楊茜

［摘要］ 《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》對技術(shù)與工程項目式學習提出了新的要求。本文以蘇教版小學科學六年級上冊“蒸汽小船的設(shè)計與制作”為例，從學習素養(yǎng)的視角出發(fā)，分析技術(shù)與工程項目式學習設(shè)計的思路和方法，旨在尋找技術(shù)與工程教學中的突破口和操作點，轉(zhuǎn)變學習方式，發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］ 學習素養(yǎng)；項目式學習；小學科學；技術(shù)與工程

《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》對技術(shù)與工程項目式學習提出了新的要求。對于技術(shù)與工程領(lǐng)域的學習而言，要促使學生綜合運用科學知識，解決實際問題，體驗科學技術(shù)對日常生活與社會發(fā)展的影響，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學生認識技術(shù)與工程的特點，發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。該領(lǐng)域內(nèi)容反映了STEM教育的基本思想，倡導(dǎo)問題驅(qū)動下的跨學科整合學習。

一、基于學習素養(yǎng)視角的項目化學習

學習是學生獲得生長性經(jīng)驗，再進行創(chuàng)造性運用的過程。學習素養(yǎng)是指學生在不同情境轉(zhuǎn)換中靈活運用所學知識，在具身體驗問題情境、遷移知識解決問題的過程中表現(xiàn)出來的學習能力和品質(zhì)。

下面，就以蘇教版小學科學六年級上冊“像工程師那樣……”專項學習為例，教師設(shè)計“蒸汽小船出?！边@一活動，要求學生自制一艘能在80厘米長的航道上行駛到終點的蒸汽小船。學生查閱蒸汽船的工作原理等資料，嘗試設(shè)計、開發(fā)并改進產(chǎn)品的一系列步驟和程序，最終完成作品。該活動從表面上看是項目式學習，有來自真實世界的驅(qū)動性問題，也有成果。但是，在這個項目式學習中，制作一艘蒸汽小船本身被當成了目的。學生對問題情境的分析和判斷，過早地被固定在“做蒸汽小船”這個結(jié)果上，他們在活動中探究的可能性被窄化。仔細分析學生在這個情境中的已有認知，我們會發(fā)現(xiàn)，其背后隱藏著小學科學中的重要概念——物體運動與相互作用，相較學生已經(jīng)學過的“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”，該活動是促進學生深刻理解物體運動與相互作用的契機。

實際上，學習素養(yǎng)本質(zhì)上旨在充分促進學生心智的發(fā)展，這樣的工程與技術(shù)項目式學習應(yīng)具有以下過程：判斷情境，準確界定問題——什么樣的蒸汽小船最有可能贏得比賽？怎樣讓小船漂浮在水面上？怎樣用蒸汽驅(qū)動小船？小船的運動速度與哪些因素有關(guān)？創(chuàng)造性解決問題——動手實踐，驗證選擇的方案是否真正能夠達到預(yù)期效果。反思與遷移應(yīng)用——在這個過程中，我學到了什么？還可以用這種方法解決哪些類似問題？按照這樣的標準衡量，很多STEM學習都不是學習素養(yǎng)視角下的項目式學習，因為其中的教學過程只是告訴學生要做什么、怎么做而已。學習素養(yǎng)視角下的技術(shù)與工程項目式學習不是為了產(chǎn)生一個表現(xiàn)性成果，而是引導(dǎo)學生在一段時間內(nèi)調(diào)動自身的知識、能力、品質(zhì)，對與技術(shù)工程相關(guān)的問題進行持續(xù)探究，在解決問題、形成公開成果的過程中，對核心知識和探究過程產(chǎn)生新的理解，并發(fā)生跨情境的遷移，最終促進學生形成創(chuàng)造性思維、批判性思維，有效培養(yǎng)學習素養(yǎng)。

