劉秀英 郭曉麗 趙瑛 施冰

俗話說(shuō)“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，現(xiàn)代生活靠電網(wǎng)”，電與我們每個(gè)人的生活都息息相關(guān)，但同時(shí)電對(duì)于中小學(xué)生來(lái)說(shuō)是熟悉而陌生的。熟悉體現(xiàn)在生活中處處都要用電，《科學(xué)》課本中也講到了與電相關(guān)的知識(shí)；而陌生呢，是學(xué)生很少真正關(guān)注到電的來(lái)之不易，也很少能量化對(duì)電的認(rèn)識(shí)，對(duì)生活中浪費(fèi)電的現(xiàn)象熟視無(wú)睹。因此，節(jié)約用電成了老生常談的話題。

通過(guò)課程設(shè)計(jì)，幫助中小學(xué)生了解電能，學(xué)習(xí)電的相關(guān)知識(shí)，切實(shí)意識(shí)到電能來(lái)之不易，從而真正參與到節(jié)約用電的行動(dòng)中，在傳統(tǒng)學(xué)校課程中關(guān)注不足。針對(duì)這一問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了“家庭節(jié)電方案設(shè)計(jì)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目課程的核心驅(qū)動(dòng)問(wèn)題是“如何制訂一份合理的家庭節(jié)電方案？”學(xué)生將化身成一名家庭用電審計(jì)員，對(duì)家庭的用電現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，并追溯電能的來(lái)源，量化對(duì)1 度電的認(rèn)識(shí)，從而形成一份完整的家庭節(jié)電方案，最后嘗試運(yùn)行和推廣自己設(shè)計(jì)的方案。相關(guān)文本如下：

歡迎加入本次活動(dòng)，在這里，你將成為一名家庭用電審計(jì)員，調(diào)查家庭用電情況，形成家庭用電調(diào)查報(bào)告，并基于個(gè)人家庭用電現(xiàn)狀制訂一份合理的家庭節(jié)電方案，進(jìn)而初步實(shí)施和推廣家庭節(jié)電方案。項(xiàng)目的成果是一份具有推廣價(jià)值的家庭節(jié)電方案，并且學(xué)生要對(duì)自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行試用、宣傳和推廣。相關(guān)說(shuō)明如下：

請(qǐng)你使用海報(bào)或思維導(dǎo)圖等形式展示你的家庭節(jié)電方案——既能夠滿足家庭基本用電需求，又能夠節(jié)約電能，并在家里試運(yùn)行自己設(shè)計(jì)的節(jié)電方案，優(yōu)化改進(jìn)后在班級(jí)和社區(qū)里推廣宣傳你的方案，讓更多人加入到節(jié)約用電的行動(dòng)中來(lái)。

項(xiàng)目規(guī)劃

針對(duì)本項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，解決問(wèn)題的步驟是比較清晰的，也容易與學(xué)生達(dá)成共識(shí)。該項(xiàng)目的基本流程如圖1 所示，主要包括基于家庭原有用電情況的調(diào)查，即分析家庭每天的用電量；家庭使用的用電器情況，以及調(diào)查家庭用電的來(lái)源，量化對(duì)1 度電的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上制訂出新的家庭用電方案，并對(duì)方案進(jìn)行運(yùn)行和推廣。通過(guò)反思項(xiàng)目的解決思路，我們發(fā)現(xiàn)其符合“調(diào)查改進(jìn)”類項(xiàng)目的一般方法，即首先對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀的分析和反思，有針對(duì)性地提出新方案，并對(duì)新方案進(jìn)行試運(yùn)行和優(yōu)化推廣。

在此思路之下，再將項(xiàng)目的核心驅(qū)動(dòng)問(wèn)題及核心任務(wù)分別進(jìn)行拆解，學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)個(gè)小成果，有機(jī)結(jié)合得到項(xiàng)目的最終成果——家庭節(jié)電方案。項(xiàng)目拆解思路如圖2 所示。

活動(dòng)設(shè)計(jì)

