探究实践素养导向下项目化学习的价值重构与实践策略

摘要

探究实践是小学科学核心素养之一，项目化学习是落实核心素养的重要载体，对于培养学生的探究实践和创新能力具有深远意义。在一线教学实践中，将两者有机整合，可从教学设计层面进行系统架构，在教学中通过创设真实情境、深度协作、交流表达、模型建构、成果展评等策略，有机融合探究实践和创新能力，实现学科育人的最大价值。

Graphical abstract

关键词

探究实践 / 项目化学习 / 小学科学 / 创新能力 / 素养导向

探究实践作为核心素养的关键维度，强调通过真实情境中的问题解决，实现科学探究能力与技术工程实践能力的协同发展。这种双重能力培养指向未来社会所需人才的典型特征：既能运用科学思维解释自然现象，又能通过工程实践解决复杂问题。同时，《义务教育课程方案（2022年版）》（以下简称《课程方案》）着重强调，需创新实施跨学科主题探究和项目式学习等整合性实践活动。《课程方案》指出，应通过此类综合性学习方式的开展，构建知识迁移的教学场景，着力培养学生的迁移应用能力，使其能够在新情境中实现举一反三的思维跃迁。但是，在实际教学中，教师也要看到小学生的探究实践实际应用能力还比较薄弱。因此，笔者在指向探究实践素养导向下项目化学习的价值意蕴重构的基础上，结合苏教版小学科学教材，从项目化学习的“内容设计”与“课堂教学”两个方面，深入探讨在小学科学学科教学实践中开展项目化学习的实践策略。

1 指向探究实践素养提升的项目化学习的价值意蕴

指向探究实践素养培养，以项目化学习推动小学科学学习方式变革，从知识技能和实践创新等方面促进儿童全面发展，提升探究实践素养，发挥学科育人价值。

1.1 项目化学习是提升探究实践素养的重要载体

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）明确指出：倡导以探究和实践为主的多样化学习方式。项目化学习让学生在真实情境中深度参与，通过实践操作与思维活动的融合形成具身认知，完整经历科学探究全流程及技术与工程实践的关键环节。教学过程强化师生多维互动和同伴协作交流，注重引导学生对习得的知识体系与研究方法进行系统性梳理、批判性反思、创新性应用及跨情境迁移。这种教学模式不仅能帮助学生掌握基础研究方法，更重要的是培育其探究实践、创意设计、协同合作、问题解决及创新思维等核心素养。通过构建沉浸式学习生态，有效促进学生从接受式学习向自主合作探究模式的转变，在知识建构与社会协商中发展高阶思维能力。该模式有利于培养学生运用跨学科知识解决复杂问题的科学素养，打破学科壁垒，促进深度融合，为创新型复合人才培养奠定坚实基础。

1.2 围绕核心概念的项目化学习具有综合实践性

《课程标准》明确提出了围绕核心概念进行教学的要求，凝练了13个核心概念和4个跨学科概念，形成了一个整体架构。为彰显课程体系的综合性特征，有意弱化传统四大学科领域的学科界限，将物质科学、生命科学、地球宇宙科学及技术与工程领域隐去学科称谓，转而围绕核心科学概念构建课程体系。这种设计理念突破了学科壁垒，使知识学习从单一学科维度转向多维整合层面，为培养具有跨学科思维能力的创新型人才提供了课程支撑。项目化学习的课程形态要求整合运用学科核心概念与跨学科共通概念，通过设计跨学科的综合性实践活动，引导学生解决现实情境中的复杂技术与工程问题。这种基于核心概念的项目化学习范式，能够有效深化学生对学科本质规律的理解把握，成为联结课程知识习得与学科核心素养发展的关键环节，其通过提供系统化的认知框架，既为学生解决复杂问题提供分析视角，也实现了对学科核心能力的具象化培养。

1.3 项目化学习是变革学习方式的有效路径

在项目化学习实践中，教学目标、内容载体、实施方式及师生互动模式均呈现结构性革新。这种新型教学形态不仅打破了传统知识传递的局限，更在学科逻辑与实践导向间达成平衡，构建起既遵循学科本质、又强调实践创新的学习生态。项目化学习的核心在于通过真实情境的驱动性问题，引导学生经历完整探究过程，实现科学思维、技术工程能力、合作与创新等素养的整合发展。学科本质属性与实践导向的深度融合，使学生在亲历实践的过程中深化对学科原理的认知，在知识建构中突出社会协作与情境化问题解决，这种双向互动机制有效促进了素养的形成与发展，彰显了学习方式转型的创新路径。

