【摘 要】將學(xué)習(xí)進階作為科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯，就是以概念建構(gòu)進階為學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇的重心、以認知策略進階為驅(qū)動性問題設(shè)計的標尺、以實踐創(chuàng)新進階為學(xué)習(xí)過程統(tǒng)籌原則，并依據(jù)進階反饋開展項目評價。以學(xué)習(xí)進階為科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯能有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)教學(xué);項目化學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)進階;底層邏輯

【中圖分類號】G623.6? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2021）35-0053-04

【作者簡介】左文飛，江蘇省常州市武進區(qū)星河實驗小學(xué)（江蘇常州，213100）教師，高級教師。

項目化學(xué)習(xí)是一種綜合性的學(xué)習(xí)方式。在科學(xué)教學(xué)中進行項目化學(xué)習(xí)，能幫助學(xué)生有效串聯(lián)頭腦中零散存儲的知識，從而建構(gòu)起對世界的認知體系;能幫助學(xué)生溝通理論世界與生活世界，把惰性知識轉(zhuǎn)化為活性能力;能讓學(xué)生生發(fā)聯(lián)想與創(chuàng)見，讓創(chuàng)造真正發(fā)生。對于科學(xué)教育工作者而言，只有厘清科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的基本點，才能真正用好這一方式。

一、學(xué)習(xí)進階是科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯

將學(xué)習(xí)進階作為科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯，主要出于以下方面的考慮：

（一）學(xué)習(xí)進階是科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的最終目的

美國國家研究理事會（NRC）將學(xué)習(xí)進階定義為：“學(xué)生在一段較長的時間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)或研究某一主題時，其思維方式由新手向?qū)＜肄D(zhuǎn)變的、連續(xù)的、有層級的發(fā)展路徑的描述?！逼渲攸c關(guān)注的是學(xué)生對概念認知深化的過程。隨著學(xué)習(xí)的深入，進階變量從單一走向多維，從科學(xué)概念認知進階逐漸發(fā)展為科學(xué)概念認知和科學(xué)實踐能力的共同進階，進而拓展到社會與文化認知的進階。從學(xué)習(xí)進階的目標維度可以看出，科學(xué)項目化學(xué)習(xí)也要達成同樣的目標。學(xué)習(xí)進階是長期的、漸進的，它反映的是人的整體發(fā)展，而項目化學(xué)習(xí)相對來說具有階段性特征，主要圍繞某一內(nèi)容或主題展開。所以，項目化學(xué)習(xí)主要幫助學(xué)生在一定時間內(nèi)實現(xiàn)學(xué)習(xí)進階，而從長遠來看，學(xué)習(xí)進階是項目化學(xué)習(xí)的最終目的。

（二）學(xué)習(xí)進階是科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的航標

從科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的實施方向看，要開展好科學(xué)項目化學(xué)習(xí)，教師需要以學(xué)習(xí)進階為基礎(chǔ)。分析學(xué)生的概念發(fā)展水平、認知策略水平、方法掌握程度，確定好真實的學(xué)習(xí)起點和可能達到的學(xué)習(xí)終點，確定好每一步應(yīng)該踏上的臺階層級和跨越高度，這能幫助教師明確項目化學(xué)習(xí)的方向，保障項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的科學(xué)性，消弭設(shè)計的隨意性。

從科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的評價看，學(xué)習(xí)進階的成效反饋，有利于項目化學(xué)習(xí)的及時評估和過程調(diào)控。判斷某一項目對學(xué)生的發(fā)展是否有意義，有多大意義？是持續(xù)推進還是中途下馬？需要有一個評價標準。而學(xué)習(xí)進階可以提供有效的參考。學(xué)習(xí)進階的根源在于國家課程，參照的是課程標準?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》提出了18個核心概念。通過對核心概念進行學(xué)習(xí)進階的細致分解，可以設(shè)計出評價標準，如此，在即時的評估監(jiān)控中，項目就可以得到不斷地完善。

