顧潔

小學(xué)科學(xué)課程注重從整體上認(rèn)識自然世界，旨在綜合發(fā)揮物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域的教育功能，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為一種新型教學(xué)模式，為小學(xué)科學(xué)四個(gè)領(lǐng)域的整合提供了有效途徑。本文以基于領(lǐng)域統(tǒng)整的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)《水的重生》為例，探討項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域探究的應(yīng)用，并對教學(xué)實(shí)踐提出思考。

近年來，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based?Learning，PBL）引起了教育界的廣泛關(guān)注，這種教學(xué)模式倡導(dǎo)以學(xué)習(xí)者為中心，將學(xué)習(xí)融入真實(shí)、復(fù)雜的問題情境，通過團(tuán)隊(duì)合作調(diào)查、探究、解決問題，內(nèi)化隱藏于任務(wù)背后的知識，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)課程是一門綜合性課程，包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容，四個(gè)領(lǐng)域是相互聯(lián)系、密不可分的，各領(lǐng)域所涵蓋的知識更是息息相關(guān)、融會貫通的。

基于領(lǐng)域統(tǒng)整的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，旨在將小學(xué)科學(xué)課程中物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)整，打破領(lǐng)域之間的界限，改變碎片化、零散化、割裂式的學(xué)習(xí)方式，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域內(nèi)容的有效滲透和聯(lián)系，發(fā)揮不同領(lǐng)域的教育功能和思維培養(yǎng)功能，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。基于此，本文設(shè)計(jì)并開展了小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動《水的重生》。

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動目標(biāo)的制定

《水的重生》主要面向小學(xué)五六年級學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容指向物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)與工程領(lǐng)域。學(xué)生將通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，綜合利用物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)與工程領(lǐng)域的知識和方法，解決真實(shí)情境中的問題，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

科學(xué)知識：了解污水的凈化過程，知道可以用過濾和吸附的方法去除水中雜質(zhì);知道可以從顏色、濁度等方面來檢測水樣。

科學(xué)探究：根據(jù)要求繪制簡單的污水凈化器設(shè)計(jì)圖;按照設(shè)計(jì)圖制作簡易的污水凈化器，并進(jìn)行測試;根據(jù)污水處理效果對裝置進(jìn)行優(yōu)化。

科學(xué)態(tài)度：通過設(shè)計(jì)、改進(jìn)，不斷增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)信心與創(chuàng)新意識。

科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：意識到水污染給人類和其他生物帶來的威脅，人的生活離不開水，具有環(huán)保和節(jié)約水資源的意識。

二、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施過程

（一）活動一：調(diào)查周邊的自然水域

為了了解生活污水與潔凈水的差別，從而探究污水的凈化方法，教師可以通過線上平臺，發(fā)布微課和課前學(xué)習(xí)任務(wù)單。課前學(xué)生以小組為單位，對周邊的自然水域進(jìn)行實(shí)地考察，了解周邊水域的污染狀況并取適量水樣帶回。對比取回的水樣與自來水，通過多種方式的觀察和比較，學(xué)生發(fā)現(xiàn)大部分從周邊水域取回的水樣顏色偏黃，有的還有難聞的氣味，透明度不如自來水高，水面上有少許漂浮物，靜置后水底有沉淀物。

學(xué)生通過考察水域的親身經(jīng)歷，深刻意識到水污染給人類和其他生物造成的威脅。此活動不僅讓學(xué)生了解了生活污水的特點(diǎn)，還激發(fā)了他們進(jìn)一步尋求凈化污水方法的興趣，為接下來將要開展的活動預(yù)熱。

