劉秀英 郭曉麗 趙瑛 施冰

俗話說“萬物生長靠太陽，現(xiàn)代生活靠電網(wǎng)”，電與我們每個人的生活都息息相關，但同時電對于中小學生來說是熟悉而陌生的。熟悉體現(xiàn)在生活中處處都要用電，《科學》課本中也講到了與電相關的知識；而陌生呢，是學生很少真正關注到電的來之不易，也很少能量化對電的認識，對生活中浪費電的現(xiàn)象熟視無睹。因此，節(jié)約用電成了老生常談的話題。

通過課程設計，幫助中小學生了解電能，學習電的相關知識，切實意識到電能來之不易，從而真正參與到節(jié)約用電的行動中，在傳統(tǒng)學校課程中關注不足。針對這一問題，我們設計了“家庭節(jié)電方案設計”項目式學習課程。

項目簡介

本項目課程的核心驅動問題是“如何制訂一份合理的家庭節(jié)電方案？”學生將化身成一名家庭用電審計員，對家庭的用電現(xiàn)狀進行調查，并追溯電能的來源，量化對1 度電的認識，從而形成一份完整的家庭節(jié)電方案，最后嘗試運行和推廣自己設計的方案。相關文本如下：

歡迎加入本次活動，在這里，你將成為一名家庭用電審計員，調查家庭用電情況，形成家庭用電調查報告，并基于個人家庭用電現(xiàn)狀制訂一份合理的家庭節(jié)電方案，進而初步實施和推廣家庭節(jié)電方案。項目的成果是一份具有推廣價值的家庭節(jié)電方案，并且學生要對自己設計的方案進行試用、宣傳和推廣。相關說明如下：

請你使用海報或思維導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，并在家里試運行自己設計的節(jié)電方案，優(yōu)化改進后在班級和社區(qū)里推廣宣傳你的方案，讓更多人加入到節(jié)約用電的行動中來。

項目規(guī)劃

針對本項目的驅動問題，解決問題的步驟是比較清晰的，也容易與學生達成共識。該項目的基本流程如圖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，以及調查家庭用電的來源，量化對1 度電的認識，在此基礎上制訂出新的家庭用電方案，并對方案進行運行和推廣。通過反思項目的解決思路，我們發(fā)現(xiàn)其符合“調查改進”類項目的一般方法，即首先對現(xiàn)狀進行調研，通過對現(xiàn)狀的分析和反思，有針對性地提出新方案，并對新方案進行試運行和優(yōu)化推廣。

在此思路之下，再將項目的核心驅動問題及核心任務分別進行拆解，學生通過完成一個個小成果，有機結合得到項目的最終成果——家庭節(jié)電方案。項目拆解思路如圖2 所示。

活動設計

基于項目的拆解思路，我們規(guī)劃出了項目導引及相應的任務和活動，如圖3 所示。

在進行具體活動設計時，項目注重對學生思維的啟發(fā)和對學生日常生活的關注，幫助學生從習以為常的生活現(xiàn)象中思考相關問題。例如引導學生記錄自己一天中與電相關的活動，反思沒有電我們的生活會怎樣，沒有電你能堅持多久等，幫助學生更具體地認識到電之于我們生活的重要性，為后續(xù)節(jié)電活動的設計奠定基礎。

項目導引：開啟我的家庭節(jié)電方案設計行動

項目導引共包含4 個活動。

活動1 是認識電與我們生活的關系，其中主要涉及了“交流研討”和“自主思考”兩類活動，幫助學生把對電既熟悉又陌生的認識，轉引到本項目的學習中。

活動2 是明確家庭節(jié)電方案設計的任務，這里主要設計了一個“方法導引”，幫助學生理清本項目中我們的任務是什么，相關表述如下。

方法導引

“家庭節(jié)電方案設計”可以包括以下內容。

（1）對家庭用電現(xiàn)狀的認識：我家每天需要耗費多少電能？主要有哪些用電器？

（2）對電的來源的思考：我家用的電從哪里來？

（3）對電的量化調查：為什么要節(jié)約用電？ 1 度電能需要耗費多少能源？ 1 度電可以做什么？

（4）節(jié)約用電方案設計：我該怎樣設計家庭節(jié)電方案？

（5）節(jié)電方案的運行及推廣：如何實施并推廣我設計的“家庭節(jié)電方案”？

活動3 是明確方案設計的環(huán)節(jié)與程序，我們設計了活動探究及方法導引，旨在通過學生自己的探究及小組分享，梳理整個項目活動設計的環(huán)節(jié)和程序。

活動4 是規(guī)劃團隊的任務，在這里學生需要完成任務規(guī)劃表，形成對整個項目的監(jiān)控，幫助學生更加有效地完成這個項目。

任務1：調查家庭用電現(xiàn)狀

任務1 主要包含2 個活動：審計家庭用電情況和家庭用電器知多少。

活動1 中利用交流研討討論統(tǒng)計用電的方法，進而在活動探究中利用“家庭電表”的方法統(tǒng)計用電量，從對班級不同家庭用電量的對比的思考中，引發(fā)對家庭細化用電進行統(tǒng)計的需求。

活動2 則利用活動探究讓學生在自主設計調查表的基礎上，對具體的用電器進行調查。在此基礎上，利用“知識拓展”欄目讓學生明晰與用電相關的指標參數(shù)，為基于時長和功率進行用電情況的估算打好基礎。

任務1 中，借用表格整理數(shù)據(jù)，從最開始的教師給定表格（表1）進行數(shù)據(jù)的收集，到自己設計表格并與教師給的示范表格（表2）對比。梯度性的設計不僅突出表格在多項目調查中的重要意義，更是不斷訓練學生調查梳理數(shù)據(jù)的技能。