基于以上分析，我們可以認為學(xué)習(xí)進階是科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯，是目的、方向、標準。

二、科學(xué)項目化學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)進階的有效途徑

在科學(xué)教育中，從知識學(xué)習(xí)到概念掌握需要有橋梁幫助跨越，從對世界的認識到問題的解決需要有繩索幫助勾連，從高階認知策略的習(xí)得到應(yīng)用需要實踐場域幫助實現(xiàn)，從批判、反思到接受、理解要有自由心智幫助斡旋，從已有規(guī)律到發(fā)明創(chuàng)造需要有碰撞幫助激發(fā)。而項目化學(xué)習(xí)的實踐性、成長性、融合性、合作性等特征符合科學(xué)學(xué)習(xí)進階的基本需求。因而，項目化學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)進階的方式、途徑、手段。

三、利用學(xué)習(xí)進階設(shè)計科學(xué)項目化學(xué)習(xí)活動

（一）建構(gòu)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的進階圖譜

在教學(xué)實踐中，教師可以通過科學(xué)項目化學(xué)習(xí)進階圖譜來明確項目應(yīng)該承載怎樣的任務(wù)，應(yīng)該在哪些維度促進學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)進階。

利用項目化學(xué)習(xí)達成的學(xué)習(xí)進階包括三個方面：概念建構(gòu)進階、認知策略進階、實踐創(chuàng)新進階，具體而言，即拓展科學(xué)認識領(lǐng)域，促進學(xué)生概念認知不斷發(fā)展深化;開展分析、設(shè)計、決策、創(chuàng)造等高階學(xué)習(xí)活動;以問題解決為導(dǎo)向，學(xué)生發(fā)現(xiàn)有價值的科學(xué)問題，共商方案，對涉及的科學(xué)知識、科學(xué)手法進行專題式學(xué)習(xí)，反思、修正前期方案，設(shè)計后續(xù)研究流程并實踐，收集數(shù)據(jù)開展分析，最后形成成果并分享。學(xué)習(xí)進階意味著這三個維度都要進階，三個維度是互相影響、彼此勾連的。

（二）以進階維度與進階階梯引導(dǎo)項目設(shè)計

1.以概念建構(gòu)進階為學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇的重心。

概念建構(gòu)進階是學(xué)習(xí)進階理論一開始就關(guān)注的話題。因而，科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的主題應(yīng)該從核心概念中去尋找。教師可以基于大概念建構(gòu)一個較為宏觀的學(xué)習(xí)項目，也可以基于大概念的下位概念建構(gòu)一個中小型的學(xué)習(xí)項目，從而達成利用項目化學(xué)習(xí)推動概念認知深化的目的。

在設(shè)計學(xué)習(xí)項目之初，教師既要對具體概念進行細分并建構(gòu)“階”，也要基于學(xué)習(xí)者視角建構(gòu)“階”。下面，筆者以磁化概念為例，闡述學(xué)生概念建構(gòu)的流程。

第一，調(diào)研學(xué)生的概念發(fā)展水平。磁化概念是“機械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式”這一大概念的下位概念之一。以蘇教版《科學(xué)》教材來看，磁化概念出現(xiàn)在二年級和五年級。二年級學(xué)生在學(xué)習(xí)前完全沒有磁化概念，經(jīng)過學(xué)習(xí)后能知道“利用磁鐵摩擦鐵絲能讓鐵絲變成磁鐵”，同時會產(chǎn)生這樣的概念推演——“大多數(shù)物體都能被磁鐵摩擦后變成磁鐵”。五年級學(xué)生已經(jīng)知道磁化概念，且大部分學(xué)生認為所有金屬都能被磁化。兩個年級學(xué)生的概念空白基本相似，他們對于磁化材料的選擇、更多樣的磁化方法、磁化后物體的磁極控制、磁化原理、磁化效果的存續(xù)時間幾乎一無所知。

