小學科學項目式作業的設計、實施與評價
——以六年級“工具和機械”單元教學為例

梁東紅

（倉山區教師進修學校，福建 福州 350007）

傳統的小學科學作業往往圍繞教材知識點的理解與掌握，采取一課一練的單一形式，不利于學生在實際問題情境中靈活應用所學的知識與方法，發展分析、探究和解決問題的能力?！读x務教育小學科學課程標準（2017 年版）》指出，要設計學生喜聞樂見的科學活動，引導學生主動經歷科學探究和技術與工程實踐過程，逐步學會自主學習和合作學習，成為具有終身學習能力的學習者。［1］

小學科學項目式作業與課堂教學有機結合，將作業“項目化”，結合課程標準、教材和學生學情，生成具有現實意義的項目，融合不同學科的知識，構建作業支架，探究實際問題，實施有效評價，發展學生科學核心素養。項目式作業有別于傳統科學作業，是項目式學習的重要載體。學生圍繞具體的作業內容，優化學習資源，合作探究、實踐體驗、大膽創新，促進有意義的深度學習，也充分體現“以學生發展為本，以能力發展為主”的研究性學習教育觀念，其設計、實施及評價體現學生中心、活動情境、評價多元等基本原則。根據科學學習特點及教學實際，將項目式作業總結為確定項目作業主題、明確多維度作業目標、制定作業內容分層要求、使用量規優化作業評價四個基本流程，從而實現項目學習意義化的建構。

一、項目確立——作業主題的策劃

小學科學項目式作業設計中，確立項目是策劃作業的主題和目標。項目的確立應基于課程標準、教材內容和學生經驗，考慮學生學習進階和認知發展層級。項目主題應貼近生活實際，源于真實問題，能覆蓋科學學科核心概念，使學生感興趣、可操作，能綜合應用科學方法，實現有意義的學習，發展科學核心素養。項目式作業主題的策劃原則如圖1 所示。

以小學科學六年級“工具和機械”單元為例。學生通過生活實踐，知道使用機械可以省力，如用羊角錘拔釘子；使用機械可以提高速度（省時），如騎變速自行車；使用機械可以使工作更方便，如使用定滑輪提升重物等。學生已經意識到機械與生活密切相關，但對其中涉及的簡單機械原理并不了解。從教材層面看，該單元要求學生通過觀察、研究杠桿等不同類型的簡單機械，認識這些機械的構成及其功能；通過研究自行車這一常見的交通工具，知道它是一種由簡單機械組合成的機器，總結有關工具和機械的認識?；诮滩膯卧Y構，結合生活情境，整合零散知識點，可策劃項目式作業“設計制作液壓式挖掘機”。挖掘機是一種常見的復雜機械，它的很多部位都是由杠桿、輪軸等簡單機械組合而成的。將生活中的挖掘機與“工具和機械”單元知識整合，讓學生了解簡單機械的原理及其形狀結構，認識液壓傳動原理等科學知識在實際生活中的應用，鼓勵學生在了解簡單機械原理的基礎上，創新制作液壓式挖掘機，激發創造潛能，培養解決實際問題的綜合能力，實現深度學習。

作業目標是教學目標的延續，需要綜合考慮科學教學的四維目標和項目式作業的跨學科特點，兼顧學生的實際水平和認知發展情況?！肮ぞ吆蜋C械”單元的教學目標是“知道不同的機械具有不同的結構和功能，能選擇合適的工具和機械解決實際問題”，將其與課程標準中的主要概念“技術的核心是發明，是人們對自然的利用和改造”相關聯，整合形成科學、技術、工程、藝術、數學等多維度的項目式作業目標。（1）科學目標：組合杠桿、輪軸等簡單機械，創造新機械，解決生活中的實際問題。（2）技術目標：利用簡單機械原理、液壓原理，繪制復雜機械設計圖；根據實際情況，標明各部件形狀、大小、長度等。（3）工程目標：按照設計圖，選擇合適的材料制作相應部件，組裝液壓式挖掘機；根據測試效果完善作品。（4）藝術目標：裝飾液壓式挖掘機，使其更具特色。（5）數學目標：能夠對制作材料的大小、長度、經費等進行測算；針對測試數據進行分析處理。明確項目式作業目標，有助于教師逆向思考，確定希望學生通過項目式作業掌握的知識內容和能夠完成的事情，為學生搭建作業支架，更好地完成項目式作業。

