微项目“制作电池电量检测仪”教学设计

周公望

〔摘    要〕    随着“双减”政策与新课标的实施，越来越多的学校和教研组都在积极开展项目式教学。小学科学微项目式学习课程是基于小学科学课程进行的深度探索，将学科本质与能力融入新课标，以小学科学知识为主要载体，聚焦科学核心概念和关键能力，以项目化的形式在课堂中呈现。这既是一种课程改革的方式，也是国家课程校本化实施的有效路径之一。本文以微项目“制作电池电量检测仪”为例，分析了微项目在小学科学学习中的应用情况。

〔关键词〕    小学科学；微项目；电和磁；“电池电量检测仪”

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章編号〕  1674-6317  （2023）  09-0052-03

2022年版《义务教育科学课程标准》强调，以科学核心概念为核心促进学生科学核心素养的转化和形成，旨在引领课程与课堂教学，聚焦帮助学生深入理解和有效应用核心知识，也体现了科学学科的综合性特点。老师要紧扣2022年版《义务教育科学课程标准》的精神，以科学核心概念为重点，采用项目式教学法，充分发挥科学学科的特点，深入探究，引导学生更加深入地理解主干知识，使学生全面掌握科学知识，激发学生科学思维和洞察力。

微项目式学习是一种更加有效的培养学生学科核心素养的形式，它以真实情境为学习载体，以驱动性问题为学习导向，以科学知识为解决问题的基础，以问题解决、探究性实践等为认知策略，从而使学生理解科学概念。此外，它也是一种比较实用的课堂形式，能使学生在做项目过程中，不仅能理解、应用和建构科学概念，还能够实现科学素养的提升。笔者教学《电和磁》一课时，设计了“制作电池电量检测仪”微项目式学习，让学生在做项目过程中，实现对科学概念的理解应用和建构，落实科学核心素养的培养和提升。

一、教材内容分析

《电和磁》一课是教科版小学科学中六年级上册“能量”单元中较重要的一节课，具有承上启下的作用。教材中主要安排了两个活动：第一，指导学生经历科学家奥斯特做过的实验——通电导体使指南针偏转，经历对新现象进行分析、解释的思维过程；第二，做通电线圈使指南针加大偏转的实验，用线圈代替直导线做电生磁实验，为后面理解电磁铁原理打下基础。教材还出示了让学生用线圈和指南针检测废旧电池是否有电这一问题。课程内容指向科学13个核心概念中“能的转化与能量守恒”这一核心概念。本课的重点在于感知通电后的导线和线圈能使指南针发生偏转，建构电可以转换成磁的认知；难点是能对通电导线和通电线圈使指南针发生偏转的现象做出解释。在传统教学中，大部分老师只是基于教材内容先出示奥斯特实验图片，再用通电导线靠近指南针，观察导线是否会产生磁性，然后用通电线圈靠近指南针，重演奥斯特实验，最后研讨这样一个教学过程。传统的教学方式限制了学生思维的发展，也不能有效地培养学生的核心素养。更好的方法应该是老师引入一个特定的问题，激发学生的兴趣，指导学生进行自主式、创新式学习，真正让学生进行重构性学习、批判性思考，有效地培养学生的核心素养。笔者基于赵萍、陈峰老师的初中微项目式学习范式（如图1），对本节课进行了重新梳理和构建。

二、确定微项目的学习目标

根据泰勒的目标模式与科学教学原理，学习目标的制定是课程的核心，确立清晰明确、可操作性的学习目标对于项目式学习至关重要。如果没有一个明确的学习目标，学生将会面临盲目无指向的学习，从而导致效率低下，无法实现期望的学习效果。基于此，笔者指向科学课程核心素养的“制作电池电量检测仪”微项目式学习的目标设定。

三、创设基于生活实际的真实情境

在进行微项目式学习时，利用情境的功能性是微项目式学习的关键。这将有助于学生更深入地理解知识和技能的用途，帮助他们将学科知识和技能运用到实际情境中，从而在实践中学习知识、解决实际问题，而不仅仅是纸上谈兵。

《电和磁》一课可以选择如下情境：小明为参加学校的科技节，制作了一辆电动遥控小车，可是他装上电池后，小车并没有动起来。在检查了所有电路都没有问题后，小明换上了两节新电池，小车动了起来。如果是你，会用什么方法来判断换下的电池是否有电？ 你能用能量转换原理来解释你的方法吗？如果电池的电量比较少呢？