第二，確定概念建構(gòu)進階的終點。終點的確定要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)需求和課標要求。磁化原理已經(jīng)進入了微觀層面，涉及物質(zhì)的本質(zhì)屬性，對于小學(xué)生來說艱深難懂，即使要學(xué)習(xí)，他們對磁化原理的理解也應(yīng)該是初步的、簡略的、形象化的，他們對磁化概念的理解應(yīng)以他們能夠觀察到的現(xiàn)象為基礎(chǔ)。鑒于此，我們將磁化概念進階的終點定位為：理解磁化是使不具有磁性的物體具有磁性的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象目前只出現(xiàn)在鐵鈷鎳及其合金材料上，會用兩到三種方法對材料進行磁化，磁化時會用一種方法控制被磁化物體的磁極，知道不同的磁化方法會有不同的磁化效果，知道磁化后獲得的磁性是會消退的。

第三，劃分概念發(fā)展的進階層級，見表1。

[表1 磁化概念的進階層級][層級 概念建構(gòu)表現(xiàn) 一 沒有發(fā)現(xiàn)過，完全沒概念 二 在生活中見過磁化現(xiàn)象，知道物體靠近磁鐵較長時間后也會吸引一些物品 三 知道這種現(xiàn)象叫磁化，會用磁鐵摩擦的方式讓物體磁化 四 將磁化材料的范圍確定為鐵鈷鎳及其合金，會用貼近一段時間、制作電磁鐵等方法讓金屬磁化 五 認識到磁化物體時可對其磁極進行控制，認識到磁化物體時會出現(xiàn)不同強度的磁化結(jié)果 六 知道常見的磁化方法帶來的磁化時間是有限的，能用多種方法破壞磁化的效果 ]

第四，設(shè)定進階單元。對于大多數(shù)學(xué)生來說，磁化這一概念是陌生的，他們對磁化的原初認知是空白的。雖然磁化這一概念的外延豐富，但并不難理解，問題主要在于學(xué)生認識了一種物質(zhì)的磁化現(xiàn)象后會自行推演到更多物質(zhì)（這種物質(zhì)有時不具備磁化條件），但因為磁化有直觀可見的現(xiàn)象，因此進階單元的跨度可以大一些，如：層級一到三為一個進階單元，層級四到五為一個進階單元，層級六為一個進階單元。圍繞磁化概念的進階，我們可以設(shè)計“做一個最棒的指南針”項目：

準確選材：原來不是所有的材料都可以用來做指南針。

磁性強弱PK：進行磁化時，選擇摩擦還是接觸？選擇某種金屬還是合金？用來接觸的原初磁鐵該如何選擇？如果用電流磁化金屬，又要如何選擇材料和電流？

對被磁化物體的磁極進行精準控制：如何接觸、摩擦或用什么方向的電流才能保證某一端是N極？

磁化后維持磁性時間長短比較：跟進行磁化的磁鐵磁性強度有關(guān)嗎？跟被磁化的材料有關(guān)嗎？

追問磁化的原因：既然磁化后物體的外部看不出什么變化，那微觀層面的原因是什么？

項目化學(xué)習(xí)的設(shè)計應(yīng)建立在詳盡的概念分析基礎(chǔ)之上，每一個研究板塊都對應(yīng)概念的進階，從而為課程目標的達成助力。

