在“双减”政策背景下，学校课后服务平台成为满足学生多样化需求的主阵地。在政策文件中明确提出课后服务要开展丰富多样的科普社团活动，为学生拓展学习空间。多样化的课后服务课程立足于培养学生理解多学科课程知识与思维能力而开设，既带有学科属性，又具有校本化、特色化、针对性的特点。随着《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的发布，教学建议部分明确提出要整合启发式、探究式、项目式等各种教与学方式，设计并实施能够促进学生深度学习的思维性探究和实践
［1］。项目式教学为科学课程的实施提供了契合的教学方式，实践研究表明：项目式教学可帮助学生建构核心概念，促进学生认知策略由低阶向高阶发展
［2］。由此可见，融合项目式教学于课后服务科学课程既符合新时代需要，又顺应科学“新课标”的要求。
1 内涵
项目式学习（Project-Based Learning，PBL）又称为“基于项目的学习”。随着各个国家课程改革的推进，学生核心素养发展逐渐成为主要课程目标之一。将项目式教学积极融合于创客教育、STEM教育、人工智能等不同教育模态中。教学中的不同主体和研究者将其视作一种教学方式
［3］、一种学习模式
［4-5］或课程设计的综合实践形态
［6-7］，并设计制定了教学实践模型。虽然研究者视角不同，但核心目标都指向帮助学生建构关键概念、培养学生的核心素养与跨学科素养，其模型设计均包含“提出驱动问题—探究实践—成果产出”三部分以及“进项、研项、出项”环节，强调使用驱动性问题联结教学目标与项目过程，这为“趣味科学实验”在科学课后服务课程中应用项目化教学提供了理论基础。
2 学生思维及认知发展特点
学生是学习的主体，教学要面向学生开展。“趣味科学实验”课程以4~6年级学生为授课对象，该学段的学生处于中学段，依据教育心理学家皮亚杰提出的认知发展阶段理论
［8］，该年龄段学生认知处于具体运算阶段，学生思维发展具有守恒性、可逆性，逻辑性强，能够从多角度思考问题。该阶段的学生经历了低学段科学课程学习，了解了基础科学内容，初步认识了科学本质。在科学常规课程的学习过程中，学生经历了使用观察测量、实验探究、调查等学习活动推理归纳得出科学规律及原理的探究实践过程，在好奇心驱使下，乐于动手制作感兴趣的事物，初步具有创新意识，能够提出不同的解决问题方法。
3 “趣味科学实验”课后服务课程设计思路
在课后服务课程设计过程中，教师应突出学生的主体地位，充分考虑学生思维及认知发展特点，以“新课标”为基准针对性设计科学课后服务课程。中学段学生思维发展过程以形象思维为主，因此，开发设计的大部分内容是可直接观察、思考感受以及操作实践的真实情境或具体实物，注重课程内容的游戏化、活动化、生活化设计，做到既适合学生的年龄特征，又不缺乏内容的趣味性。
3.1 课程目标：以课标为基、学生为本
课程目标是课程建立之根本，立足于学生核心素养的发展，是科学课后服务课程育人价值的集中体现。科学课后服务课程是常规科学课程的补充和延伸，具有综合性。课程目标设计同样以“新课标”为准则，在选定主题的基础上选取可用于问题解决指向的科学的知识与能力，划分科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个维度，注重学生科学素养的培养。
3.2 项目设计：科普类实验，多主题融合
立足学校课程体系与办学特色，结合学生学情，依托项目式教学模式，开发兼具科学学科特质的课后服务课程。课程采用“入项—研项—出项”三阶教学流程，通过情境创设、问题驱动、支架搭建、进阶设计、成果公示、过程评价的完整模式开展教学。
项目式学习是指围绕真实问题进行深入持续探索，形成项目成果。部分项目中问题并不只有一个，而是由多个问题构成问题链。
为了解决问题链下的不同子问题，将子问题设计成子项目，由多个子项目构成一个大主题活动。主题则参照“新课标”选择符合科学核心概念的学习活动，明确指向核心素养的知识与能力目标。主题主要分为三类：一是围绕科学核心概念的学习活动和拓展的科普类主题项目；二是围绕科学史、科学文化开展的科学文化科普类主题项目；三是科技竞赛类主题，课后服务课程项目式实施流程见
