◇諸雅紅（浙江：杭州市錢塘區(qū)臨江小學(xué)）

一、緣起：“能量”單元教學(xué)中遇到的困難

小學(xué)科學(xué)“能量”單元是建立電和磁關(guān)系的開端，涉及有關(guān)電磁學(xué)的科學(xué)概念比較抽象，課本中的現(xiàn)象是日常生活中不易觀察到的。傳統(tǒng)的教學(xué)基本是教師按照科學(xué)課本全程帶領(lǐng)學(xué)生思考探究，學(xué)生被動(dòng)性思考、機(jī)械性探究、形式化交流研討，不利于學(xué)生科學(xué)思維的鍛煉與發(fā)展。因此，筆者將此單元的幾課設(shè)計(jì)成微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，用項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單來引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的實(shí)踐探索過程，呈現(xiàn)學(xué)生完整的科學(xué)實(shí)踐探索的經(jīng)歷。學(xué)習(xí)單可以納入學(xué)生的成長(zhǎng)檔案袋或作業(yè)系統(tǒng)，有助于學(xué)生有目的地記錄、交流、評(píng)估，體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，有助于將課堂的時(shí)間還給學(xué)生。教師有效地把握教學(xué)節(jié)奏，退居幕后。

二、項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單的定義

小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單是一種基于真實(shí)情境的系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)單，一份優(yōu)秀的學(xué)習(xí)單能真實(shí)地反映學(xué)生的科學(xué)前概念，最大程度地展現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)思維過程等。因此，項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)應(yīng)基于課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容、學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，考慮學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階和認(rèn)知發(fā)展水平。學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)應(yīng)貼近教材內(nèi)容和生活實(shí)際，源于真實(shí)情境，能覆蓋學(xué)科核心概念，使學(xué)生感興趣、可操作、有生成。項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單應(yīng)主要包括情景聚焦、前置學(xué)習(xí)、項(xiàng)目任務(wù)、實(shí)踐材料、成功標(biāo)準(zhǔn)、活動(dòng)步驟、拓展應(yīng)用等內(nèi)容。學(xué)生利用舊知識(shí)技能在解決問題的過程中，精準(zhǔn)聚焦思維，生成新的科學(xué)概念，發(fā)展科學(xué)核心概念，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。（如下圖）

三、基于設(shè)計(jì)原則，確定學(xué)習(xí)單的類型

小學(xué)科學(xué)中每一節(jié)課的類型都有所不同：有些課適合以閱讀材料為支架，建構(gòu)知識(shí)性概念；有些課適合以微項(xiàng)目為載體，建構(gòu)觀念性概念；有些課又適合以探究性學(xué)習(xí)為路徑，探索科學(xué)原理。那么，如何在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中設(shè)計(jì)合理的項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單呢？筆者從思維類、實(shí)驗(yàn)類、成果類三個(gè)角度入手，探索項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)思路。

（一）思維類：暴露前概念，讓思維顯性化

前概念是一個(gè)人過去的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總和，支配和影響著人們對(duì)某一事物做出的反應(yīng)和認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生帶著前概念進(jìn)入課堂，這些前概念會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單時(shí)，可設(shè)計(jì)與學(xué)生前概念發(fā)生思維沖突的環(huán)節(jié)，形成強(qiáng)烈的新舊概念的碰撞，使學(xué)生的思維顯性化，真正地建構(gòu)新的科學(xué)觀念。