2.以認知策略進階為驅(qū)動性問題設(shè)計的標尺。

美國教育專家馬扎諾認為低階認知策略包括：信息收集、組織、存儲、鞏固;高階認知策略包括：問題解決、創(chuàng)見、決策、實驗、調(diào)研、系統(tǒng)分析;中間還有：比較、分類、抽象、推理、提供支持、分析。在科學(xué)課堂上，學(xué)生可在高階學(xué)習(xí)中運用、掌握各級認知策略。這需要教師將認知策略的進階作為學(xué)習(xí)項目設(shè)計的目標，同時將其作為項目驅(qū)動性問題的衡量標準，因為不同的驅(qū)動性問題需要不同的認知策略，如同樣是磁化概念進階的項目化學(xué)習(xí)，如果以“怎樣做一個指南針”為驅(qū)動性問題，那么，學(xué)生用到的認知策略主要是信息收集、存儲、分析和低層級的問題解決。如果把驅(qū)動性問題設(shè)置為“怎樣做一個最棒的指南針”，學(xué)生就需要用到評價、決策、系統(tǒng)分析、創(chuàng)見和高層級的問題解決等高階認知策略，同時還能帶動信息收集、存儲、分析等低中階認知策略的運用。

當然，就某一策略而言，該策略也有自己的進階層級。比如：作為低階認知策略的信息收集，它可以是漫天撒網(wǎng)式的信息積聚，也可以進階為圍繞具體概念的靶向收集;作為高階認知策略的實驗，可以是自然狀態(tài)下的簡單觀察，也可以進階為控制影響因素的探究，還可以進階為指向創(chuàng)新的新因素介入性實驗。

3.以實踐創(chuàng)新進階為學(xué)習(xí)過程統(tǒng)籌原則。

科學(xué)項目化學(xué)習(xí)著眼于學(xué)生的興趣激發(fā)，期望引領(lǐng)學(xué)生從模仿走向創(chuàng)造。要做到這一點，教師除了要給學(xué)生提供可以學(xué)習(xí)的思維方法、提供技術(shù)支持與學(xué)習(xí)指導(dǎo)，還需要從學(xué)習(xí)進階的角度去統(tǒng)籌規(guī)劃項目學(xué)習(xí)過程中的創(chuàng)新機會，在研究過程中安排有利于實踐創(chuàng)新進階的具體環(huán)節(jié)。問題發(fā)現(xiàn)、假設(shè)提出、方案設(shè)計、流程規(guī)劃、結(jié)論提煉和作品物化中的創(chuàng)見都屬于實踐創(chuàng)新進階的范疇，在設(shè)計具體學(xué)程時，教師要有意識地在這些領(lǐng)域安排挑戰(zhàn)性任務(wù)。

實踐創(chuàng)新除了要有廣度，還要有深度。教師不僅要給學(xué)生提供方案設(shè)計的機會，還要對學(xué)生設(shè)計的方案設(shè)置標準，體現(xiàn)不同年段進階性的要求。如：對“空氣是一種常見的混合物質(zhì)”這一核心概念，一、二年級可以研究的問題是“你能用多少種方法讓空氣被發(fā)現(xiàn)”，方案設(shè)計的要求在于多元性;三、四年級可以是“怎樣證明空氣是多種氣體的混合物”，方案設(shè)計的要求在于嚴謹性;五、六年級可以是“利用空氣的性質(zhì)創(chuàng)造新型工具”，方案設(shè)計的要求在于創(chuàng)造性。

（三）以進階反饋開展項目評價

評價學(xué)習(xí)項目是否有價值，是否可以作為持續(xù)推進的項目，是否需要修改完善，都需要看學(xué)生的學(xué)習(xí)是否進階，是否達到了進階的層級要求，簡言之，就是要通過評價學(xué)生的發(fā)展來評價項目的設(shè)計水平與價值。此外，評價應(yīng)是全程的，在項目實施過程中要以表現(xiàn)性評價為主，這能及時發(fā)現(xiàn)和解決項目設(shè)計和實施中的問題，項目結(jié)束后可以開展總結(jié)性評價，評估項目對學(xué)生學(xué)習(xí)進階的效度。

實踐表明，將學(xué)習(xí)進階作為科學(xué)項目化學(xué)習(xí)設(shè)計的底層邏輯，能讓教師設(shè)計出科學(xué)的、豐富的學(xué)習(xí)項目，能讓學(xué)生在豐富的體驗活動中形成自己的科學(xué)理解，并促進學(xué)生全面發(fā)展、主動發(fā)展和終身發(fā)展。

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