任務2：調查電的來源，量化對1 度電的認識

任務2 主要包含2 個活動。

活動1“電能尋根之旅”，其中涉及活動探究、拓展閱讀、自主思考等欄目，幫助學生通過閱讀思考及實際實地調研了解家庭所用的電到底從哪里來。這一活動旨在幫助學生意識到我們國家電能的主要來源是以煤炭為首的化石能源，而我國的煤炭資源是有限的，其進口量在我們國家是相當大的，盡管水電、太陽能發(fā)電等天然能源發(fā)電在我國的裝機容量每年都在上升，但煤電依然是電能的主力。通過相關調查和對比，幫助學生更深刻地認識到我們國家的電能來之不易，非常珍貴。

活動2 是利用“活動探究”量化對1 度電的認識，通過讓學生真實地做一做（如人力過山車），真實地體驗地面拖大米等活動，量化對于1 度電的認知，進而展示豐富數(shù)據(jù)讓學生形成更加理性的認識。

任務3 制訂家庭節(jié)約用電方案

任務3 包含3 個活動。

活動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)家庭用電的問題，接著設計活動探究欄目，幫助學生通過與小組同學的分享，明確制訂家庭節(jié)電方案時應該秉承什么樣的原則，意識到我們并不是“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之上，進行家庭節(jié)約用電活動方案的設計。

活動2 是關于節(jié)約家庭用電的頭腦風暴，利用閱讀思考及活動探究，幫助學生對節(jié)約家庭用電的一些方法和策略有更加開放的思考和想法。

活動3 是形成家庭的節(jié)電方案，其中也涉及活動探究、方法導引等活動，幫助學生通過各種形式呈現(xiàn)自己設計的家庭節(jié)電方案，同時我們在方法導引部分也提示學生用數(shù)據(jù)更直觀地說明自己的觀點。另外，在整個項目中，我們多次引導學生畫表格、用表格，并作一些分析，以提升學生分析和處理科學數(shù)據(jù)的能力。

成果交流：實施并宣傳家庭節(jié)電方案

成果交流階段共包含3 個活動?；顒? 實施并優(yōu)化家庭節(jié)電方案，利用方法導引，通過學生實施運行他們自己設計的方案，并在實施過程中翔實記錄存在的問題，然后通過與小組同學的討論，改進、優(yōu)化自己的設計方案。

活動2 宣傳家庭節(jié)電方案，通過活動探究讓學生明確“如果我要宣傳一個方案，我要作哪些準備？”比如前期準備、活動現(xiàn)場安排、后期總結等，各個模塊我需要分別做什么？讓學生對方法和策略性的知識有更清楚的認識?；顒? 是反思家庭節(jié)電方案設計行動，是對整個方案的監(jiān)控，需要學生作出系統(tǒng)的反思，幫助學生梳理清楚自己通過這個項目獲得的各種收獲。

項目特色

該項目的特色體現(xiàn)在以下三點。

其一，項目的真實性、實踐性和針對性。在項目中，學生從家庭用電入手，通過整體調查，以及對家庭用電器用電量的量化分析，追溯電能的來源，并親身體驗發(fā)出1 度電需要做多少功，深入量化對電的認識，然后提出具有針對性的個人家庭節(jié)電方案，以小見大，凸顯家庭的社會責任。

其二，項目中多樣化的活動能夠促進學生的思考。這個項目中包含了調查體驗、實踐探究、思維訓練和規(guī)劃反思類的活動，能夠幫助學生思考其他相關問題的解決方法。尤為明顯的是，在項目中凸顯了利用表格等方式梳理調查結果，從教師給定表格的填寫，到學生設計表格與教師示范表格的對比，到學生完全自主設計表格表達研究結果，將調查結果與解決方案相互匹配，實現(xiàn)了進階式的培養(yǎng)。

其三，項目的應用性和遷移性。學生要切實設計和實施自己制訂的方案，并進行改進，在此過程中，我們指引學生不斷提煉總結思路和方法，應用性強。同時，通過拓展思考等活動幫助學生從對某一個問題的關注，拓展到對更多問題的關注上，如從對家庭用電的思考擴展到對學校、社區(qū)及社會用電問題的思考上等。

使用建議

首先，該項目適用于小學高年級與初中學生，可以豐富學生的科學探究經(jīng)驗，并引導學生從日常生活入手關注社會問題。

其次，建議針對不同學生設定不同的項目目標。比如對于低年級學生，主要是發(fā)展他們與生活相關的興趣，豐富他們科學探究的經(jīng)驗；對高年級學生而言，主要是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)，促進高水平的自主探究，本項目中主要涉及的學科是物理和數(shù)學學科。

第三，在本項目開展過程中，特別要注意安全。項目活動涉及到學生對家用電表的觀察，以及家用電器額定功率等一些指標的觀察，因此涉及用電安全問題，需要家長的協(xié)助與教師的指導。

最后，建議本項目的實施采用課內課外相結合的方式。課內主要進行思維性和引導性活動，實踐性的或者發(fā)散性的活動更多的是在課外進行，同時課外的研究性學習活動也可以和一些其他課題相結合。

（本案例為北京師范大學科學教育研究院、中國科協(xié)青少年科技中心聯(lián)合開展的“科創(chuàng)項目式學習示范課程開發(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；同時為北京教育學院2021 年院級重點關注科研課題“基于科學本質理解的科學教材分析及其對小學科學教師科學觀和科學課堂教學影響的研究”（ZDGZ2021-03），2023 年“啟明星”大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)市級教育類集體項目“小學生工程觀的現(xiàn)狀及改進策略研究”（20232004）研究成果）