（二）活動二：污水和污水的處理方法

對于污水的處理，學(xué)生很容易想到用撈網(wǎng)、濾網(wǎng)等工具將污水中的漂浮物和沉淀物過濾掉。然而簡單的過濾并不能完全凈化污水，我們可以通過觀看視頻，從自來水廠的凈水步驟中找尋靈感。通過討論總結(jié)，學(xué)生認(rèn)為可以利用過濾和吸附的方法，一定程度上凈化污水。我們可以通過顏色、氣味、透明度、是否有漂浮物、是否有沉淀物、濁度這些方面來判斷水樣的過濾和吸附效果。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提倡聯(lián)系學(xué)生日常生活經(jīng)驗(yàn)，通過親身經(jīng)歷探究和實(shí)踐操作活動解決真實(shí)情境下的問題。因此，教師可以啟發(fā)學(xué)生從生活中尋找過濾材料，如：大石塊、小石子、細(xì)沙、脫脂棉、海綿、紗布，測試它們的過濾性能。在測試過程中，學(xué)生也發(fā)現(xiàn)了問題：用這些材料過濾下來的水，濁度比原先的水樣有明顯的降低，但顏色和透明度上還是有所欠缺。我們還有什么辦法能夠?qū)⑺M(jìn)一步凈化呢？教師帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識了解活性炭：活性炭具有大量的細(xì)微孔，發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)可以吸附水中的雜質(zhì)，顯著降低水樣的濁度。

這個(gè)活動將學(xué)生融入真實(shí)的問題情境，以問題驅(qū)動學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生積極思維，通過小組探究，讓學(xué)生主動參與、動手動腦、積極體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并解決問題，內(nèi)化隱含在問題背后的科學(xué)知識。

（三）活動三：設(shè)計(jì)并制作簡易污水凈化器

學(xué)生通過觀看視頻，了解到在一些第三世界國家，很多人因?yàn)轱嬘貌粷崈舻乃疾?。可是?dāng)?shù)鼐用駴]有足夠的資金建造大型凈水廠，我們能幫助他們設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的價(jià)格低廉的污水凈化器嗎？

在明確任務(wù)之后，學(xué)生通過討論總結(jié)出兩點(diǎn)：（1）我們簡易的污水凈化器主要采用過濾和吸附兩種方式凈化污水;（2）凈化污水時(shí)先過濾大顆粒雜質(zhì)，再過濾中等顆粒雜質(zhì)，最后過濾小顆粒雜質(zhì)。對于凈水裝置，很多學(xué)生想到用礦泉水瓶，這是個(gè)很好的辦法，教師也鼓勵(lì)學(xué)生有更多的材料選擇。教師進(jìn)一步明確污水凈化器的設(shè)計(jì)要求：選擇合適的材料，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易污水凈化器，在成本（如表1）不高于12元、凈化時(shí)間不超過一分半鐘的條件內(nèi)，爭取最佳凈化效果。

（四）活動四：污水凈化器的測試與優(yōu)化

對于自制的污水凈化器，我們可以通過對比水樣凈化前后的顏色、氣味、濁度等方面對污水凈化器進(jìn)行測試，并結(jié)合凈化時(shí)間綜合評估凈化效果，記錄檢測數(shù)據(jù)。針對測試結(jié)果，同學(xué)們一定還能提出很多優(yōu)化改進(jìn)的措施，例如：將凈化后的水反復(fù)通過污水凈化器，進(jìn)行二次、三次凈化，效果如何？水樣中的細(xì)菌等微生物如何去除？如何改進(jìn)污水凈化器的“外殼”，使之能便捷、重復(fù)使用呢？

任何合格的產(chǎn)品都是經(jīng)過反復(fù)測試優(yōu)化后獲得的，正是在這個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化作品的過程中，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的各方面知識，創(chuàng)造性地提出修改意見，發(fā)散了科學(xué)思維，鍛煉提升了動手實(shí)踐能力和小組合作能力。

（五）活動五：污水凈化器的展示與評價(jià)

這個(gè)活動中，我們可以采用產(chǎn)品展銷會的形式，以小組為單位，對設(shè)計(jì)制作的污水凈化器進(jìn)行展示與介紹，也可增加一些當(dāng)下流行的方式，如直播帶貨，在活躍的課堂氛圍中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。AFF0A036-B80C-4562-8286-3D557337B314

