葉燕珠 沈雪青 吳新建 汪阿戀

全國(guó)教育科學(xué)規(guī)劃單位資助教育部規(guī)劃課題“STEM視域下中學(xué)理化項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程實(shí)踐研究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：FHB180605）；福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度“協(xié)同創(chuàng)新”（含幫扶項(xiàng)目）專項(xiàng)課題“基于新課標(biāo)的中學(xué)化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)開發(fā)與實(shí)施研究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：Fjxczx22461）階段性研究成果。

摘要：? 基于STEM教育理念，以“探尋火箭發(fā)射的奧秘”為載體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，以“探究火箭原理”“再探火箭燃料”“模擬火箭設(shè)計(jì)和制作”“成果展示與評(píng)價(jià)”四個(gè)子任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)設(shè)計(jì)和制作三種模擬火箭，有效提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科協(xié)同育人。

關(guān)鍵詞： STEM項(xiàng)目式學(xué)習(xí)； 跨學(xué)科； 模擬火箭； 制作與發(fā)射

文章編號(hào)： 10056629（2024）04003808

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確提出“各門課程用不少于10%的課時(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”，這是新一輪課程改革的重要內(nèi)容之一［1］?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，倡導(dǎo)開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，重視跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)［2］。STEM教育是一種通過整合科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）和數(shù)學(xué)（Mathematics）領(lǐng)域內(nèi)容指引教學(xué)和學(xué)習(xí)的途徑和方法，其重視各學(xué)科之間的交叉滲透，旨在提升學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力及遷移創(chuàng)新能力，與新課標(biāo)的指導(dǎo)思想相契合。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)STEM教育理念的一種有效教學(xué)模式［3～5］，融合STEM理念的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的工程情境，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐操作，應(yīng)用科學(xué)知識(shí)解決問題，依托技術(shù)達(dá)成目標(biāo)，培養(yǎng)解決真實(shí)復(fù)雜問題的關(guān)鍵能力和必備品格。

近年來，中國(guó)航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就，引發(fā)世界關(guān)注。航天事業(yè)的發(fā)展離不開物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的協(xié)同發(fā)展，本文以“探尋火箭發(fā)射的奧秘”為主題，探索一種關(guān)乎知識(shí)世界、生活世界與個(gè)體世界的整體性學(xué)習(xí)。

1? 基于STEM理念的項(xiàng)目研發(fā)

1.1? 基于STEM理念的項(xiàng)目主題遴選

物質(zhì)的變化與性質(zhì)、燃料及其利用以及牛頓第三定律是初中生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，學(xué)生對(duì)于化學(xué)反應(yīng)原理以及反應(yīng)體系中的多因素分析缺乏結(jié)構(gòu)化認(rèn)知思路，信息加工處理能力不強(qiáng)，面對(duì)整體的生活場(chǎng)域未能形成獨(dú)立的系統(tǒng)性思維?；趯W(xué)生對(duì)物質(zhì)的變化和燃料的了解，以“探尋火箭發(fā)射的奧秘”為主題開展跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，既符合新課標(biāo)的要求，又突出教學(xué)的重難點(diǎn)，同時(shí)貼合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，有助于培育學(xué)生的航天精神和社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)教書與育人相統(tǒng)一。從課程標(biāo)準(zhǔn)的維度看，該項(xiàng)目?jī)?nèi)容有效鏈接主題1（科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)）、主題2（物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用）、主題4（物質(zhì)的化學(xué)變化）以及主題5（化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐）。從學(xué)科內(nèi)容的維度看，該項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容整合了人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)物質(zhì)的變化與性質(zhì)、物質(zhì)的燃燒、燃料能源和生活中常見的鹽等化學(xué)知識(shí)，同時(shí)融合了牛頓第三定律、反沖運(yùn)動(dòng)、氣體壓強(qiáng)等物理知識(shí)以及行程測(cè)算、數(shù)據(jù)處理、圖表分析等數(shù)學(xué)知識(shí)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)如圖1所示。

