初中科学项目化学习促进学生高阶思维发展——基于《自制简易吸尘器》的项目教学

初中科学项目化学习促进学生高阶思维发展——基于《自制简易吸尘器》的项目教学

郑仙诺

温州市瓯海区潘桥中学、325035

摘要 真实情景驱动学生投入学习，构建相关知识及原理的支撑框架，分析并完 成制作后进行设计、制作方面的反思与改进。本文以“自制简易吸尘器”为例， 通过项目要素的深度实践，培养学生掌握新知识的同时，促进知识向能力及素养 的转化，使学生从低阶思维上升到分析、评价、创造的高阶思维。参与项目、自 主设计，激发学生对科学乃至生活的探究欲。实现既动手又动脑的高效性与持续 性高阶思维的发展。

关键词 项目化学习 初中科学 高阶思维 自制简易吸尘器

在理论与实践共同探索之中，项目化学习的设计按照“核心知识—驱动型的 问题—高阶认知—学习实践—公开成果—学习评价”六个维度进行[1]。让学生 带着真实情境的核心知识在情境中的再建与思维转移，动手动脑学科学，从而促 进学生高阶思维的发展。

1初中科学项目化学习在课堂中的具体运用

基于《自制简易吸尘器》的项目教学将六个维度结合成五个小点对促进学生 高阶思维发展进行运用。

1.1核心知识：知识支撑--源于生活服务生活

课题选择制作简易吸尘器的项目，是从学生的认知水平出发，贴近生活，指 向核心问题-“吸尘”。针对我们设计的教学目标进行细化成学生的学习目标：1. 通过观察和比较，软管 (教学用具) 和吸尘器在原理上有什么相似点；2.明确压 强与流速的关系，形成低气压区从而达到吸尘效果；3.通过简化结构，学会绘制 简易吸尘器的设计图；4.通过绘制的设计图，学会连接实物简易吸尘器；5.通过 多维的评价量表，能够对他人的设计作品进行评价，能够对自己的作品进行改进。 最终达到知识源于生活，而后再构建得以创造应用再服务生活。

1.2驱动问题：促思考--有的放矢解决问题

我们采用生活中“桌面上的纸屑、橡皮擦屑、尘土飞扬、秋风起，叶落满地” 这些非常熟悉的场景图引入展开学习，引发思考的问题：不同场景垃圾如何快速  打扫干净？为什么吸尘器可以将灰尘、垃圾等“吸入”机器内部？吸尘器的核心

技术问题是什么？设计图如何简化？如何装搭固定并完成简易吸尘器？在实验 操作中，你曾遇到过哪些问题，又是如何处理的？细化拆解的学习目标融入各个 环节后，再让学生带着在真实情境中，解决真实问题，充分挖掘和调动学生的互 动和潜力，体现了以学生为中心的教育理念。

1.3高阶认知：“天女散花”--形象理解抽象原理

驱动性体验活动：挑战在手不接触盘子和纸片的情况下，使全部纸片穿过 1 米长软管。由“天女散花”互动环节引发思考，以疑激趣，以趣激学，提供原理 解释的理论支架：气压与流速的关系，促进学生思考尝试解决真实问题。设计时 预设同学们本能反应会提出用嘴巴去吸，碎纸可能会吸到嘴巴里面去，且只能吸 出一点点，笔者提示用纱布阻挡碎纸。若学生没有思绪，可以告诉学生“秘诀” 并指导他快速甩动并绕转软管的一端。学生在课堂中无一例外均发出“哇”的感 叹。知识来源于生活，又服务于生活，这也正达成了将核心知识融入到课堂并再 创造和构建。后续让学生通过对比建立吸尘器吸尘后垃圾应控制在某个容器中的 思想，并想到用电动机制作吸尘器。将抽象的原理通过“天女散花”活动得以形 象表达。为后续的培养学生动手动脑能力做好铺垫。加深学生对大气压与气压差 的形成的理解，提高教师的课堂教学效率，而且还改变了学生的学习方式，达到 了适应新课标、新理念的要求，并促进学生创造分析的能力。

1.4学习实践：小组合作--设计并制作简易“吸尘器”