图1。
科学知识科普类主题项目：内容紧密联结教材内容，并在科学教材基础上拓展开发设计贴合学生真实生活的科普内容，包含“周围的空气”“神奇的颜色变化”“动力小车”“植物的一生”“火箭发射”等涵盖物质科学、生命科学、地球与宇宙等领域的不同内容。同一主题下子项目活动难度螺旋递增或呈并列关系，子项目内容以科学探究实验为载体，促进学生经历探究实践过程，建构科学知识，发展科学思维。
科学文化科普类主题项目：选取中国科学技术发明史、科学家成长故事、非遗、现代科技等适合于学生思维发展现状的内容，目标在于促使学生沉浸式亲身体验中国科技发展历程，领悟科技文化，感悟科学家精神。选取的主题包括中国四大发明及科学技术文化内容：印刷术、造纸术、水车制造、吸管竹节人等，还包括现代化的全息投影技术。
两类主题项目式教学流程如
图2所示：创设情境产生驱动型问题，教师提供教学支架，为学生建立最近发展区，促进学生提取旧知，建构新知识，实现认知的同化和顺应，形成整合性理解，解决问题。
科技竞赛类主题：该主题项目式设计活动是个非线性的迭代过程（
图3），注重培养学生的模型建构能力。选取校、市、省等中小学生科技竞赛项目，并结合科学教材内容开发设计科技赛事类主题（
表1）。教师创设情境，提供教学支架，引导学生观察同一事物的不同结构模型，提取基本结构，绘制草图，使用生活中常见的材料搭建不同结构模型并模拟制作，通过科技竞赛的形式，激发学生的工程设计与创新意识，助力探究实践能力提升。
课程内容具有综合性，贴合学生真实生活，联结科学教材并拓展创新。同一主题下不同项目式活动难度遵循由简到难、由简到繁的螺旋式递增的顺序，促进学生形象思维、抽象思维深度参与项目过程，从而解决项目问题。在探究实践过程中，达成课程目标，培养学生的科学素养。在实验材料选取上，大多使用学生生活中常见、熟悉的实验材料，促使学生感悟科学就在生活中。
4 “趣味科学实验”课后服务课程实施策略
4.1 创设真实或虚拟问题情境
小学生的思维发展以形象思维为主，需要以已有知识或生活经验为支撑，从而建构新知识。教师创设教学情境，学生可迅速进入主题项目活动，做好“入项”准备。教学情境能够帮助学生将知识联系起来，从而更容易理解新知识，生动、有趣的情境还能够激发学生的学习兴趣，促进学生深度参与活动中。教师创设的情境可分为两类：一是源于学生真实的实际生活片段而产生的问题情境；二是创设的情境背景或形式是虚设的，如科学技术发展中的科学故事情境。驱动学生主动思考，推动项目任务进行，帮助学生加强对科学技术发展史、科学家的了解，从而提出有价值的科学问题。以科学文化科普类中的“活字印刷术”项目主题为例进行具体阐述。
（1） 以记录汉字方式为背景引入课程。教师展示古代汉字记录过程相关资料，如从结绳计数到泥板或龟壳记录、从金属制品记录到纸张记录等。创设故事化情境，展示雕版印刷术的发明过程及相关历史人物，引导学生分析雕版印刷术存在的缺点。
（2） 创设虚拟情境，提出驱动性问题。结合雕版印刷术的缺点及刻章的使用提出问题：假如你是一家书店老板，想大规模印刷一本小说以抢占市场，怎样才能提高雕刻与印刷效率呢？
（3） 教师组织学生进入“研项”环节。教师展示活字印刷术的相关资料，组织学生动手实践，重现活字印刷过程，使用超轻黏土及雕刻工具制作诗句中的字，完成后再用活字蘸取印泥并印制多份，解决驱动性问题。
4.2 聚焦驱动性问题
项目化学习的核心就是通过解决问题建构核心概念，发展科学学科必备技能，科学学习通常包含本质问题和驱动性问题。本质问题指课程内容核心科学概念、规律、原理等。问题本质比较抽象，学生基础知识薄弱，较难理解问题本质，这就需要教师通过创设情境提出驱动性问题，进而解决本质问题。在同一主题项目中，驱动性问题联结子项目，问题难度设计由低阶指向高阶，促进学生最终达成对核心概念的建构，从而理解本质问题，掌握、运用、迁移科学知识。以科普类科学知识“周围的空气”主题为例具体阐述驱动性问题链设计。