1.2? 理論抽提和任務(wù)分解

現(xiàn)實(shí)世界中的問題往往具有復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)注重情境整合重構(gòu)、刪繁就簡(jiǎn)，剝離與學(xué)生知識(shí)和能力要求相差甚遠(yuǎn)的內(nèi)容并進(jìn)行理論抽提，抽提出復(fù)分解反應(yīng)與質(zhì)量守恒定律、燃料及其利用、反沖運(yùn)動(dòng)與牛頓第三定律等物理、化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)，通過“四段進(jìn)階式”任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生從“掌握單一學(xué)科知識(shí)”走向“構(gòu)建結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化的認(rèn)知系統(tǒng)”，發(fā)揮多學(xué)科協(xié)同育人功能［6～8］。“探尋火箭發(fā)射的奧秘”項(xiàng)目構(gòu)建流程如圖2所示。

1.3? 基于STEM理念的項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)

初中生的抽象邏輯思維處于由“經(jīng)驗(yàn)型”向“理論型”的轉(zhuǎn)化階段，初中三年級(jí)處于辯證邏輯思維迅速發(fā)展的轉(zhuǎn)折期，因此該項(xiàng)目的教學(xué)重點(diǎn)放在模擬火箭動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，通過動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)建有助于發(fā)展學(xué)生的批判性思維?？紤]到真實(shí)火箭涉及的原理較為復(fù)雜，結(jié)合初三學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理特征，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)把重點(diǎn)放在學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上。基于STEM教育的四個(gè)維度構(gòu)建項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)，詳見表1。

1.4? 指向素養(yǎng)發(fā)展的項(xiàng)目教學(xué)思路

該項(xiàng)目包括導(dǎo)引課（探究火箭原理和再探火箭燃料）、探究課（模擬火箭設(shè)計(jì)和制作）和展示課（成果展示與評(píng)價(jià)）三種課型，共4課時(shí)。具體教學(xué)思路如圖3所示。

2? 基于STEM理念的項(xiàng)目實(shí)施過程

2.1? 項(xiàng)目準(zhǔn)備

［前置任務(wù)］課前查閱火箭的發(fā)展史等相關(guān)資料。

［問題提綱］（1）你了解中國(guó)火箭的發(fā)展史嗎？（2）火箭的主要類型有哪些？（3）火箭的基本結(jié)構(gòu)分為哪幾部分？各部分的功能是什么？

設(shè)計(jì)意圖：通過前置任務(wù)驅(qū)動(dòng)和開放性問題導(dǎo)引，引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)資料，旨在明確學(xué)習(xí)主題，激發(fā)

學(xué)習(xí)心向，提升信息加工處理能力，增強(qiáng)國(guó)家認(rèn)同感。

2.2? 項(xiàng)目開展

2.2.1? 任務(wù)一：探究火箭原理

［教師］依據(jù)課前的問題提綱，匯報(bào)交流學(xué)習(xí)成果。

［展示交流］學(xué)生分組匯報(bào)交流學(xué)習(xí)成果。

［情境引入］組織學(xué)生觀看視頻《100秒看完中國(guó)航天發(fā)展史》。

［項(xiàng)目主題確定］探尋火箭發(fā)射的奧秘。

設(shè)計(jì)意圖：通過自主學(xué)習(xí)成果匯報(bào)把真實(shí)情境帶入課堂，充分展示航天的魅力和中國(guó)航天事業(yè)的偉大成就，引出項(xiàng)目主題，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和探究欲望。

［導(dǎo)引問題］火箭的工作原理是什么？

［教學(xué)情境］古代火箭“霹靂炮”“火流星”和現(xiàn)代“探空火箭”“運(yùn)載火箭”等典型火箭介紹。

［交流討論］對(duì)上述火箭進(jìn)行分析比較并歸納總結(jié)火箭的工作原理。

［任務(wù)驅(qū)動(dòng)］分組設(shè)計(jì)火箭模型圖。

［小組代表1］展示交流現(xiàn)代火箭的模型圖及工作原理（如圖4所示）。

［評(píng)價(jià)］診斷和評(píng)價(jià)學(xué)生基于事實(shí)的證據(jù)推理和模型建構(gòu)能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。