设计意图：随着电子产品的普及，检查电池是否有电这个情境来源于学生的实际生活，是很多人需要解决的问题，设计制作一个“电池电量检测仪”需要运用的科学原理属于科学概念，因此提出这样的问题对学生有重要意义。此外，从学生的视角出发，创建实际的情境能够让学生把生活经验和知识结合起来，激发学生的工程思维，促进学生积极参与课堂教学，从而实现科学核心素养的培养和提高。

四、创设驱动性问题

驱动性问题的设计是项目式学习的核心要素，也是项目式学习中非常重要的一步，是教师将课程标准和项目主体相结合，凝结成一个或者几个有意义、符合学生认知水平、能激发学生兴趣而且真实的具有挑战性的开放性问题，也就是驱动性问题。驱动性问题的设计要基于学生的思维特点，并能保护培养他们的好奇心和求知欲，同时根据最新的发展理论来激发他们参与项目式学习的兴趣，以使他们在课堂上主动探究，在学习过程中时刻保持高昂的学习热情，持续进行探究。

《电和磁》一课的微项目大驱动性问题是：如何设计并制作“电池电量检测仪”。循序渐进的问题链设计如下：

——怎么检验换下来的电池是否有电？结合能量的转换来解释你的方法。

——如果电池的电量非常少，不能使电动机转动或小灯泡发光，结合奥斯特的阅读资料，你还有什么方法来检验？需要利用什么器材？

——根据以前所学内容或生活经验，指南针在生活中有什么作用？静止时它会指向什么方向？你有什么办法让它动起来吗？在这一过程中能量是怎么转换的？

——你觉得奥斯特在用导线靠近指针的过程中发现了什么现象？能不能用实验来证明一下？利用器材重演奥斯特实验，观察并记录实验现象。小组内相互交流尝试解释实验。

——在重演奥斯特实验时，有的小组现象不是很明显，来看看他们的操作，你有什么建议？通过这个实验，我们能得出什么结论？为了让指针偏转更明显，你有什么猜想或建议？为什么？

——根据猜想重新实验，观察记录实验现象，验证猜想。结合实验现象，如何让我们的指针偏转更大，基于这个原理初步设计你们的“电池电量检测仪”。

——根据评价量表，来评价其他小组的“电池电量检测仪”，并说明评价的理由。

——对我们的设计图进行修改，并根据器材进行制作。

设计意图：驱动性问题的设计要体现学科特点，能调动学生的高阶思维，以及实现课堂的实际教学目标。以“制作电池电量检测仪”的问题链设计为例，基于小学生的思维特点向深入递进，将复杂问题拆分成多个小问题，强调学生利用已有的知识、经验和思维，给他们架设良好的“脚手架”，使学生能顺利解决实际问题，获得更大的成就感。此外，还能促使学生形成基本的科学观念，训练学生运用基本思维方法解决实际生活问题的能力。

五、微项目式学习中的认知策略和学习实践活动

为了让学生经历高质量的项目式学习，我们需要设计一系列指向概念性知识理解和基础知识认知加工的高阶认知策略，引导学生有意义地经历科学学习实践，而不仅仅是简单根据现有的生活環境开展几个活动或制作相关作品。“制作电池电量检测仪”微项目式学习中的认知策略及学习实践活动分析如表1所示。

设计意图：通过表一可以知道，通过本微项目，我们重视学生多元智力发展，满足学生多元化的需求，并根据学生在日常生活中积累的电池和指南针的知识，在课堂实验中利用比较、分析、推理、抽象等思维方式，帮助学生理解电生磁的概念，并借此促进学生应用相关认知策略，进行“电池电量检测仪”的创新制作，有效提升学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面的能力。

微项目式学习，旨在锻炼和培养学生在复杂情境下正确转换心智的能力，将知识、行为和态度结合起来，引导学生用“学习实践”，而不是仅凭固定探究规则完成对问题的探究。因此，它既有“做”，也有“学”，是以深入理解知识为基础的实践，通过实践活动，也可以探究怎样形成和提炼出有用的知识。学生在“制作电池电量检测仪”项目实施过程中，会遇到各种不同的挑战。他们会发现问题之间的相互关联，不断质疑、探索，体会科学的本质，也真正体会到科学理论和实践操作之间的差异，从而清楚地认识到“生活中处处有科学，科学源于生活，用于生活”。

参考文献

[1]赵萍，陈锋.指向学科核心素养的初中科学微项目化学习范式研究[J].物理教学探讨，2022（4）：4-7，10.

[2]李惠莹，宋楚杰.项目化教学中驱动问题的合理性研究与分析[J].软件导刊（教育技术），2013（11）：18-19.

[3]张丽娟.项目式学习在初中语文教学中的实施路径[J].甘肃教育，2022（7）：54-58.