“周围的空气”主题一共包含4个子项目：抓空气、纸条舞动、走马灯、空气炮。4个子项目围绕空气的特点及流动内容展开设计，难度呈递增趋势，由易到难、由简到繁。
（1） 子项目一。教师创设实际生活情境并提出驱动性问题：你可以使用什么方法抓住空气？同时，开展多个空气占据空间的实验，帮助学生提取记忆中空气的特点相关知识，为开展后续子项目做准备。
（2） 子项目二。教师以风为内容创设情境并引导学生回忆风的形成原理，提供“蛇形”纸条与其他实验材料，驱动学生思考怎样使纸条转起来。
（3） 子项目三。教师展示制成的走马灯，引导学生根据“蛇形纸条舞动”思考怎样使马转起来。第二、第三两个子项目中的驱动性问题主要促使学生建构空气流动特点的相关知识，并了解传统技艺——走马灯的制作。
（4） 子项目四。教师制作大型空气炮，提出游戏化驱动性问题：空气炮能推倒纸杯塔吗？空气炮喷出的空气是什么形状的？激发学生主动投入和思考，向学生发起挑战；组织学生制作空气炮，开展空气炮吹蜡烛竞赛；引导学生初识空气动力学伯努利原理。
4.3 搭建教学支架
学生在面对较复杂的问题或者新问题时，常常手足无措。教学支架则为学生建构新知识提供了“思维支架”，从而将新旧知识联系起来。教学支架将项目主题内容的相关要素进行整合，将问题分析、科学现象、产生原理、解决方案等内容作为支架的主要内容，为学生顺利开展项目式学习做好准备。在科学知识与文化类主题中，支架以有趣科学实验现象、产生原理为主要内容，引发学生在已有生活经验及科学知识的基础上建构新理解，促进学生认知体系完善及思维进阶。在科技竞赛类主题中，项目难度较大，需要整合项目不同要素，以物体结构模型及特点、结构功能、材料等为主要内容，教师需要帮助学生分析问题并理清思路，辅助学生讨论制订切实可行的方案，找到解决问题的突破口。以科技竞赛类“纸桥承重”主题为例进行阐述。
（1） 以“50张A4纸能承重多少？仅限制数量，不限折法”驱动性问题为项目伊始，启发学生思考生活中承重能力比较强的物体，引导学生联想到桥梁承重。
（2） 教学支架：教师提供生活中不同桥梁的名称、结构及使用材料，以拓宽学生的科学视野，激发学生思考。
（3） 教师组织学生小组合作设计桥梁结构草图、名称。根据草图制作桥梁，开展科技竞赛并比较承重能力。设计要求：限制使用50张A4纸和透明胶，可随意折剪和粘贴。在设计草图的过程中要充分考虑制作的可行性，在桥梁每个结构部位需要的纸的数量要明确。竞赛规则：将桥放置于两张桌子中间后松手，逐渐放置重物，直至纸桥坍塌或歪斜，最终承重最强者胜。在项目进行过程中，教师要对学生设计草图的可行性进行针对性分析，帮助学生成功建立纸桥模型，制成产品实物。
4.4 成果展示与评价
项目成果产出与评价是项目化学习中的重要一环，将学生的学习成果以有形的形式展示出来，以此激励学生探究。项目成果可以是科技竞赛、方案设计、设计图纸、资料展板、作品实物、汇报演出、科普剧等多种形式的成果。在成果展示环节中，以学生为主导者进行成果展示，注重学生汇报成果的完整性，将各个环节的项目成果联系起来，形成一环扣一环的整体，在课程的最终环节，可以组织学生举办一场科技节活动或者科普秀展演。
“教—学—评”一体化既是“新课标”的要求，也是设计课后服务课程的宗旨。注重评价主体多元化，主要采用过程性评价方式进行师生、生生互评，通过科学知识竞赛、科技作品展演及竞赛、科普秀等多样化方式评价学生的学业表现，在主题项目活动中使用科学的评价细则（
表2）多角度评价学生的成果产出。
5 总结
“趣味科学实验”课后服务课程以项目式教学方式整合主题内容，内容符合“新课标”要求，难度呈螺旋式递增，在驱动性问题的引导下学生思维经历发散与辐合的不同历程，培养学生科学素养。在课程内容的设计上还加入了现代科技新技术原理、科技史、科学文化类内容，紧跟科技发展趋势。从多角度全方位融合科学课程与科技发展成果，站在学生认知及思维发展的角度，创新设计并开展项目式教学。
山东省研学旅行协会+沉浸式剧本体验在研学旅行中的应用研究(23-YXLX-0007)
京公网安备11010202008535号
PDF
(425KB)