2.2.2? 任務(wù)二：再探火箭燃料（推進(jìn)劑）

［導(dǎo)引問題］常見的火箭燃料有哪些？

［情境素材］《中國(guó)長(zhǎng)征系列火箭燃料揭秘》。

［小組代表2］介紹冷藏液氧液氫、液氧煤油以及偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）等火箭燃料。

［導(dǎo)引問題］為什么液氧液氫燃燒無(wú)污染，但是現(xiàn)在一般是使用液氧煤油作為燃料？

［分組匯報(bào)］三大化石燃料（第一組）、氫能（第二組）、乙醇燃料（第三組）的開發(fā)、利用及對(duì)環(huán)境的影響。

［評(píng)價(jià)］綜合考慮燃燒效率、經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境影響等諸多因素，辯證思考能源的開發(fā)和利用。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀材料，學(xué)會(huì)從化學(xué)視角提取信息，在獲取信息和思考總結(jié)中形成質(zhì)疑和批判能力，在評(píng)價(jià)燃料的過程中實(shí)現(xiàn)社會(huì)參與感的涵育，發(fā)展其辯證唯物主義世界觀。

2.2.3? 任務(wù)三：模擬火箭設(shè)計(jì)和制作

［團(tuán)隊(duì)建設(shè)］組建“火火箭”隊(duì)、“氣火箭”隊(duì)和“水火箭”隊(duì)，探究模擬火箭的設(shè)計(jì)和發(fā)射。下面以“成果交流與展示”環(huán)節(jié)為例進(jìn)行闡述。

案例1：“火火箭”展示交流

［“火火箭”隊(duì)代表］“火火箭”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示，操作方法如下：在礦泉水瓶下端的瓶蓋中間鉆出一個(gè)孔，往礦泉水瓶噴消毒酒精2～4次，旋好瓶蓋，將瓶子置于鐵架臺(tái)的鐵圈中，打火機(jī)點(diǎn)燃木棍，將燃著的木棍移近小孔處，點(diǎn)燃發(fā)射火箭。最初設(shè)計(jì)的是無(wú)尾翼和頭錐的火箭模型（圖5a），測(cè)試射程為3.9m。經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)流線型的物體飛行時(shí)能減少阻力，一次改進(jìn)后形成有尾翼、無(wú)頭錐的火箭模型（圖5b），射程可達(dá)5.7m，后經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)化，獲得有尾翼和頭錐的火箭成品（圖5c），射程達(dá)6.3m。

［導(dǎo)引問題］（1） 選擇酒精作為“火火箭”燃料的依據(jù)是什么？

（2） 從物理學(xué)受力分析的角度作圖分析“火火箭”升空的動(dòng)力。

（3） 基于上述的受力分析，結(jié)合物理和化學(xué)知識(shí)分析“火火箭”的發(fā)射原理，并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

（4） 分析“火火箭”技術(shù)改進(jìn)的思路。

［評(píng)價(jià)］綜合分析氫氣、乙醇等生活中常見燃料的反應(yīng)原理、獲取方法、安全系數(shù)、經(jīng)濟(jì)成本等，選擇合適的燃料（酒精），發(fā)展工程思維和創(chuàng)新能力；結(jié)合靜止和飛行狀態(tài)“火火箭”的受力情況，綜合分析“火火箭”的發(fā)射原理，評(píng)價(jià)和發(fā)展學(xué)生綜合應(yīng)用物理和化學(xué)學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)問題的能力。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“物質(zhì)燃燒”相關(guān)物理和化學(xué)知識(shí)以及燃燒后氣體的膨脹和做功原理，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案并完成“火火箭”的制作和發(fā)射，利用工程學(xué)思維對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，逐步形成工業(yè)生產(chǎn)的思

維模型：建構(gòu)基礎(chǔ)模型——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案——開展科學(xué)探究——改進(jìn)技術(shù)裝置——形成項(xiàng)目產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，學(xué)生思維顯性化。