例如，本單元第三課《電和磁》的開始部分，從教材看，編寫者不打算將此部分單獨(dú)作為一個(gè)課時(shí)來教學(xué)，僅讓學(xué)生操作，使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而不探究小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)背后的原因。筆者認(rèn)為，單純地操作缺少思維含量，也不利于建構(gòu)電和磁之間的關(guān)系。學(xué)生在接觸這節(jié)課時(shí)，對(duì)相關(guān)概念和知識(shí)都已經(jīng)遺忘，對(duì)磁鐵的性質(zhì)和特點(diǎn)也完全遺忘，根本不能形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S。如果匆匆將這一部分一帶而過，會(huì)給后續(xù)電和磁的學(xué)習(xí)造成很大困擾，因此筆者將這一小部分內(nèi)容單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)探究性實(shí)踐小項(xiàng)目，以學(xué)習(xí)單為思維導(dǎo)向，探究小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因。用一節(jié)課的時(shí)間讓學(xué)生通過自己的推理、論證形成對(duì)驅(qū)動(dòng)性問題的解釋。第一個(gè)現(xiàn)象旨在引發(fā)學(xué)生思考：小磁針從轉(zhuǎn)動(dòng)到靜止，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，必定是受到外力的作用，如果沒有受到外力，小磁針將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。這一現(xiàn)象指向核心概念：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；指向知識(shí)性概念：地球也是一個(gè)大磁鐵的模型。同時(shí)指向磁鐵的性質(zhì)：磁鐵會(huì)吸引鐵一類的物質(zhì)；磁鐵和磁鐵之間會(huì)產(chǎn)生力的作用。第二個(gè)現(xiàn)象小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從靜止到運(yùn)動(dòng)，必定是受到外力的作用，提出驅(qū)動(dòng)性問題：小磁針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？本質(zhì)問題就是在找這個(gè)外力是誰產(chǎn)生的，是鐵一類的物質(zhì)還是通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁性？要得出合理的解釋，學(xué)生需要運(yùn)用已有概念和知識(shí)進(jìn)行搜尋、組織、分類等低階認(rèn)知策略。因此在項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單中，筆者增加了一個(gè)環(huán)節(jié)：“你認(rèn)為哪些物質(zhì)可以被磁鐵吸引？”以暴露學(xué)生的前概念。此外，增加實(shí)物支撐，例如，給一把銅鑰匙，看看磁鐵能不能吸引銅，幫助學(xué)生先將本課可能涉及的科學(xué)概念喚醒，這樣學(xué)生就明確了磁鐵具有吸引鐵一類物質(zhì)的性質(zhì)（而不是吸引金屬），也知道了磁鐵具有南北極，磁鐵和磁鐵之間具有相互作用力。有了這些支架，學(xué)生對(duì)小磁針為何會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的思維障礙就會(huì)少很多，思維過程也會(huì)更嚴(yán)密。在項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單最后，筆者還設(shè)計(jì)了一個(gè)小的猜想驗(yàn)證：到底是導(dǎo)線中的金屬吸引了小磁針，還是通電的導(dǎo)線產(chǎn)生了磁性導(dǎo)致小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)？交由學(xué)生自己去探索，每一個(gè)小組都可以重新演繹自己組的實(shí)驗(yàn)，完全展示自己的思維過程，生生之間也會(huì)產(chǎn)生思維碰撞。學(xué)生通過討論、交流，驗(yàn)證通電導(dǎo)線周圍真的產(chǎn)生了磁性，從而建立起事物之間普遍聯(lián)系的跨學(xué)科概念，也為將來學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)的理論打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）實(shí)驗(yàn)類：注重實(shí)踐操作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)注重在真實(shí)情境中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)性問題，并在解決問題的過程中，建構(gòu)一定的科學(xué)概念。在類似具體情境中進(jìn)行知識(shí)遷移，有助于學(xué)生形成邏輯嚴(yán)密的概念結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其綜合解決問題的能力。因此在以探究性實(shí)驗(yàn)為主的微項(xiàng)目課程中，項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單的設(shè)計(jì)，要說明實(shí)驗(yàn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作并記錄。記錄力求簡(jiǎn)單明了，讓學(xué)生從簡(jiǎn)單的記錄中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)規(guī)律，并實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。

例如，在“如何使小磁針偏轉(zhuǎn)角度更大”這個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過常規(guī)探究方法，習(xí)得的是一個(gè)個(gè)具體而瑣碎的知識(shí)：通電導(dǎo)線和小磁針平行的時(shí)候，偏轉(zhuǎn)角度最大；通電線圈靠近小磁針可以增大偏轉(zhuǎn)角度等。只知道發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，而不知道導(dǎo)致小磁針偏轉(zhuǎn)角度發(fā)生變化的原因是什么，而通過項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單這個(gè)支架，學(xué)生內(nèi)化的是知識(shí)背后的科學(xué)思維方法。學(xué)生只是將“電產(chǎn)生磁”這個(gè)概念作為思維的工具，通過“增大電流的方法”“產(chǎn)生更大的磁性”“產(chǎn)生更大的磁力”“增大偏轉(zhuǎn)角度”一系列思考過程，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生更大的磁力可以用增大單根導(dǎo)線的電流和將導(dǎo)線做成線圈形成磁場(chǎng)疊加的方法。這兩種方法并列進(jìn)行，形成對(duì)電和磁關(guān)系更深的理解。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單時(shí)，筆者不僅設(shè)計(jì)了讓小磁針的偏轉(zhuǎn)角度逐漸變大的過程，還設(shè)計(jì)了引導(dǎo)學(xué)生用不同的方法增大偏轉(zhuǎn)角度。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生想到的方法都是用增大電流的方法來增強(qiáng)磁性，只有小部分學(xué)生想到用磁性疊加的方式來增強(qiáng)磁性。筆者認(rèn)為，對(duì)于學(xué)優(yōu)生來說，磁場(chǎng)疊加可以作為一個(gè)思維的生長(zhǎng)點(diǎn)，另外，還可以探究方向和大小對(duì)物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響。這是常規(guī)教學(xué)所不具備的。