开展项目化学习能让学生体验任务的综合性和学习内容的趣味性[2]。为了 有效开展项目化学习需要准备制作器材，本课题选用废矿泉水瓶，小电机等学生 熟悉的材料，使项目实验能够更顺利的开展。在任务的完成方式上，采用小组合 作的方式，在实验中实现优势互补。在小组的合作学习中，每个学生都能积极主 动的去探索，有利于学生发挥特长，有助于培养每个学生的责任感和协作精神， 使其体验到个人与集体共同成长的快乐。体现了深度学习的自主、合作、探究融 入科学课堂得以在实践的过程中发展学生的探究合作以及高阶思维当中的创造 和分析能力。

1.5成果评价：展示及学习--促进学生高阶思维

把项目化学习理念贯穿在学习活动的全程，最后小组共同展示吸尘器吸力的 直观对比，教师同步投屏直播，让学生更清楚观察，并按照评价标准里的计分依

据进行打分。同学互评和老师评，特别是学生在项目实施各个环节的多元化评价               (主要在 4 个方面：方案设计、作品展示、实际效果、优化改进)，突出了学生 的主体性作用。通过评价使学生对自己成果的肯定，以及与他人比较发现不足的 地方，提高了学生解决问题的能力，最大限度的发挥了学生的聪明才智，使项目 不断改进和优化，提高了学生的综合素养。各小组成果展示和自评互评结合了问 题

化学习中的教学评一致性，促进学生进行真实又有深度的反思。将技术有机整 合在课堂学习中，实现了思维螺旋上升。最后设计了课后拓展环节。较完整的体 现了素养导向下的项目化学习。

2初中科学项目化学习在课堂中的运用反思

2.1素养目标指向性明确

通过设置问题引出实验的方向和目标，并在实验的过程中掌握解决问题的方 法。实现理论知识与实际应用相结合，从而提高学生的综合能力。通过课堂的呈 现，了解吸尘器的工作原理和有关的知识建构，为项目的完成提供理论支持，构 建思维框架。促进学生对核心知识的理解，并促进学生科学学科素养的提升，使 学生从低阶思维上升到高阶思维，促进课堂的推动和发展从而达到教学目的。

2.2驱动性问题设计促进学习的持续性

课堂引入以“天女散花”为实例，激发了学生的好奇心和求知欲，对项目的 学习和任务的完成更具有驱动力，对解决问题找到了方向。巧妙设计驱动问题， 提供了思维迁移的抓手。从而促进课堂的推进与发展，为后续生活化项目学习， 提供科学可持续性的动力。

2.3持续探究有效体验促进建构

让学生在轻松愉快的氛围下建构知识，让学生体验到知识从生活中来，用所 学知识解决身边的问题，促进了学生对知识的建构和素养的提升。创设情境、发 现问题、解决问题到方案的设计以及动手制作，将工程与知识相融合使学生有了 理论和实践相结合的机会和体验，充分挖掘和调动学生的互动和潜力，体现了以 学生为中心的教育理念。任务式的学习激发了学生学习的积极性，由于学生的个 体差异和时间的限制,有一组学生没有在规定的时间内完成 (弥补措施) 在课后 将实验器材让学生带回去继续探究优化，使活动更具持续性。

在条件允许情况下，提倡“课内课外”“校内校外”结合起来，使项目化学

习促进学生高阶思维发展的同时，让项目化要素的完整迁移并使主动学习得以延 续。开发各种小型试验，让学生获得成长性经验后进行再迁移创造性再运用。参 与项目实验、自主设计实验，激发学生对科学乃至生活的探究欲。进行知识的再 构建、思维的再次迁移，完成高阶学习驱动低阶学习，实现课堂中既动手又动脑 的高效性与学生高阶思维的发展和情感培养。

参考文献

[1] 夏雪梅.项目化学习设计[M].教育科学出版社,2018 年 11 月:133.

[2] 徐亚奇.基于 STEAM 理念的初中科学项目化学习设计—— 以"自制地球仪"为

例[J].科教导刊,2020(20):2.

[3] 倪方军.初中科学项目化教学策略探究[J].考试周刊,2021, (46).

[4] 赵萍.基于项目学习的初中科学拓展性实验的设计与实施[J].中学课程辅导

(教师教育).2019, (24)