案例2：“氣火箭”展示交流

［導(dǎo)引問題］除了燃燒外，還可以通過什么方式為火箭提供動(dòng)力？

［“氣火箭”隊(duì)代表1］還可以通過化學(xué)反應(yīng)生成氣體的方式為火箭提供動(dòng)力制作“氣火箭”。已學(xué)過實(shí)驗(yàn)室制氣體的方法有過氧化氫分解制氧氣法、大理石和稀鹽酸制二氧化碳法、稀硫酸和鋅粒制氫氣法等，本組選擇小蘇打與食醋作為反應(yīng)物。

［導(dǎo)引問題］“氣火箭”的實(shí)驗(yàn)體系是如何構(gòu)建的，哪些因素會(huì)影響“氣火箭”飛行的高度？

［“氣火箭”隊(duì)代表1］稀硫酸和鋅?？僧a(chǎn)生氫氣，但通過查閱資料了解到氫氣爆炸極限在4%～75%，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)。硫酸和鹽酸具有腐蝕性，實(shí)驗(yàn)操作不安全故排除。首先嘗試用過氧化氫溶液（30%）作反應(yīng)物，碘化鉀作催化劑，但由于反應(yīng)放出大量的熱，火箭的底座（塑料）被燒毀；后來通過調(diào)整過氧化氫的濃度、用量以及催化劑的種類和用量，發(fā)現(xiàn)火箭要么飛不起來，要么底座被燒毀，實(shí)驗(yàn)條件較難控制。由此可見，真實(shí)情境是復(fù)雜的，應(yīng)綜合考慮多方面的因素。通過查閱資料和小組研討，最終選擇生活中常見物質(zhì)（碳酸鈣、蘇打和小蘇打）分別與食醋（5g/100mL）反應(yīng)，并通過平行實(shí)驗(yàn)控制變量法探究最佳實(shí)驗(yàn)條件。“氣火箭”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示。

［平行實(shí)驗(yàn)一］探究物質(zhì)的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響：取1g碳酸鈣、蘇打和小蘇打粉末，分別與一定量的食醋反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明碳酸鈣、蘇打和食醋反應(yīng)，動(dòng)力不足，無(wú)法使箭體起飛，而小蘇打粉末和食醋反應(yīng)可以使箭體起飛。因此，選擇小蘇打和食醋作為反應(yīng)物。

［導(dǎo)引問題］為什么上述實(shí)驗(yàn)小蘇打與食醋反應(yīng)可以使箭體起飛，而碳酸鈣或蘇打與食醋反應(yīng)無(wú)法使箭體起飛？請(qǐng)寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。

［思維進(jìn)階］上述碳酸鈣或蘇打粉末與食醋反應(yīng)無(wú)法使火箭起飛，有沒有其他的優(yōu)化方案？

［“氣火箭”隊(duì)代表2］通過增加碳酸鈣或蘇打的用量（2g），提高醋酸的濃度（30%乙酸），可以推動(dòng)火箭發(fā)射，飛行高度分別為5m和7m。

［評(píng)價(jià)］通過生活中常見的鹽與酸的反應(yīng)，了解學(xué)生對(duì)“鹽的性質(zhì)”“復(fù)分解反應(yīng)”“質(zhì)量守恒定律”和“反應(yīng)物用量對(duì)反應(yīng)的影響”等化學(xué)核心知識(shí)的掌握情況，選擇合適的物質(zhì)作為反應(yīng)物。

［平行實(shí)驗(yàn)二］探究物質(zhì)狀態(tài)對(duì)反應(yīng)的影響：取等量的小蘇打粉末和小蘇打片分別與足量食醋反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小蘇打粉末作為反應(yīng)物，“氣火箭”的飛行高度優(yōu)于小蘇打片。

［評(píng)價(jià)］通過不同狀態(tài)物質(zhì)與酸的反應(yīng)，了解學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的掌握情況。

［平行實(shí)驗(yàn)三］探究反應(yīng)物用量對(duì)反應(yīng)的影響：通過控制食醋和小蘇打粉末的用量進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，得出最佳的反應(yīng)物料比。反應(yīng)物用量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響如表2所示，當(dāng)小蘇打粉末的質(zhì)量為2.0g，食醋的體積為24mL時(shí)，火箭的最大飛行高度可達(dá)12m。