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求建立一個(gè)包括過程性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)的評價(jià)體系。本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的過程性評價(jià)主要從學(xué)習(xí)和教學(xué)的視角審視，由學(xué)生和教師一同開展;終結(jié)性評價(jià)主要以是否達(dá)到凈化要求來檢測學(xué)生學(xué)習(xí)所達(dá)到的水平。

（六）拓展與應(yīng)用

我們制作的污水凈化器在一定程度上可以將水中的雜質(zhì)去除，這樣凈化出來的水已經(jīng)可以用在生活中的很多地方了。若想要在第三世界國家廣泛應(yīng)用，課后我們還可以繼續(xù)深入地從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：（1）污水蒸餾凈化工藝現(xiàn)已大力發(fā)展，利用身邊常見的材料，將我們凈化后的水進(jìn)行蒸餾凈化，這樣得到的蒸餾水基本可以滿足人類的飲用標(biāo)準(zhǔn);（2）更換具有特殊性能的活性炭，如載銀活性炭，能一定程度上起到殺滅水中細(xì)菌的作用;（3）課堂上制作的污水凈化器容量較小，一次可以凈化的水量較少，若要大規(guī)模使用還需繼續(xù)優(yōu)化。

三、教學(xué)實(shí)踐的反思

（一）打破領(lǐng)域界限

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為小學(xué)科學(xué)教材中物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四個(gè)領(lǐng)域的整合提供了有效途徑。“水的重生”這一項(xiàng)目式學(xué)習(xí)跨物質(zhì)科學(xué)、技術(shù)與工程兩大領(lǐng)域，圍繞各領(lǐng)域涉及的核心概念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了知識間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，促進(jìn)了知識的結(jié)構(gòu)化，體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)綜合性的特點(diǎn)。例如，學(xué)生在選擇過濾材料的活動過程中，既要運(yùn)用到物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中分離混合物的方法，同時(shí)又要分析經(jīng)濟(jì)成本、考慮材料順序，則涉及技術(shù)與工程領(lǐng)域中設(shè)計(jì)、制作、測試等方面的核心概念。學(xué)生在這樣的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動中，不再是獨(dú)自、分別、零碎地學(xué)習(xí)，而需要綜合運(yùn)用不同領(lǐng)域的知識和方法，這對提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識、解決問題的能力大有裨益，也為學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（二）課程有序遞進(jìn)

基于領(lǐng)域統(tǒng)整的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動有機(jī)整合，設(shè)計(jì)螺旋上升的課程結(jié)構(gòu)?！八闹厣备鶕?jù)學(xué)生的知識經(jīng)驗(yàn)和思維水平，先設(shè)計(jì)了“調(diào)查周邊的自然水域”“污水和污水的處理方法”兩個(gè)活動，在學(xué)生掌握了基本的污水處理方法后，教師再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行污水凈化器的設(shè)計(jì)制作、測試優(yōu)化以及展示評價(jià)，學(xué)習(xí)內(nèi)容由淺入深、由易到難，學(xué)習(xí)活動從簡單的探究活動到綜合的探究和實(shí)踐活動。這樣的教學(xué)模式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，通過層層遞進(jìn)的活動，讓學(xué)生主動參與、積極體驗(yàn)，形成知識的一步步內(nèi)化。

（三）緊抓核心素養(yǎng)

小學(xué)科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，主要包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。“水的重生”這一項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有機(jī)融入了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生通過學(xué)習(xí)能形成基本的科學(xué)觀念，了解污水的凈化過程，會利用常見的材料制作簡易的污水凈化器;具有初步的科學(xué)思維能力，會利用分析與綜合、比較與分類等基本思維方法設(shè)計(jì)污水凈化器，并在提出意見、修改優(yōu)化的過程中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維;具有初步的探究實(shí)踐能力，經(jīng)歷污水凈化器的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制作、測試、優(yōu)化等過程;樹立基本的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)信心與創(chuàng)新意識，具有環(huán)保和節(jié)約水資源的意識。AFF0A036-B80C-4562-8286-3D557337B314