（三）成果類：以任務(wù)為導(dǎo)向，解決真實(shí)問題

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有獨(dú)特的“項(xiàng)目”特色，既包括學(xué)生完成項(xiàng)目式作業(yè)后獲得的項(xiàng)目產(chǎn)品、項(xiàng)目方案，也包括學(xué)生在活動(dòng)中習(xí)得的知識(shí)技能、掌握的學(xué)習(xí)策略和方法以及學(xué)習(xí)興趣和習(xí)慣等過程性的成長(zhǎng)收獲。因此在成果類的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單中除了常規(guī)內(nèi)容外，還應(yīng)設(shè)計(jì)與之對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和生生評(píng)價(jià)，為深度交流研討提供豐富的素材，以實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”的一致性。

例如，制作電磁鐵并探究電磁鐵南北極影響因素時(shí)，本身制作電磁鐵就是一個(gè)項(xiàng)目，再加上對(duì)南北極的探究，傳統(tǒng)教學(xué)的模式存在以下問題：實(shí)踐內(nèi)容過多，從制作電磁鐵到測(cè)試電磁鐵再到探究電磁鐵的南北極，學(xué)生一節(jié)課的時(shí)間往往不夠；實(shí)驗(yàn)材料不能滿足實(shí)驗(yàn)需要。通電時(shí)，鐵釘能吸引大頭針，斷電后，鐵釘還能吸引大頭針；判斷電磁鐵南北極時(shí)，兩端靠近指南針N級(jí)或S級(jí)時(shí)，都是可以吸引的，導(dǎo)致無法判斷電磁鐵的南北極，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論；制作電磁鐵時(shí)，通電后鐵釘能吸引大頭針，但是能吸起的大頭針比較少。因此筆者在教學(xué)過程中，從兩方面入手輔助學(xué)生解決這些難題：一是提供優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料；二是設(shè)計(jì)合理的項(xiàng)目成功標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生有目標(biāo)地進(jìn)行實(shí)踐，做到心中有數(shù)。

優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)材料有：鐵芯由教材中的鐵釘改成螺母，因?yàn)殍F釘中含有較多其他物質(zhì)，通電后鐵釘容易被磁化，斷電后鐵釘還有剩磁，導(dǎo)致還能吸引大頭針，與理論事實(shí)不符，在此課中又不適合增加關(guān)于剩磁的概念。因此筆者經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)市面上有一種螺絲釘是軟鐵（含雜質(zhì)較少），不容易被磁化，且表面有螺紋，方便繞線（可以嵌入纏繞）。用略粗的漆包銅線替代教學(xué)用的導(dǎo)線，這樣纏繞過程中既不容易滑開，也解決了吸引大頭針數(shù)量較少的問題。設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單時(shí)，一方面縮短制作電磁鐵的操作過程，細(xì)節(jié)部分，比如，導(dǎo)線打結(jié)時(shí)打滑、導(dǎo)線漆包線刮得不干凈等問題，改為課堂細(xì)化指導(dǎo)，以節(jié)省制作時(shí)間。另一方面突出實(shí)踐探究，重點(diǎn)突破對(duì)電磁鐵南北極的探究，注重電磁鐵南北極實(shí)驗(yàn)記錄的設(shè)計(jì)。在課堂上，學(xué)生利用學(xué)習(xí)單充分研討了電磁鐵南北極的影響因素，有的學(xué)生還發(fā)現(xiàn)了可能跟鐵芯上導(dǎo)線的電流方向有關(guān)，直指現(xiàn)象本質(zhì)。

總之，小學(xué)科學(xué)中適合項(xiàng)目式實(shí)踐學(xué)習(xí)的內(nèi)容還有很多。要真正提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，教師需從教材結(jié)構(gòu)、課程標(biāo)準(zhǔn)、材料選擇、學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備等各方面，精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐學(xué)習(xí)單，引領(lǐng)學(xué)生自主探究，發(fā)展探究能力和思維深度。

當(dāng)然，在“能量”單元中還有很多重難點(diǎn)需要突破，本文的研究只是其中的一小部分，需要后續(xù)深入研究。