［思維進(jìn)階］學(xué)生依據(jù)之前所學(xué)知識(shí)猜想反應(yīng)物用量越大，反應(yīng)速率越快，火箭應(yīng)飛得越高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，隨著反應(yīng)物用量的增加，火箭的射程先增大后減小，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。教師應(yīng)把握最佳教學(xué)時(shí)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生基于科研事實(shí)進(jìn)行知識(shí)拓展和深度研討，拓寬學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和批判能力。

［知識(shí)拓展］根據(jù)齊奧爾科夫斯基火箭方程，火箭的推進(jìn)速度為ΔV=ωlnm0m1（ω是噴氣速度，m0和m1分別為飛行器加速前后的質(zhì)量）。真實(shí)火箭的飛行距離，與質(zhì)量差有關(guān)，而“氣火箭”中的液體倒入箭體中，箭體飛行時(shí)液體來不及排出，其質(zhì)量差較小會(huì)影響飛行高度。

［評(píng)價(jià)］通過控制變量法調(diào)整反應(yīng)物的種類、用量和狀態(tài)等，了解學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的掌握情況。通過模擬火箭發(fā)射比賽，評(píng)價(jià)項(xiàng)目產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)意圖：通過“氣火箭”的設(shè)計(jì)和制作，有效統(tǒng)整化學(xué)反應(yīng)原理、物理運(yùn)動(dòng)學(xué)、數(shù)據(jù)分析等多學(xué)科知識(shí)。通過平行實(shí)驗(yàn)控制變量法，加深學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的理解，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，當(dāng)結(jié)果與假設(shè)有出入時(shí)，學(xué)會(huì)通過實(shí)證研究和邏輯推理不斷豐富和完善認(rèn)知體系，形成基于陌生復(fù)雜情境的問題解決思維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的系統(tǒng)思考和整體把握。

案例3：“水火箭”展示交流

［導(dǎo)引問題］以上兩個(gè)案例是通過什么方法為火箭提供動(dòng)力的，還有沒有其他方法可以推動(dòng)火箭發(fā)射？

［學(xué)生回答］前面兩個(gè)例子主要是通過化學(xué)反應(yīng)為火箭提供動(dòng)力，還可以通過物理方法推動(dòng)火箭發(fā)射。

［“水火箭”隊(duì)代表］展示交流“水火箭”的實(shí)驗(yàn)裝置（圖7）和操作方法：將頭錐、發(fā)射塔、尾翼（4片）、打氣筒、500毫升可樂瓶（2個(gè)）、用膠帶和貼紙按圖7方法粘貼組裝。往火箭體（完整可樂瓶）中加水，旋好噴嘴，將裝置與發(fā)射塔連接，打氣至無(wú)法再充氣，按下手控發(fā)射把手即可發(fā)射，最大射程約可達(dá)100m，需在空曠安全的場(chǎng)所進(jìn)行試驗(yàn)。

［導(dǎo)引問題］（1） “水火箭”的發(fā)射原理是什么？

（2） 影響“水火箭”射程的因素有哪些？

［評(píng)價(jià)］通過壓強(qiáng)變化、氣體做功、反沖作用等原理分析，了解學(xué)生對(duì)力的沖量、牛頓第三定律以及動(dòng)量守恒定律等核心知識(shí)的認(rèn)知水平。從工程學(xué)的角度對(duì)“水火箭”的設(shè)計(jì)（包括箭頭、箭身、尾翼、配重、動(dòng)力系統(tǒng)）進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)用受力分析、力的沖量計(jì)算、動(dòng)量守恒定律等知識(shí)，從理論上進(jìn)行分析，并通過控制變量法探究最佳實(shí)驗(yàn)條件，開展游戲比賽強(qiáng)化項(xiàng)目體驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：“水火箭”的制作和發(fā)射涉及工程、物理、數(shù)學(xué)等多領(lǐng)域知識(shí)，有效鏈接初高中的知識(shí)體系，發(fā)展跨學(xué)科、跨學(xué)段綜合素養(yǎng)。在“水火箭”項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生根據(jù)工程原理完成“水火箭”箭體的組建，提升實(shí)踐動(dòng)手能力，合作完成“水火箭”的調(diào)試和發(fā)射，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)和感受火箭升空的魅力以及中國(guó)航天事業(yè)的偉大成就，激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的向往和對(duì)祖國(guó)的熱愛。