2 指向探究实践素养提升的项目化学习的实践策略

2.1 教学设计重构策略

（1） 基于核心概念与教学内容确立学习主题与目标。

在学科项目化学习体系中，核心概念作为关键知识载体，既是实现课程内容向学科核心素养转化的重要桥梁，也是学习项目设计的逻辑起点^［1］。项目化学习要充分建立在核心概念解析与教学内容选择的基础上，确立学习主题。首先，基于学科核心概念和跨学科概念，从教材文本中筛选适配性概念群，实施自上而下的概念解构。其次，针对教材中分散的知识要素、认知冲突点及生活关联性强的内容进行系统提炼与整合，确定学习主题。最后，精准定位概念目标体系与教材具体内容的衔接节点，确立项目化学习目标，即核心概念→教材内容→学习主题→核心概念目标→项目化学习目标的过程。图1是四年级下册“摩擦力”项目化学习的主题与目标设计流程。

（2） 基于探究实践转换项目任务链。

科学教学不仅要指导学生理解科学探究的一般过程和方法形成的科学探究能力，还要了解技术与工程实践的一般过程和方法，形成技术与工程实践能力和自主学习能力^［2］。这样的持续学习力、实践力可以通过在项目化学习中设置驱动性的任务链来实现。在教学设计层面，构建螺旋上升的“任务链”需要遵循“问题结构化—能力进阶化”的设计原则。可创设一系列问题，形成螺旋上升的“任务链”，用这样具有挑战性、开放性、劣构性、驱动性、逻辑性的层层推进的项目任务，将整个项目任务贯穿学习的全程，引导学生在质疑辨析与释疑解惑的循环过程中萌发自主学习意识，在持续的问题分析与解决实践中，促使知识习得与技能发展同步推进，逐步培育系统的问题解决能力。

“天然材料与人造材料”是苏教版科学三年级下册第四单元“身边的材料”中的第1课，是本单元材料学习的总览。在教学中，教师需要通过项目任务链帮助学生在材料和物品之间建立认知链，厘清材料和物品的关系以及材料和生活的关系。如表1所示。

2.2 课堂教学实施策略

（1） 在真实境脉中打通课堂学习与现实生活的通道。

项目化学习中的真实情境可以理解为从现实的情境中提出和分析问题，解决问题的过程与现实生活相似^［3］。这种情境化学习体验有效架起了理论知识与真实世界之间的桥梁，通过促进认知与现实的深度联结，切实推动学生核心素养的全面发展。在教学时，教师要根据教学目标、教材内容挖掘情境，依据学科逻辑与学习逻辑创设并利用好学习情境。

例如，五年级下册“生物的启示”一课，本课学习内容与生活实际联系紧密，在教学中，结合教材内容和生活实际可以生成多种学习情境，教学时可选择一种情境展开实践活动。这样的情境在保持真实性以外，还需保持情境的贯穿性、适切性、目标性、驱动性、开放性，让情境为学习的真实展开找到新的立意。具体见表2。

（2） 在深度协作中提升合作探究与问题解决的能力。

小组合作学习是科学探究学习的常态。项目化学习强调团队成员的合作探究与问题解决，团队成员在一个完整、真实的问题背景中，产生合作学习的真实需要，像工程师一样解决问题，经历“问题研讨—任务分解—分工合作—形成成果—展示交流”过程，在这一过程中，每个成员都为解决共同的问题各司其职。这样共同情境中的学习组织，以共同的问题和项目为中心，具有高联结性、高聚合性、高紧密性的特点，能使小组成员间建构起新的、更深层次的理解，提高小组全体学习者的学习能力。

例如，在“像工程师那样”的专项学习中，教师围绕工程实践任务，引导学生经历工程实践完整的6个要素过程：明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果。在完成项目的过程中，小组内没有旁观者，成员之间或相互合作，或独立完成，或思维碰撞，或相互启发，给了每个成员参与探究、发表想法、彼此成就的机会。例如，在三年级“像工程师那样——做个鸡蛋迫降器”项目化学习中，每次小组活动都有合作要求，详见表3。