基于項(xiàng)目的拆解思路，我們規(guī)劃出了項(xiàng)目導(dǎo)引及相應(yīng)的任務(wù)和活動(dòng)，如圖3 所示。

在進(jìn)行具體活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，項(xiàng)目注重對(duì)學(xué)生思維的啟發(fā)和對(duì)學(xué)生日常生活的關(guān)注，幫助學(xué)生從習(xí)以為常的生活現(xiàn)象中思考相關(guān)問(wèn)題。例如引導(dǎo)學(xué)生記錄自己一天中與電相關(guān)的活動(dòng)，反思沒(méi)有電我們的生活會(huì)怎樣，沒(méi)有電你能堅(jiān)持多久等，幫助學(xué)生更具體地認(rèn)識(shí)到電之于我們生活的重要性，為后續(xù)節(jié)電活動(dòng)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

項(xiàng)目導(dǎo)引：開(kāi)啟我的家庭節(jié)電方案設(shè)計(jì)行動(dòng)

項(xiàng)目導(dǎo)引共包含4 個(gè)活動(dòng)。

活動(dòng)1 是認(rèn)識(shí)電與我們生活的關(guān)系，其中主要涉及了“交流研討”和“自主思考”兩類活動(dòng)，幫助學(xué)生把對(duì)電既熟悉又陌生的認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)引到本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中。

活動(dòng)2 是明確家庭節(jié)電方案設(shè)計(jì)的任務(wù)，這里主要設(shè)計(jì)了一個(gè)“方法導(dǎo)引”，幫助學(xué)生理清本項(xiàng)目中我們的任務(wù)是什么，相關(guān)表述如下。

方法導(dǎo)引

“家庭節(jié)電方案設(shè)計(jì)”可以包括以下內(nèi)容。

（1）對(duì)家庭用電現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)：我家每天需要耗費(fèi)多少電能？主要有哪些用電器？

（2）對(duì)電的來(lái)源的思考：我家用的電從哪里來(lái)？

（3）對(duì)電的量化調(diào)查：為什么要節(jié)約用電？ 1 度電能需要耗費(fèi)多少能源？ 1 度電可以做什么？

（4）節(jié)約用電方案設(shè)計(jì)：我該怎樣設(shè)計(jì)家庭節(jié)電方案？

（5）節(jié)電方案的運(yùn)行及推廣：如何實(shí)施并推廣我設(shè)計(jì)的“家庭節(jié)電方案”？

活動(dòng)3 是明確方案設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)與程序，我們?cè)O(shè)計(jì)了活動(dòng)探究及方法導(dǎo)引，旨在通過(guò)學(xué)生自己的探究及小組分享，梳理整個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)和程序。

活動(dòng)4 是規(guī)劃團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，在這里學(xué)生需要完成任務(wù)規(guī)劃表，形成對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)控，幫助學(xué)生更加有效地完成這個(gè)項(xiàng)目。

任務(wù)1：調(diào)查家庭用電現(xiàn)狀

任務(wù)1 主要包含2 個(gè)活動(dòng)：審計(jì)家庭用電情況和家庭用電器知多少。

活動(dòng)1 中利用交流研討討論統(tǒng)計(jì)用電的方法，進(jìn)而在活動(dòng)探究中利用“家庭電表”的方法統(tǒng)計(jì)用電量，從對(duì)班級(jí)不同家庭用電量的對(duì)比的思考中，引發(fā)對(duì)家庭細(xì)化用電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的需求。

活動(dòng)2 則利用活動(dòng)探究讓學(xué)生在自主設(shè)計(jì)調(diào)查表的基礎(chǔ)上，對(duì)具體的用電器進(jìn)行調(diào)查。在此基礎(chǔ)上，利用“知識(shí)拓展”欄目讓學(xué)生明晰與用電相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)，為基于時(shí)長(zhǎng)和功率進(jìn)行用電情況的估算打好基礎(chǔ)。

任務(wù)1 中，借用表格整理數(shù)據(jù)，從最開(kāi)始的教師給定表格（表1）進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，到自己設(shè)計(jì)表格并與教師給的示范表格（表2）對(duì)比。梯度性的設(shè)計(jì)不僅突出表格在多項(xiàng)目調(diào)查中的重要意義，更是不斷訓(xùn)練學(xué)生調(diào)查梳理數(shù)據(jù)的技能。

任務(wù)2：調(diào)查電的來(lái)源，量化對(duì)1 度電的認(rèn)識(shí)