二、項目實施——作業內容的設計

（一）建構作業的情境框架

項目式作業是一種基于真實情境的系統性的研究活動。從學生熟悉的生活導入，使作業內容與生活情境有機結合，可增強項目式作業的真實感與親切感，激發學生探究完成項目式作業的興趣與動機；在具體情境中進行知識遷移，有助于學生形成邏輯嚴密的概念結構，培養綜合解決問題的能力。［2］在明確項目式作業主題“設計制作液壓式挖掘機”后，教師可播放學校附近工地液壓挖掘機工作的視頻，引導學生觀察并提出問題：挖掘機在完成挖土、卸土等動作時，機械的各個部位是如何配合的？仔細觀察挖掘機各部位，你能找出本單元所學的簡單機械嗎？通過創設真實問題情境，啟發學生思考，將學科內容有機整合，開展真實情境下的探索和研究。

（二）充實作業的內容設置

作業內容是教師提供給學生的一系列項目任務。教師應深入分析學情，選擇合適的作業內容，提出明確的項目任務，搭建有效的項目學習腳手架?；陧椖渴綄W習理論，項目式作業應包含闡釋性內容、階梯性內容、實踐性內容三個部分，驅動學生開展一系列由易到難、逐步遞進的實踐活動，使他們在解決問題過程中，構建自身知識體系結構，完成項目作業成果，形成高階學習能力。

1.闡釋性內容，搭建支架

闡釋性內容的主要作用是搭建項目式作業支架。教師不必在項目式作業初期就向學生灌輸太多信息，而是在學生需要或請求獲取信息時再提供闡釋性內容，幫助學生有針對性地解決問題。學生在學習闡釋性內容時，對項目式作業涉及的相關知識、技能和方法獲得整體性了解，有助于提高學生完成項目式作業的流暢度，培養自主學習能力。例如，在“設計制作液壓式挖掘機”作業的準備階段，教師引導學生聯系“工具和機械”單元相關知識，分小組分析、描述挖掘機的主體結構。組織學生觀看視頻，結合挖掘機的簡易結構圖，討論生成問題清單：鏟斗與斗桿、斗桿與動臂、動臂與工作臺、工作臺與底座之間分別是哪種簡單機械？它們又是如何實現傳動的？學生通過教師提供的視頻、結構圖等闡釋性內容獲取相關信息，分析挖掘機各部位的結構和功能，為后續選擇液壓式挖掘機的制作材料和工具做好準備。

2.階梯性內容，層級遞進

項目式作業關注知識難易程度的層層遞進、技能復雜深度的循序漸進。教師應從學生實際出發，針對其知識基礎、學習方法、心理特征等方面的現實情況，由易到難、前后關聯地設計階梯性內容，前一個作業內容的完成可以促使后一個作業內容的開展，螺旋上升、環環相扣，提高學生運用知識分析和解決實際問題的能力?！霸O計制作液壓式挖掘機”作業的基本流程為：提出問題，“如何組合杠桿、輪軸等簡單機械，設計制作新機械”；分析問題，建立“工具和機械”單元相關知識與問題間的聯系，分析挖掘機主體結構，繪制機械圖，制作挖掘機；作業成果的展示交流、評價改進。其中，設計和制作鏟斗與斗桿的拼接組合是作業的最大難點。教師應充分關注知識難易程度和技能復雜程度的層級遞進，細化作業內容。（1）知識準備：引導學生反復觀察鏟斗的結構并拆解模型，通過簡易結構圖明確形狀結構原理。（2）技術準備：利用鏟斗與斗桿拼接的結構原理，繪制拼接設計圖；根據實際情況，標明部件的形狀、大小、長度等。（3）制作改進：按照設計圖，選擇合適材料制作相應部件，實現鏟斗與斗桿之間的轉動，并根據測試效果改進完善。項目式作業內容的階梯性設計，適時適度地為學生搭建適當的支架。教師通過層層遞進的作業內容，驅動學生循序探究，步步深入，充分發揮他們的探究積極性和主觀能動性，發展探究實踐技能、邏輯思維能力和分析解決問題能力。

