭代學習成果

展示和交流在項目化學習中起著十分重要的作用，展示評價的過程也是促進學生調(diào)整學習進程，提煉學習成果的過程。教師可以采用定性和定量評價相結合的方式，使評價具有客觀性和真實性，并引導學生在個體展評中形成反思意識，尋找差距，促進自身成長。

在日常教學中滲透項目化理念的三步學習，能夠有效促進學生創(chuàng)造思維的提升。學生在每學期的“初級工程師測評”中，利用各個學科的知識，通過解決具體情境中的問題，可以取得“初級工程師”執(zhí)照。

二、中級工程師：在校園場域中進行“四共”實踐，展開創(chuàng)造行動

學生掌握一定的學科基礎知識，初步具備創(chuàng)新思維和能力后，就可以在校園場域改造中，通過問題解決的“四共”實踐，獲取“中級工程師”執(zhí)照。

（一）于校園情境中共生問題

校園是學生最熟悉的日常環(huán)境之一，善于觀察、勤于思考，就能在校園情境中提出真實問題?！皩W校廁所通風、采光不好;沖水裝置經(jīng)常會壞，水資源浪費;火雞房太臟太臭……”學生在校園中發(fā)現(xiàn)并提出的真實問題是項目化學習的成果，也是開展“中級工程師”項目的最好資源。

（二）于多方碰撞中共商方案

確定項目主題后，學生需要將研究主題進行問題分解，并借助多方資源，提出解決方案。

首先是團隊內(nèi)的生生碰撞。學生在交流討論中明確目標、任務并確定分工。其次是學校內(nèi)的師生互動。學生聘請各學科教師為項目導師，為項目研究尋求保障。最后是校園外的專業(yè)引領。專業(yè)工程師對項目研究起著至關重要的作用，他們可以對項目的方案進行指導，在細節(jié)處提出關鍵性建議，為項目后續(xù)的順利實施保駕護航。

（三）于實踐探索中共建場域

為突破傳統(tǒng)學習場域的局限，讓學生在真實的場景中主動學習，學校以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐素養(yǎng)為主線，基于“中級工程師”項目學習前期確定的驅動性問題，請學生一起參與校園場域改造，發(fā)展學生的實踐技能。

創(chuàng)造能力和審美能力都是素養(yǎng)提升的重要方面，學生把自己的想法付諸實踐，從圖紙設計到模型制作，在共建校園場域的過程中，學生的思維得到提升，生態(tài)素養(yǎng)逐步形成。

（四）于成果運用中共享資源

學生通過共尋真實問題，共商解決方案，踐行共建過程，切實地解決了校園中存在的問題。這些改建后的場域又成了他們在課堂以外發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、共享資源的創(chuàng)新學習中心。

如學生結合科學課中的“生態(tài)瓶”，在改建后的洗手間打造水中生態(tài)系統(tǒng)，借助水循環(huán)系統(tǒng)，開展多種課堂中無法進行的水凈化實驗。而“能量轉換場”則將抽象的電路循環(huán)和能量轉換變成具象的體驗游戲，共享的實驗結果和實驗數(shù)據(jù)又成為不同年級相關課程的補充材料。

三、高級工程師：在真實世界中自主解決問題，打造創(chuàng)意生活

讓學生能在真實世界中解決問題，自己動手創(chuàng)造美好生活，是培養(yǎng)其實踐創(chuàng)新素養(yǎng)的最終目的。生活中的真實問題，往往體現(xiàn)在學生關注自我、關愛他人、關切自然的過程中。創(chuàng)意生活探究是學生運用小課題研究的方式進行的開放性探究型學習，學生可以通過成果的展示和運用來獲取“高級工程師”執(zhí)照。

（一）關注自我，在創(chuàng)意中實現(xiàn)自我價值

自主發(fā)現(xiàn)問題常常是從關注自我開始的。引導學生在了解身體的結構、觀察身體變化、關注身體信號的過程中發(fā)現(xiàn)問題是“高級工程師”的起步課程。

在關注自我的研究過程中，學生發(fā)現(xiàn)了很多來自身體的信息。他們可以通過思維導圖推演這些信息背后隱藏的問題，并展開解決這些問題的創(chuàng)意研究。如學生通過觀察小便的顏色檢測自己每天的攝入水量是否充足。發(fā)現(xiàn)不足后，學生制作了具有定時功能的“提醒水杯”;發(fā)現(xiàn)自己由于近距離用眼時間過久導致視力下降后，學生制作了“正姿書架”;發(fā)現(xiàn)洗手后可能因手上有水分殘留而導致細菌滋生，學生便通過水份傳感器制作了“凈手檢測器”……

“高級工程師”通過關注自我，用智慧和創(chuàng)意改善學習、生活中的不良習慣，有效促進了健康的生活。

（二）關愛他人，在探索中尋求利他功能

基于小課題的研究有效激發(fā)了學生的想象力和創(chuàng)造力，學校鼓勵學生依據(jù)個人的興趣點，提升幫助他人，為他人服務的意識，在探索中尋求利他功能。以“貓貓引導器”的誕生為例，具體如下。

（1）問題產(chǎn)生：早晨在教室里經(jīng)常出現(xiàn)野貓，同學們看到貓以后會大呼小叫，導致大家都無法靜心學習。

（2）原因分析：學生組隊分析貓喜歡到教室里來的原因：取暖、躲避、好奇等。

（3）提出設想：學生以光傳感器和聲音模塊為主要元件，制作“貓貓驅趕器”。只要有物體靠近傳感器，“驅趕器”就會發(fā)出刺耳的聲音，從而將靠近傳感器的野貓“嚇走”。

（4）實驗迭代：通過幾個月的學習、制作和試用，學生不斷對“產(chǎn)品”進行迭代，使其功能更完善、效果更佳。

（5）后續(xù)研究：野貓不再進入教室，同學們的實際問題得以解決。而野貓的“住宿”問題又成了“工程師”們新的關注點。

該階段，學生通過小課題研究的方式，綜合運用自身所學的知識和技能，在為他人解決真實問題的過程中，提升了自身的實踐創(chuàng)新素養(yǎng)。

（三）關心自然，在“智造”中維系自然平衡

無論是關注自我的創(chuàng)意制作還是關愛他人的利他行為，最終都要指向與自然的和諧共生。以“一條有溫度的路”的創(chuàng)生歷程為例，具體如下。

問題：2021年的寒冬，校園路面結冰造成學生頻繁摔跤。502班的林同學一直在想，怎么做可以讓路面不結冰？

設想：首選方案應該是利用自然資源。如果可以利用風能發(fā)電，再通過電加熱收集的雨水，就能形成一條“露天地暖”，既能解決問題，又不會增加能耗，是個好辦法。

測算：冬天，學校周邊的風速經(jīng)常保持在每秒12～20米，可以將風能轉換成可用的電能。

學生經(jīng)歷設計、試驗、改進、實施的過程。通過長時間的摸索，反復迭代，學生最終用智慧和汗水完成了“一條有溫度的路”這一創(chuàng)意實踐。這不但改善了自己的校園生活，也達到了與自然共生的目標。他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力也在這一過程中不斷提高。

“校園工程師”課程有機地融合了國家課程內(nèi)容，充分利用校園真實情境，讓學生在實踐中用智慧和汗水創(chuàng)造美好的生活。該課程打破了傳統(tǒng)課堂的壁壘，有效提升了學生的實踐創(chuàng)新素養(yǎng)，是有借鑒意義的校本課程新樣態(tài)。

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（浙江省杭州市勝利小學? ?310016）