任務(wù)2 主要包含2 個(gè)活動(dòng)。

活動(dòng)1“電能尋根之旅”，其中涉及活動(dòng)探究、拓展閱讀、自主思考等欄目，幫助學(xué)生通過(guò)閱讀思考及實(shí)際實(shí)地調(diào)研了解家庭所用的電到底從哪里來(lái)。這一活動(dòng)旨在幫助學(xué)生意識(shí)到我們國(guó)家電能的主要來(lái)源是以煤炭為首的化石能源，而我國(guó)的煤炭資源是有限的，其進(jìn)口量在我們國(guó)家是相當(dāng)大的，盡管水電、太陽(yáng)能發(fā)電等天然能源發(fā)電在我國(guó)的裝機(jī)容量每年都在上升，但煤電依然是電能的主力。通過(guò)相關(guān)調(diào)查和對(duì)比，幫助學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到我們國(guó)家的電能來(lái)之不易，非常珍貴。

活動(dòng)2 是利用“活動(dòng)探究”量化對(duì)1 度電的認(rèn)識(shí)，通過(guò)讓學(xué)生真實(shí)地做一做（如人力過(guò)山車），真實(shí)地體驗(yàn)地面拖大米等活動(dòng)，量化對(duì)于1 度電的認(rèn)知，進(jìn)而展示豐富數(shù)據(jù)讓學(xué)生形成更加理性的認(rèn)識(shí)。

任務(wù)3 制訂家庭節(jié)約用電方案

任務(wù)3 包含3 個(gè)活動(dòng)。

活動(dòng)1 是確定制訂家庭節(jié)電方案的原則，利用交流研討發(fā)現(xiàn)家庭用電的問(wèn)題，接著設(shè)計(jì)活動(dòng)探究欄目，幫助學(xué)生通過(guò)與小組同學(xué)的分享，明確制訂家庭節(jié)電方案時(shí)應(yīng)該秉承什么樣的原則，意識(shí)到我們并不是“為了節(jié)電而不用電”，而是要合理節(jié)電，即在滿足家庭基本生活需要的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行家庭節(jié)約用電活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)。

活動(dòng)2 是關(guān)于節(jié)約家庭用電的頭腦風(fēng)暴，利用閱讀思考及活動(dòng)探究，幫助學(xué)生對(duì)節(jié)約家庭用電的一些方法和策略有更加開(kāi)放的思考和想法。

活動(dòng)3 是形成家庭的節(jié)電方案，其中也涉及活動(dòng)探究、方法導(dǎo)引等活動(dòng)，幫助學(xué)生通過(guò)各種形式呈現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的家庭節(jié)電方案，同時(shí)我們?cè)诜椒▽?dǎo)引部分也提示學(xué)生用數(shù)據(jù)更直觀地說(shuō)明自己的觀點(diǎn)。另外，在整個(gè)項(xiàng)目中，我們多次引導(dǎo)學(xué)生畫表格、用表格，并作一些分析，以提升學(xué)生分析和處理科學(xué)數(shù)據(jù)的能力。

成果交流：實(shí)施并宣傳家庭節(jié)電方案

成果交流階段共包含3 個(gè)活動(dòng)?；顒?dòng)1 實(shí)施并優(yōu)化家庭節(jié)電方案，利用方法導(dǎo)引，通過(guò)學(xué)生實(shí)施運(yùn)行他們自己設(shè)計(jì)的方案，并在實(shí)施過(guò)程中翔實(shí)記錄存在的問(wèn)題，然后通過(guò)與小組同學(xué)的討論，改進(jìn)、優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)方案。

活動(dòng)2 宣傳家庭節(jié)電方案，通過(guò)活動(dòng)探究讓學(xué)生明確“如果我要宣傳一個(gè)方案，我要作哪些準(zhǔn)備？”比如前期準(zhǔn)備、活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)安排、后期總結(jié)等，各個(gè)模塊我需要分別做什么？讓學(xué)生對(duì)方法和策略性的知識(shí)有更清楚的認(rèn)識(shí)。活動(dòng)3 是反思家庭節(jié)電方案設(shè)計(jì)行動(dòng)，是對(duì)整個(gè)方案的監(jiān)控，需要學(xué)生作出系統(tǒng)的反思，幫助學(xué)生梳理清楚自己通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目獲得的各種收獲。