2.3? 項(xiàng)目評(píng)價(jià)

任務(wù)四：項(xiàng)目成果展示與評(píng)價(jià)

［導(dǎo)引問題］通過項(xiàng)目活動(dòng)你有什么感受和收獲？請(qǐng)從科學(xué)性、創(chuàng)新性、可操作性、趣味性和安全性等維度對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

［分享交流］在學(xué)生自評(píng)和小組互評(píng)的基礎(chǔ)上，教師進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，師生共同評(píng)選出“明星火箭”。評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)將科學(xué)探究和問題解決成果轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目產(chǎn)品，強(qiáng)化學(xué)科認(rèn)知和項(xiàng)目體驗(yàn)。教師根據(jù)學(xué)生回答問題、實(shí)踐操作及成果匯報(bào)等情況將過程評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合，師生協(xié)同完成基于學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)的多元化評(píng)價(jià)表，著力建構(gòu)評(píng)價(jià)角度多維、評(píng)價(jià)主體多元、評(píng)價(jià)過程多段、評(píng)價(jià)模式多樣的評(píng)價(jià)體系，促使核心素養(yǎng)具象化。

3? 項(xiàng)目反思

跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)不是簡(jiǎn)單的學(xué)科知識(shí)拼湊，在實(shí)際教學(xué)過程中容易出現(xiàn)主體不明確、目標(biāo)不清晰、內(nèi)容“拼盤化”等問題。教師應(yīng)注重多學(xué)科知識(shí)、方法和思想的融合貫通，形成超越學(xué)科的邏輯體系，引領(lǐng)學(xué)生像科學(xué)家一樣做研究，像工程師一樣做設(shè)計(jì)［9］。下面談幾點(diǎn)教學(xué)建議［9］：

（1） 堅(jiān)定學(xué)科“立足點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)“跨中有核”。

教師要正確理解學(xué)科知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)系，跨學(xué)科不等同于無(wú)學(xué)科邊界?？鐚W(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)應(yīng)立足學(xué)科本位，在此基礎(chǔ)上最大限度地挖掘和整合課程資源，引導(dǎo)學(xué)科教學(xué)縱深發(fā)展的同時(shí)，促使多學(xué)科知識(shí)橫向配合，形成大概念統(tǒng)攝下的整體理解和系統(tǒng)思維，真正做到基于學(xué)科又超越學(xué)科。

（2） 找準(zhǔn)學(xué)科“鏈接點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)“跨中有聯(lián)”。

真實(shí)世界是多維、立體、復(fù)雜的，跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是基于真實(shí)問題解決的學(xué)科之間的融通，教師應(yīng)厘清學(xué)科知識(shí)和其他學(xué)科知識(shí)之間隱性和顯性的“鏈接點(diǎn)”。只有找準(zhǔn)多學(xué)科之間的意義關(guān)聯(lián)，才能使之產(chǎn)生耦合效應(yīng)，賦予學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的多維向度和學(xué)習(xí)支架，激發(fā)積極的學(xué)習(xí)心向，實(shí)現(xiàn)真正意義上的跨界融合、協(xié)同發(fā)展。

（3） 厘清認(rèn)知“邊界點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)“跨中有度”。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)不可能完全取代學(xué)科教學(xué)，教師應(yīng)把握好跨的度，要從學(xué)校的教學(xué)實(shí)際和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求出發(fā)，準(zhǔn)確定位學(xué)科的認(rèn)知邊界，整體把握教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度和效度。通過精選項(xiàng)目主題，整合課程資源，拓展育人場(chǎng)域，引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)生活，深入社區(qū)，走向社會(huì)，用科學(xué)知識(shí)理性地、深刻地品位生活，改造世界，實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)。

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