3.實踐性內容，動手動腦

小學科學課程強調從學生熟悉的日常生活經驗出發，通過親身經歷動手動腦的探究實踐活動學習科學，注重動手與動腦的結合、知識學習與實踐活動的結合、理解現象和解決問題的結合，著力提高學生的各方面能力。項目式作業需要學生親身實踐，這種實踐不只是單純的觀察或動手，而是帶有思考、假設、驗證性質的“行動”或“制作”，是在“動手動腦”中整合技能發展和態度形成。［3］“設計制作液壓式挖掘機”作業的核心內容是挖掘機成品的制作。學生小組需要選定制作挖掘機各個部件的材料及輔助工具，在實踐操作中掌握剪裁、打孔、拼接的技巧。例如，在用兩只針筒和一根塑膠導管連接組成傳動液壓桿時，學生通過反復推拉，體驗動力的傳遞過程，思考討論如何連接針筒與其他部件，實現為轉動部位提供動力，為液壓式挖掘機整體制作奠定基礎。促進學生知識的內化和融會貫通，為實現深度學習提供新途徑。實踐性內容是項目式作業不同于傳統作業的典型特征，除了實在的、可見的產品外，還包括學生完成產品過程中收獲的實踐經驗。實踐性內容將靜態的教學內容重新解碼生成動態的學習過程，確保學生有充足的時間動手實踐與動腦思考，加深對核心概念的理解，并將其靈活應用于真實情境中。

三、項目作品——作業成果的評價與反思

項目式作業的成果具有鮮明的“項目”特色，既包括學生完成項目式作業后獲得的項目產品、項目方案，也包括學生在活動中習得的知識技能、掌握的學習策略和方法以及學習興趣和習慣等過程性的成長收獲。因此，項目式作業需要實施多元評價，不僅關注學生知識、技能和素養方面的發展，還關注學習過程、思維動態、技能運用和學習成就。應通過評價鼓勵學生對作業成果進行反思，修正自己的錯誤，吸取他人的優點。

量規評價是一種對學生學習過程進行形成性反饋的評價方式，可以較好地實現多維評價。教師應根據項目式作業的特點制定評價量規，優化評價方式。評價條目既要清晰地反映項目作業設計與制作的過程，又要全面呈現學生完成作業過程的狀態、觀念、意識、貢獻等不同方面。例如，從項目作業設計與制作、匯報與交流、流程管理三個方面開展評價：設計與制作包括方案設計、材料選擇、測試迭代、完成度與創新性等具體條目，匯報與交流包括結構與完整性、語言表達、操作效果、傾聽交流與評價反饋等具體條目，流程管理包括作業目標、分工合作、團隊建設等具體條目。通過量規評價，教師可以衡量作業成果離預設目標還有多遠，以便基于實證進行教學調整；學生可以了解自己學到什么程度，以便不斷反思，自我提升。［4］

以“設計制作液壓式挖掘機”作業為例，可綜合三個維度的不同指標設置評價水平。（1）水平1 的表現包括：設計圖完整，標注各個部件的尺寸大??；能按照設計圖選擇適當材料進行制作，能根據科學原理或實測數據進行改進；成品能實現挖掘、回轉、卸載等動作；經費成本小于30 元；展示過程表達流暢、層次清晰，能清晰地回答教師和同學提出的問題；所有成員參與任務，分工明確，完成高效。（2）水平2 的表現包括：設計圖比較完整，基本標注各個部件的尺寸大??；基本按照設計圖選擇適當材料進行制作；成品能實現挖掘動作，但不能實現回轉、卸載等動作；經費成本為30～40 元；展示過程表達比較流暢，能回答部分問題，但不完整；所有成員參與任務，但分工不夠明確。（3）水平3 的表現包括：設計圖不完整；沒有按照設計圖選擇適當材料進行制作；成品基本上有挖掘機的外形，但挖掘動作不夠流暢；經費成本大于40 元；展示過程表達不夠流暢，層次不夠清晰，不能回答相關問題；僅有部分成員參與任務，分工不夠明確。上述量規評價的實施，可綜合采用學生自評、小組互評、教師點評的方式，引導學生自我反思，準確識別自身的優點與不足，共享成功經驗和失敗教訓，實現共同成長。［5］