（3） 在交流表达中促进知识经验与实践思维的生长。

探究实践更多地凸显了科学活动的话语交流属性，强调动手、动脑时，动口和动笔的重要性^［4］。在项目学习中，教师要有意识地设计头脑风暴、质疑思辨等交流表达活动，促进学生打破惯性思维，纠正已有模糊观点，让学生回归到事物的本源去思考问题。一是在师生交流中聚焦对核心问题的追问。引导学生从客观事物的描述转向对核心问题、事物本质的追问，在一系列追问中思维的深刻性得到培养。二是在生生交流中依托记录单的表达。实验记录单不仅仅是记录现象和结果，还可以记录思维过程。课堂上，教师用简单的圈圈点点箭头等将思维可视化，辅助小组内生生交流、分析、评价、创生。在集体的交流分享中，针对有难度、有争议的问题，记录单让学生的表达交流更多元、更生动，发挥记录单对思维培养应有的价值。

（4） 在模型建构中经历系统架构和迭代升级的过程。

模型建构是以结构化认知活动为载体，学生通过观察结果和原有的学习经验，整合科学原理与工程思维，实现知识迁移与问题的解决。模型建构有助于学生抓住事物的关键要素，加深对概念、过程和系统的理解，形成系统思维。在项目化学习过程中，引入模型建构的教学方法，使学生经历探究实践的完整过程，在不断测试、迭代升级中提升系统化、结构性的工程思维。例如，在五年级“地球的内部”项目化学习中，学生最终的学习成果是建构地球内部结构的模型。在教学中，教师带领学生经历“观察现象—提出猜测—实验验证—得出结论—建构模型”的探究实践过程，将探究实践能力从单一技能培养转化为综合素养的全面提升。“地球的内部”模型建构的一般过程详见图2。

（5） 在成果展示中凸显概念理解与思维发展的成效。

在项目化学习中，成果展示作为探究实践的关键环节，其本质是概念理解与思维成长的动态互构过程，学生通过整合学科核心概念形成问题解决的框架，将内隐的概念网络转化为外显的成果展示，这个过程是对概念的批判性应用与创造性迁移。

例如，在四年级下册“环境变化以后”的“鱼道改进”项目中，学生不仅需要理解“生物、非生物、环境变化”等科学概念，更需通过实地调研、数据建模等实践活动，将概念转化为分析工具，进而建构“环境变化→生物的适应性→生物生存现状”的系统性逻辑。在这一过程中，成果展示通过外显思维路径，促使学生超越对概念的静态记忆，进而转向动态的知识重构。在教学中，要将成果展示任务嵌入真实问题情境中，在展示中培养学生验证假设、证据链建构等深层思维能力。项目化成果展示的教育价值，正在于通过“概念理解—思维发展”的螺旋式互动，推动学习者从被动接受知识到主动解决问题的主体性转变，最终实现认知能力（比如分析问题、解决问题的能力）和社会性发展（比如团队协作、沟通表达的能力）的协同发展。

3 结语

探究实践素养导向下的项目化学习重构，本质上是教育生态的深度变革，是从知识传递到素养生成的重要转型，不是单纯的教学法创新，而是通过实践素养这个支点，撬动育人方式的重组。

参考文献

[1] 王淑娟.美国中小学项目式学习：问题、改进与借鉴［J］.基础教育课程，2019（11）：70-78.

[2] 陈凯泉，何瑶，仲国强.人工智能视域下的信息素养内涵转型及AI教育目标定位：兼论基础教育阶段AI课程与教学实施路径［J］.远程教育杂志，2018，36（01）：61-71.

[3] 夏雪梅.学科项目化学习设计：融通学科素养和跨学科素养［J］.人民教育，2018（01）：61-66.

[4] 肖思汉， A.Sandoval William.科学课堂上的“探究”与“实践”有何不同［J］.课程·教材·教法，2017，37（12）：110-115.

基金资助

江苏省中小学教学研究立项课题“指向探究实践素养培养的小学科学项目化学习研究”(2023JY15-L132)