二、技術(shù)與工程項目式學習設(shè)計要素

學習素養(yǎng)視角下的項目式學習設(shè)計要素：一是真實的驅(qū)動問題。包含有價值的內(nèi)容，以真實世界中的情境作為錨點，讓整個項目活動具有連貫性、一致性。二是以探究為核心的學習方式，并在過程中學習和應(yīng)用學科思想。其中，重要的是學習如何采集證據(jù)，并利用證據(jù)進行推理和解釋。三是發(fā)展學生的合作能力，在實施過程中充分進行集體交流與合作。四是創(chuàng)造作品與產(chǎn)生成果，學生在創(chuàng)造產(chǎn)品中重構(gòu)自身的理解，在此過程中，學生的理解力得到發(fā)展。五是以評價推動學習的進程與結(jié)果的產(chǎn)出，要明確評價工具或手段，如日志、筆記、思維導(dǎo)圖、項目學習檔案、作品范例等，并指向相應(yīng)的學習目標，鼓勵學生開展自評與互評，探索表現(xiàn)性評價的方法。

三、小學科學項目式學習的案例

對于“蒸汽小船的設(shè)計與制作”項目式學習而言，本項目可以適當改進加工，融入其他元素，通過組織學生設(shè)計、制作一艘合格的“龍舟”，參加模擬“龍舟”競賽，引導(dǎo)學生深入思考龍舟在水面上行駛既快又穩(wěn)的原因，探究“龍舟”行駛的秘密，讓學生在設(shè)計、制作、測試、評價與修正等過程中，深刻理解物體運動與相互作用的關(guān)系，理解結(jié)構(gòu)與功能、穩(wěn)定與變化、系統(tǒng)與模型等跨學科概念，并形成相應(yīng)的研究報告。具體探究過程如下：

問題識別，搭建階梯。（1）請學生整理關(guān)于龍舟的各種資料，了解龍舟的結(jié)構(gòu)、特點及行駛原理，形成個人調(diào)查報告；6人一組，組成項目小組并討論、商定項目過程計劃表。（2）頭腦風暴：什么樣的蒸汽“龍舟”最可能贏得比賽？怎樣讓“龍舟”漂浮在水面上？基于這些驅(qū)動性問題，讓學生探究“龍舟”保持平穩(wěn)的原因，并形成研究報告。

小組合作，設(shè)計方案。項目小組通過開展合作，給出“龍舟”設(shè)計方案，畫出動力裝置及船體設(shè)計草圖，標出所需的制作材料，并說明設(shè)計意圖和創(chuàng)意點，經(jīng)教師確認，設(shè)計合理的小組可將設(shè)計變成現(xiàn)實，按照設(shè)計圖開展制作，教師巡視并記錄整個制作過程。

實踐迭代，修改方案。以項目小組為單位，進行“龍舟”下水測試，看看大家的龍舟能不能在水面上平穩(wěn)行駛。教師進行組內(nèi)評價，提出修改意見。之后，組織班級“龍舟”積分賽，根據(jù)測試表現(xiàn)與優(yōu)化結(jié)果，每組選擇兩艘“龍舟”參賽，教師進行活動評價與表彰。

成果展示與結(jié)果評價。學生以小組為單位，帶著自己制作的“龍舟”及相關(guān)設(shè)計圖稿、研究報告、演示文稿等布置科學展覽，向參觀展臺的師生介紹項目并展示作品。本次活動采取結(jié)果性和過程性兼具、多元主體參與的評價方法。評價結(jié)果以分數(shù)的形式進行表征，并制作出項目活動的綜合評價量表。

工程與技術(shù)項目式學習的成果偏重于設(shè)計方案、實際作品的形式，過程中會用到更多的程序性知識。為實現(xiàn)技能和程序化知識的遷移，將普通的項目式學習變成學習素養(yǎng)視角下的項目式學習，首先要確定項目和程序背后的核心概念和本質(zhì)問題。項目式學習指向核心概念的再構(gòu)建，缺少學科或跨學科的核心概念，會使得整個項目的設(shè)計較為零散、項目深度不夠。而核心概念要經(jīng)過問題框架設(shè)計，以問題的方式表現(xiàn)出來。所以，要對問題框架進行重點設(shè)計，聚焦學科核心概念。同時，成果設(shè)計也要指向核心概念，實現(xiàn)項目式學習的教、學、評一致性。

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