項(xiàng)目特色

該項(xiàng)目的特色體現(xiàn)在以下三點(diǎn)。

其一，項(xiàng)目的真實(shí)性、實(shí)踐性和針對(duì)性。在項(xiàng)目中，學(xué)生從家庭用電入手，通過(guò)整體調(diào)查，以及對(duì)家庭用電器用電量的量化分析，追溯電能的來(lái)源，并親身體驗(yàn)發(fā)出1 度電需要做多少功，深入量化對(duì)電的認(rèn)識(shí)，然后提出具有針對(duì)性的個(gè)人家庭節(jié)電方案，以小見(jiàn)大，凸顯家庭的社會(huì)責(zé)任。

其二，項(xiàng)目中多樣化的活動(dòng)能夠促進(jìn)學(xué)生的思考。這個(gè)項(xiàng)目中包含了調(diào)查體驗(yàn)、實(shí)踐探究、思維訓(xùn)練和規(guī)劃反思類的活動(dòng)，能夠幫助學(xué)生思考其他相關(guān)問(wèn)題的解決方法。尤為明顯的是，在項(xiàng)目中凸顯了利用表格等方式梳理調(diào)查結(jié)果，從教師給定表格的填寫，到學(xué)生設(shè)計(jì)表格與教師示范表格的對(duì)比，到學(xué)生完全自主設(shè)計(jì)表格表達(dá)研究結(jié)果，將調(diào)查結(jié)果與解決方案相互匹配，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)階式的培養(yǎng)。

其三，項(xiàng)目的應(yīng)用性和遷移性。學(xué)生要切實(shí)設(shè)計(jì)和實(shí)施自己制訂的方案，并進(jìn)行改進(jìn)，在此過(guò)程中，我們指引學(xué)生不斷提煉總結(jié)思路和方法，應(yīng)用性強(qiáng)。同時(shí)，通過(guò)拓展思考等活動(dòng)幫助學(xué)生從對(duì)某一個(gè)問(wèn)題的關(guān)注，拓展到對(duì)更多問(wèn)題的關(guān)注上，如從對(duì)家庭用電的思考擴(kuò)展到對(duì)學(xué)校、社區(qū)及社會(huì)用電問(wèn)題的思考上等。

使用建議

首先，該項(xiàng)目適用于小學(xué)高年級(jí)與初中學(xué)生，可以豐富學(xué)生的科學(xué)探究經(jīng)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生從日常生活入手關(guān)注社會(huì)問(wèn)題。

其次，建議針對(duì)不同學(xué)生設(shè)定不同的項(xiàng)目目標(biāo)。比如對(duì)于低年級(jí)學(xué)生，主要是發(fā)展他們與生活相關(guān)的興趣，豐富他們科學(xué)探究的經(jīng)驗(yàn)；對(duì)高年級(jí)學(xué)生而言，主要是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)高水平的自主探究，本項(xiàng)目中主要涉及的學(xué)科是物理和數(shù)學(xué)學(xué)科。

第三，在本項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中，特別要注意安全。項(xiàng)目活動(dòng)涉及到學(xué)生對(duì)家用電表的觀察，以及家用電器額定功率等一些指標(biāo)的觀察，因此涉及用電安全問(wèn)題，需要家長(zhǎng)的協(xié)助與教師的指導(dǎo)。

最后，建議本項(xiàng)目的實(shí)施采用課內(nèi)課外相結(jié)合的方式。課內(nèi)主要進(jìn)行思維性和引導(dǎo)性活動(dòng)，實(shí)踐性的或者發(fā)散性的活動(dòng)更多的是在課外進(jìn)行，同時(shí)課外的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)也可以和一些其他課題相結(jié)合。

（本案例為北京師范大學(xué)科學(xué)教育研究院、中國(guó)科協(xié)青少年科技中心聯(lián)合開(kāi)展的“科創(chuàng)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)示范課程開(kāi)發(fā)”課題研究成果，課題主持人為魏銳、鄭永和，郭曉麗系本文通訊作者；同時(shí)為北京教育學(xué)院2021 年院級(jí)重點(diǎn)關(guān)注科研課題“基于科學(xué)本質(zhì)理解的科學(xué)教材分析及其對(duì)小學(xué)科學(xué)教師科學(xué)觀和科學(xué)課堂教學(xué)影響的研究”（ZDGZ2021-03），2023 年“啟明星”大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)市級(jí)教育類集體項(xiàng)目“小學(xué)生工程觀的現(xiàn)狀及改進(jìn)策略研究”（20232004）研究成果）